论文：基于AutoCAD的包装容器结构三维建模的设计与研究

武汉工业学院2011届毕业论文论文题目：基于AutoCAD的包装容器结构三维造型设计与研究学生姓名黄浩杰学生学号070303125院（系）机械工程学院专业名称包装工程071指导教师李学忠2011年6月武汉工业学院毕业论文目录摘要……………………………………………………………………………..…IABSTRACT………………………………………………………………………I第一章前言……………………………………………………………………....1一、课题的提出………………………………………………………………1二、课题的发展现状…………………………………………………………1三、课题的研究内容…………………………………………………………2第二章包装容器结构设计概述…………………………………………………3一、包装容器结构设计的现状和发展………………………………………3（一）包装容器要适合商品的使用特点……………………………………3（二）包装容器的障碍性设计………………………………………………3（三）包装容器要适应使用环境……………………………………………4（四）包装容器要符合人机工学……………………………………………4（五）包装容器的操作使用的暗示与引导…………………………………4（六）包装容器新的造型时尚潮流…………………………………………4（七）包装容器高附加值的设计……………………………………………4（八）包装容器的仿生学设计………………………………………………5（九）包装容器的传统文化体现……………………………………………5二、包装容器结构设计原则和设计基本因素………………………………5（一）内装产品特性……………………………………………….………5（二）内装产品形态………………………………………………………..6（三）内装产品的性能和造型结构………………………………………..7（四）内装产品的用途……………………………………………………..7（五）产品的运输条件……………………………………………………..7三、包装容器结构设计与数字化的设计手段……………………………….7（一）SolidEdge………………………………………………………...7（二）UG…………………………………………………………………..8（三）Pro/Engineer……………………………………………………..9（四）AutoCAD……………………………………………………………9第三章基于AutoCAD的包装容器结构设计…………………………………10一、圆型纸质包装容器结构与造型分析……………………………………10二、圆型纸质包装容器的AutoCAD三维建模……………………………..10（一）“体”结构的三维建模........................................................................11（二）“盖”结构的三维建模........................................................................14武汉工业学院毕业论文三、圆型纸质包装容器的体积计算…………………………………….…...15四、圆型纸质包装容器的表面着色…………………………………….…...16五、圆型纸质包装容器的渲染………………………………………………18（一）渲染材质简介………………………………………………………..18（二）渲染时的材质的使用………………………………………………..19总结………………………………………………………………………………..24致谢………………………………………………………………………………..26参考文献…………………………………………………………………………..27武汉工业学院毕业论文I摘要本论文先阐述了包装容器结构的设计原则和设计基本原理，从多方面了解包装容器结构的设计的依据。根据不同的产品性质选择不同的包装容器和包装材料。结合论文题目为某款茶叶设计合理的包装，依照要求我们选择纸质圆型包装容器。然后以纸质圆型容器为例讨论了它的尺寸设计要求。接着阐述了利用AutoCAD2008的三维造型功能进行容器结构设计的方法。首先介绍了三维造型的基本方法，然后以圆型容器设计为例，讨论了使用三维造型技术获得实体模型的全过程：轮廓生成、体积计算、表面着色、渲染等。AutoCAD制作出来的容器结构效果图清晰明了，可以全方位地了解容器的结构及其各项参数。这样能够给包装容器结构设计人员减轻设计的难度，缩短设计周期和提高设计质量。[关键词]：包装容器；AutoCAD；三维建模武汉工业学院毕业论文IIABSTRACTThispaperfirstdescribesthestructureofpackagingcontainerdesignprinciplesandfundamentalsinmanywaystounderstandthestructureofthedesignbasiscontainers.Caseroundcontainersofpaperandthendiscusstheselectionrequirementsandthesizeofitsdesignrequirements.Describedtheuseofthree-dimensionalshapefunctionsAutoCAD2008containerstructuredesignmethods.Firstintroducesthebasicmethodofthree-dimensionalmodeling,andthenroundcontainerdesign,forexample,discussedtheuseofthree-dimensionalmodelingtechniquestoobtainsolidmodelofthewholeprocess:contourgeneration,volume,surfaceshading,rendering.ProducedoutofthecontainerstructureAutoCADrenderingclarity,youcanhavefullunderstandingofthestructureandtheparametersofthecontainer.Thiscangivethedesignerpackagingcontainerstructuredesignedtoreducethedifficultyandshortenthedesigncycleandimprovedesignquality.[Keywords]:Packagingcontainers;AutoCAD;Three-dimensionalmodeling武汉工业学院毕业论文1第页第一章前言一、课题的提出[1][2]在CAD技术发展的初期，CAD仅限于计算机辅助绘图，随着计算机软、硬件技术的飞速发展，CAD技术才从二维平面绘图发展到三维产品建模，随之也就产生了三维线框造型、曲面造型以及实体造型技术。3D建模通俗来讲就是通过三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型。用CAD做包装容器结构的三维造型也有很多的好处：符合AutoCAD用户长期以来的使用习惯；AutoCAD对包装容器三维模型对象不具有对象类别的特性，因此，建模过程也不受类别特性的约束，比较自由；AutoCAD有丰富的可定制的视觉样式，可以输出丰富的表现效果；AutoCAD的三维建模和渲染、漫游动画对于包装设计也是绰绰有余；三维建模可以导出工程图，还可以在三维环境观察，更能发现问题；三维装配不仅仅是可以检测误差，在验证装配，设计外观图，模拟仿真等，以及对于修改设计也是十分的方便。因此，对于小规模的装修企业和产品设计工作室来说，基于成本考虑，AutoCAD还是一个不错的选择。而对于许多习惯了用AutoCAD进行三维设计的工程师来说，进一步了解AutoCAD的三维功能也能拓展自己的工作空间，用AutoCAD帮助创建一些不需要参数化的构件也有利于提高工作效率。为了进一步的了解AutoCAD对包装容器的三维建模的操作步骤和意义，于是在此我们提出此课题进行研究。二、课题的研究现状及背景[3][4]由于实际应用程序很少，因此，人们感觉AutoCAD的三维性能难学难用。这种说法的主要原因也许是由于AutoCAD早期版本三维能力的局限。最初，AutoCAD系统的输入笨拙、单调乏味，只能生成少数真正的三维实体。甚至构造最简单的三维模型也需要很大的努力。此外，甚至在模型制作完成后输出功能既有局限又简单，以至于用AutoCAD只能做极少数事。虽然这种说法不再值得一提，但是三维操作时还是有一些问题和局限的。首先，实际上与三维模型的所有交互界面均是通过二维设备。例如，无论使用鼠标还是使用数字化仪作为点输入设备，总是限制在一个二维表面的平面上移动。尽管有某些打算用于实际存在的物理对象的三维数字化仪，但并没有三维空间的点输入设备。另外一个限制是，我们必须使用二维屏幕。但有时，仅仅通过计算机屏幕我们几乎不能感觉到模型的深度，要看清楚哪个对象在前哪个对象在后是比较困难的。同时，构成三维模型的实体是非常拥挤的。这些实体不仅互相靠得很紧，甚武汉工业学院毕业论文2第页至一些实体位于其他实体上面。这又是一个问题，即有时使得选择对象变得困难。使用层来控制是很有用的，这样可以仅仅显示当前需要操作的对象。但是，使用层需要另外的操作步骤，且必须进行系统的、适当的管理。虽然AutoCAD系统的实体造型功能是很好的，但是与其他几个程序相比要略逊一筹。此外，AutoCAD的实体编辑能力是有限的，也不直观。最后，尽管AutoCAD的渲染器有能力生成三维模型的真实图像，但不具备任何动画功能。三维的局限、有关二维界面与三维模型的关系以及上述的一些问题可能会是最主要的障碍。但是AutoCAD具有构造十分有用和实用三维模型的所有工具，包括几乎任何几何形状的三维模型，它们可以帮助我们建出满意的三维模型。三、课题的研究内容AutoCAD是目前在建筑、机械、室内、家具等领域的设计与图纸的绘制当中被广泛使用的绘图软件，在我国拥有广大的用户，也深受大家的喜爱。而包装容器又被广泛应用于食品、医药、清洁、工业液体的盛装等领域,其外观设计日渐人性化、流线化。采用传统的设计手段,已经很难准确表达其外观和结构。目前,三维设计正被应用在包装容器的外观和结构设计中。为了适应整个社会的发展我们必须要把两者融合起来。故我们熟悉和研究包装容器结构设计原则和AutoCAD三维建模功能，学会分析一个包装容器的结构造型，再以圆型容器设计为例，探讨使用AutoCAD三维造型技术获得实体模型的全过程：轮廓生成、体积计算、表面着色、渲染等。根据容器的结构及各项参数制作出容器结构效果图，提高综合运用所学知识分析问题和解决实际问题的能力。武汉工业学院毕业论文3第页第二章包装容器造型设计概述一、包装容器结构设计的现状和发展[5][6][7][8][9]消费市场竞争日益激烈，现代包装容器的设计不再仅仅是容纳、保护商品的简单作用，更是提升商品活力、建立企业形象以领先市场的重要手段。纵观现代包装容器的造型设计，均有多种品质与价值理念，造型风格丰富多样，不仅要考虑产品内容成分、容量、规格等物理化学因素，还要反映当代社会价值观念与消费者生活形态，以高品质设计提升产品附加值，传达企业文化精神。包装容器设计是一种立体造型活动，造型的手段是通过工业化的技术加工，技术因素使容器造型获得独特的现代风貌，代表了现代社会的文化精神。包装容器又不同于一般包装设计的平面展开，需要涉及到内容物性质、材料选择、机械性能、人机关系、生产工艺等各种因素，这些都一定程度地限制了设计师的想象力与创造力，不能随意主观的确定包装容器的外观造型。要想克服困难与限制，设计出独特有个性的包装容器形态，一方面需要创造性的思维与