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摘要:以日常的飲料包裝為例，針對塑料包裝產品的快速更新換代需求，應用Pro/Engineer(Pro/E)的參數化設計原理，介紹了Pro/E軟件在塑料包裝設計中三維造型、色彩搭配、材料選型、效果圖處理等方面的應用。

關鍵詞:Pro/E;三維造型;塑料包裝;設計應用

塑料質輕、防潮、耐腐蝕、抗老化、工藝性好，可以制做成各種形狀，搭配各種顏色，色彩鮮艷，光澤度好。各種優越的性能，使得塑料非常適合用作包裝材料，并逐漸取代一部分傳統包裝材料，成為市場上主流的包裝材料，極大地推動了包裝行業的快速發展。市場需求不斷擴大，塑料包裝產品的更新換代速度也越來越快，各種新產品的推出，其包裝效果的影響因素至關重要，制造廠商紛紛加大這方面的投入，引進各種先進的設計方法，同時對產品申請外觀設計專利加以保護，形成獨有知識產權。如何快速響應市場，設計和制作出符合要求的塑料包裝作品越來越受到關注。范軍、鄧發云等［1－2］討論了Pro/Engineer(Pro/E)軟件行為建模器功能模塊在產品塑料包裝設計中的應用方法。蔡建等［3］討論了Pro/E三維造型的功能與特點，并以包裝箱為例，介紹了Pro/E在兵器包裝上的應用。劉莜霞等［4］以日常生活中所用臺燈為案例，介紹了Pro/E在產品造型方面的應用。Pro/E三維設計軟件是由美國參數技術公司設計開發的一款集設計、分析、加工制造為一體的工業化軟件。具有產品裝配設計、零件設計、鈑金設計、模具設計、數字控制(NC)加工、計算機輔助工程(CAE)分析、虛擬仿真等多個模塊。廣泛應用于機械設計、工業設計、包裝設計等多個行業，并在實際應用中得到快速推廣。Pro/E三維設計軟件是一款基于參數化設計和特征操作的軟件，設計人員可以充分借助日常生活經驗，采用具有智能特性的基于特征的功能去創建模型，所有作為產品幾何模型構造要素特征都是日常生活中常見的，這給設計創作帶來了極大的簡易和靈活性。本文分析了塑料包裝設計的特點，針對塑料包裝產品的快速更新換代需求，應用Pro/E的參數化設計原理，以日常的飲料包裝為例，介紹了Pro/E在塑料包裝設計中三維造型、色彩搭配、材料選型、效果圖處理等方面的應用。

1塑料包裝設計特點

塑料包裝是最為常見的一種包裝形式，廣泛應用于日常生活及工業生產之中。與傳統的紙質包裝相比，塑料包裝防潮隔濕，抗老化，壽命長，色彩鮮艷，可塑性好，可制成各種形狀復雜的包裝結構。塑料包裝有軟包裝和硬包裝之分。軟包裝指各種采用塑料薄膜的包裝，一般將薄膜厚度在0.25mm以下的片狀塑料包裝定義為軟包裝。硬包裝應用較為廣泛，各種造型，各種色彩搭配，其中以容器形式居多，市場上需求量大，更新速度快的塑料包裝以硬包裝為主。塑料硬包裝強調造型設計，兼顧美學設計，要將塑料包裝結構設計得既符合產品的功能需求、美學要求、人機工程學要求，又符合塑料結構件的成型工藝要求，其難度非常大［5］。需要在設計階段充分構思，反復溝通，進行細節化設計，采用三維造型軟件可以方便地實現這些要求。

2基于Pro/E的塑料飲料瓶設計

2.1塑料飲料瓶體三維造型設計

2.1.1塑料飲料瓶設計

對產品初步構思后，可以借助Pro/E勾勒出輪廓圖形，在這一階段就要明確需要控制的關鍵參數，由于塑料包裝屬于殼體零件，首先建立實體輪廓。分析構思中產品結構特征，對特征進行分解，選擇最佳命令組合。本例中塑料飲料瓶體為回轉零件，利用Pro/E中旋轉特征，在草繪環境下進行瓶體回轉截面設計，明確需要控制的關鍵參數。草繪完成后執行旋轉命令，生成瓶體基體，此時瓶體拐角處均比較尖銳，工藝性不好，在制作過程中容易出現裂痕，同時也不美觀，因此需要進一步修飾調整，此處采用Pro/E中倒圓角命令，對所有尖銳拐角進行光滑處理。

2.1.2塑料飲料瓶體特征設計

設計完成的瓶體能滿足基本功能，但還不能體現產品自身特點，需要加入自己獨特的特征，Pro/E強大的造型功能可以將設計師的構思快速轉化為實體特征，便于進一步修改。本例為體現飲料的綠色天然特性，在瓶體設計三維樹葉形狀。在瓶體軸剖面中設計樹葉二維造型，利用投影命令將樹葉輪廓投影到瓶體上，此時輪廓隨瓶體變化，呈現為三維曲線，借助曲面混合特征，設計出樹葉三維結構，進行陣列，將三維樹葉特征均布瓶體一周，最后對樹葉造型輪廓進行倒角光滑處理。

2.1.3塑料飲料瓶底的加強處理

塑料飲料瓶用于包裝液體，需要一定的結構強度，防止在運輸過程中發生變形損壞，同時保證瓶體保持設計之初的形狀。為此在飲料瓶體底部設計星型突狀結構，在不改變局部厚度的情況下，加強瓶體剛性。本例采用掃描剪切命令創建這一特征，在瓶體軸剖面創建掃描軌跡線，截面設計為圓形，執行命令后，圓形截面沿軌跡線運動，在瓶體底部創建出一條內凹圓弧槽，再次進行陣列，形成星型加強特征，如圖3所示。

2.1.4塑料飲料瓶薄殼化處理

飲料瓶體為薄殼結構，以上完成的為實體特征，進行抽殼處理后，可以對瓶體進行等厚偏移，制作出不同厚度的飲料瓶體，如圖4所示。在對硬質塑料包裝設計時，一般均采用先進行實體建模，完成主要特征后，進行抽殼處理，使得包裝壁厚均勻一致，更加符合塑料制品的制造工藝性。

2.1.5塑料飲料瓶瓶口螺紋設計

在容器類的塑料包裝產品中，有大量的螺紋結構。本例中飲料瓶的封口采用螺紋連接，瓶口的螺紋特征可以利用Pro/E中螺旋掃描實現，在螺旋掃描命令下，定義掃描軌跡、螺距及螺紋截面形狀就可制作出螺紋特征。在此可以感受到Pro/E參數化建模的便利性，確定特征命令后，輸入特征參數即可獲得特征造型。

2.1.6塑料飲料瓶瓶蓋設計

瓶蓋和瓶體搭配使用，可以在同一創建環境下，創建瓶蓋特征，完成整個塑料飲料瓶功能性設計。

2.2塑料飲料瓶體外觀設計

三維造型設計完成后，才是完成了包裝的功能性設計，要達到吸引顧客和占領市場的目的，還需要對包裝結構進行外觀美化處理。傳統的平面圖片處理軟件只能進行二維平面處理，難以在設計階段展示包裝的立體化效果，借助Pro/E可以對包裝的最終效果充分展示。

2.2.1三維商標設計

醒目的商標可以讓顧客更容易記住產品，Pro/E中具有豐富的字庫，還可以手工繪制個性化象形字體或圖形，不但可以制作平面標簽，還可以使用偏移等命令制作浮雕圖案，使包裝設計元素更加豐富。

2.2.2塑料包裝材料的選擇

同樣的造型結構，選用不同材質不同色彩的材料制作，其效果差別非常明顯。Pro/E中可以對材料進行定義，觀察采用不同材質制作的產品包裝的視覺效果，為后期的加工制造提供參考。

2.2.3包裝外軟包裝的設計

在曲面上制作廣告標語、產品使用說明比較困難，一般制作完成的塑料包裝，外表面需要黏貼軟包裝材料，硬包裝從造型上吸引顧客，軟包裝從色彩角度展示產品特色，兩者搭配最終決定包裝的視覺效果。Pro/E中具有豐富的表面處理功能，采用貼畫選項可以在塑料包裝外部虛擬黏貼各種軟包裝材料，模擬最終效果。

2.2.4增強的真實感及渲染特效設計

包裝是產品的形象代言，對于包裝設計一般都需要借助專業軟件對其進行特效處理，獲取最佳效果。Pro/E中兼具了產品效果圖處理功能，可以在完成三維造型建模后，通過設置不同場景、光源、視角等制作出各種特效。塑料包裝產品經過渲染特效處理后，可以保存不同格式，用于制作宣傳圖冊。

3結語

塑料包裝在包裝行業得到廣泛應用，市場需求不斷擴大，塑料包裝產品的更新換代速度也越來越快，各種新產品的推出，其包裝效果的影響因素至關重要。借助Pro/E三維造型軟件建立參數化模型，通過改變特征參數，可以快速開發出系列化產品族，豐富產品線，滿足不同領域的需求;借助Pro/E著色及渲染功能對產品三維造型進行視覺效果處理，確定最佳圖案設計，可以減少打樣環節，縮短了產品開發周期。Pro/E三維造型軟件以其強大的功能，在機械設計、工業設計、包裝設計等多個行業得到廣泛應用，并在實際應用中得到快速推廣。

參考文獻

［1］范軍．PRO/E的行為建模器在產品包裝設計中的應用［J］．科技信息，2006(10):40－41．

［2］鄧發云．PRO/E行為建模技術容器設計中的應用［J］．機械管理開發，2010，25(2):52－56．

［3］蔡建，黎明，程濤．PRO/E在兵器包裝中的應用［J］．包裝工程，2005，26(6):106－107．

［4］劉莜霞，張美艷，舒祖菊，等．Pro/E在產品造型設計中的應用［J］．包裝工程，2008(3):152－155．

［5］張育增．基于Pro/E的塑料件設計及模具開發［D］．沈陽:沈陽理工大學，2007．

作者:繆曉賓 單位:重慶工業職業技術學院