毛曙宇，朱曉軍，李 揚(yáng)

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 無錫 214400）

1 前 言

作為茶文化重要的物質(zhì)載體，茶具極具文化性和藝術(shù)性。設(shè)計茶具能夠?qū)⒉杈咴O(shè)計與傳統(tǒng)文化的融合，也能通過計算機(jī)設(shè)計應(yīng)用軟件，將現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)方法融合應(yīng)用設(shè)計制作茶具，通過機(jī)械設(shè)計應(yīng)用軟件對傳統(tǒng)茶壺的結(jié)構(gòu)進(jìn)行造型設(shè)計、改進(jìn)、創(chuàng)意等，使茶具進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化，改變傳統(tǒng)制壺方式，促進(jìn)茶具現(xiàn)代設(shè)計發(fā)展。

茶壺作為茶具的一種，是常見的一種泡茶、斟茶用的帶嘴器皿。傳統(tǒng)茶壺由壺蓋、壺身、壺底、壺足四部分組成。因壺各部位之細(xì)小差別，茶壺形態(tài)千姿各異，因而茶壺造型設(shè)計靈活多變。傳統(tǒng)壺具的設(shè)計從初始建模、模具成型、實(shí)際數(shù)據(jù)收集到制作生產(chǎn)各過程較為模糊，缺乏精確性，而隨著計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)被廣泛應(yīng)用于設(shè)計領(lǐng)域，設(shè)計周期大大縮短，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率也獲得了飛躍。

2 壺具設(shè)計實(shí)例

壺具造型設(shè)計基于創(chuàng)新理論，應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件進(jìn)行設(shè)計制圖，通過三維建模、3D 打印等技術(shù)，可對壺具靈活個性化創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)計。文章以應(yīng)用Proe 軟件舉例研究設(shè)計一常見壺型零件新壺為個例，實(shí)踐過程步驟簡析如下：

新建一零件，零件名稱為“新壺”，選用公制為單位。

2.1 繪制壺身主體和壺蓋上體部分

在零件新壺中，F(xiàn)ront 為繪制平面，Right 為參考平面，繪制壺身主體輪廓，選擇旋轉(zhuǎn)命令作360°旋轉(zhuǎn)，即獲茶壺主體部分，如圖1 所示，在茶壺主體上部繪制壺蓋上體輪廓，同樣選擇旋轉(zhuǎn)命令，完成旋轉(zhuǎn)壺蓋部分。繪制上體時以壺身為尺寸作參考，可保證各特性尺寸間的關(guān)聯(lián)性，壺蓋尺寸與關(guān)聯(lián)壺身部分的關(guān)鍵尺寸可隨之修改相應(yīng)變化。

圖1 壺身和壺蓋輪廓部分繪制

2.2 繪制壺嘴部分

繪制壺嘴主體應(yīng)注意尺寸顏色為黃色，此處須注意過約束或約束不足狀況。壺嘴繪制輪廓后用切除命令即形成壺嘴如圖2 所示，經(jīng)R10 圓角后可進(jìn)一步圓潤。

圖2 壺嘴部分繪制

2.3 茶壺主體抽殼

抽殼是保留實(shí)體表面厚度，挖空實(shí)體內(nèi)部，也可在實(shí)體表面外增加厚度。向內(nèi)厚度向外厚度以Faces to remove 要移除的面為基準(zhǔn)。對于塑料零件一般是向內(nèi)抽殼，抽殼時要注意厚度問題，有時拐角處過急，抽的厚度大，抽殼會報錯，所以拐角要做的圓滑。選擇該壺需要抽殼的面，輸入2mm 壁厚即成。

2.4 茶壺手柄部分造型繪制

茶壺手柄繪制可同理參照繪制茶壺主體的建模，如圖3 所示輪廓造型。

用拉伸命令即可獲得拉伸手柄后的茶壺。利用旋轉(zhuǎn)切除命令，可將茶壺內(nèi)多余材料去除，如圖4所示。至此，該壺設(shè)計初步完成，經(jīng)圓角過渡后，茶壺造型已頗顯美觀。

圖3 茶壺的手柄輪廓線

圖4 去除中央多余部分的茶壺實(shí)體

Proe 是基于特征的參數(shù)化軟件，優(yōu)化造型，避免設(shè)計缺陷極顯方便。通過Proe 強(qiáng)大的分析功能，可以在設(shè)計初期就發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，變更設(shè)計，利用三維剖視分析功能，可方便觀察茶壺內(nèi)部的完整、均勻性，利用體積分析功能可快速測量茶壺體積，軟件強(qiáng)大的實(shí)體分析和曲線、曲面分析功能等為及時分析優(yōu)化設(shè)計完善了可能。

通過應(yīng)用CINEMA 4D 軟件中的特性，我們可以預(yù)覽到多種經(jīng)“渲染”后的理想化的茶壺材質(zhì)形態(tài)，如圖5、圖6 兩圖所示渲染示例。

圖5 茶壺渲染一

圖6 茶壺渲染二

設(shè)計進(jìn)入后期，應(yīng)用3D 打印將壺?？梢灾苯哟蛴?，將此設(shè)計零件新壺格式轉(zhuǎn)換成STL 格式后導(dǎo)入3D 打印軟件Cura 中，調(diào)整編輯尺寸大小，確定零件坐標(biāo)系位置后直接制作打印便可出物，應(yīng)用光敏樹脂為材料即可打印制作而成上述渲染二零件所示的壺模，形狀逼真，材質(zhì)觸感光滑良好。

3 結(jié) 語

綜上，通過作“壺”，學(xué)習(xí)實(shí)踐應(yīng)用各種軟件繪制，進(jìn)一步熟練了設(shè)計方法和步驟，提高了應(yīng)用能力，為深入“制壺”靈活造型更新設(shè)計積累了經(jīng)驗(yàn)，扎實(shí)了設(shè)計制作基本功，隨著設(shè)計應(yīng)用軟件的不斷開發(fā)和更新?lián)Q代，設(shè)計者應(yīng)與時俱進(jìn)，在軟件設(shè)計的強(qiáng)大功能使用中隨造型創(chuàng)意變化應(yīng)用自如。美觀實(shí)用的造型創(chuàng)意將賦予茶具個性和魅力，也必將深入促進(jìn)中國傳統(tǒng)茶文化的傳承和發(fā)展。