浅析比例模型在汽车造型设计中的应用

张伟剑

摘 要：文章首先论述了油泥模型的发展和特点，以及在车身造型设计的重要性。通过模型师对比例模型的理解与制作，对汽车模型的历史、在汽车造型中的运用与未来比例模型的发展进行阐述，并提出自己的观点，以此来论述小比例模型的重要性。

关键词：造型设计；油泥模型；制作流程

中图分类号：U461.99 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2018）17-229-03

Abstract： This paper first discusses the development and characteristics of the oil sludge model and its importance in body styling design. Through the understanding and making of the model， the history of the car model， the role of the car model and the development of the proportion model in the future are expounded， and the point of view is put forward to discuss the importance of the small scale model.

Keywords： appearance design； claymodel； production process

CLC NO.： U461.99 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）17-229-03

1 汽车油泥模型的发展概况

1.1 油泥模型的发展背景

油泥模型制作是美国通用汽车公司在1927年应用到汽车造型设计开发上的，日本在30年后首次使用油泥模型进行前期的造型设计开发。相对于其他发达国家，我国汽车行业基础差，造型设计人才短缺，汽车开发流程还处于从逆向开发到正向开发的转变中，汽车造型的开发和设计是在二十世纪七十年代初开始才逐步使用油泥模型技术。近年来，随着国家经济的高速发展，人民生活水平的逐步提升，生活节奏的日益加快，使得人们日常生活和工作对汽车的需求量日益增加。汽车油泥模型是自主汽车企业产品开发设计的基础，是产品开发设计过程中较为重要的一步，也是整车造型研发上的一个重要环节。

随着汽车工业的高速发展，尤其是近几年随着我国新能源政策的引导，更多新能源汽车如雨后春笋般涌现，随之而来的设计需要业务的大量增加，涌现出众多的汽车设计公司。设计公司业务范围主要包括：效果图、CAS和汽车模型，其中汽车模型以油泥模型和树脂模型为主。汽车设计公司里从事油泥模型制作的模型师多以雕塑类大学生为主，具有一定的美术功底，从而能更默契的配合造型设计师完成产品的开发设计。中国的模型事业起步较晚，处于学习发展阶段，也正是因为国内对交通工具的大量需求，模型师这一职业需求量也在增加，模型制作也就成为一项发展前景较好的职业。

1.2 油泥模型的优势

油泥模型制作是汽车造型前期设计中很重要的一步，是造型设计从二维到三维的必要过程及必经途径。早期模型制作的方式和方法有很多，比如：聚氨脂模型，油泥模型，树脂模型等等。经过一段时间的发展和尝试，发现油泥模型具有便于修改，不易风化干燥、龟裂，尺寸比较稳定的优点，因此油泥模型作为首选是由汽车造型设计的特殊性和油泥本身具有的特点所决定的。

油泥本身是用油脂、填料、改性添加劑和颜料等组成的混合物，合成材料油泥加热（至50～60℃）后，较为容易敷在初坯上，便于模型成形、修改和补充；冷却至室温其表面会硬化，有一定的硬度，可塑性极强，颜色均匀统一，可用特制的工具轻易地加工成形，完成后可以得到十分光滑、细致的表面；表面附着力很好，可以进行表面贴膜或喷漆处理，使之更接近实车效果；便于修改，这样就可以反复推敲造型型面的饱满度，特征线的走势以及光影的效果。

2 比例模型在汽车造型中的运用

2.1 小比例汽车油泥模型的特点

由于汽车造型设计开发属于较为前期的阶段，同一个平台车型会有很多的二维设计师同时进行设计工作，也就会有很多的设计方案产生，造型设计效果图在设计时只有一个大的雏形，很多细节地方没有进行设计，它只是设计师的一个设计方向，在这种情况下，只有在设计方案在选中后才会去做更多的造型优化工作。这时通过二维效果图评审，会选出多份设计思路较好的效果图进行下一步的工作。所以大量的更改是造型设计前期开发的特点，而制作小比例油泥模型由于制作周期短、成本低，在造型设计初期正迎合了造型设计开发反复性和多样性的特点。

模型师在制作的过程中会利用适当的工具与油泥可塑性强的特点，可以配合设计师快速的更改造型设计，进行细节推敲，能够更好地满足设计要求，表达设计师的设计意图，通过三维的视角空间立体的实物载体为设计师提供了更多设计灵感。

2.2 小比例模型的多方案并行

一般造型设计师在二维设计时会有很多不同的方案，在造型评审初期会有较多方案会被选定，这时选择出一些较好的方案同时进行小比例模型制作，不同方案设计师与模型师配合完成模型制作，在过程中可以反复推敲完善造型设计意图，多个方案并行可供评审，最终可选出一到两个较好方案做1：1模型。

小比例模型的制作周期短，但是如果模型完成的质量不高，体现不出设计师的意图，反而加大了设计方案的评审、筛选难度。这就要求油泥模型师的功底必须扎实，能力必须很突出，有多年的工作经验，对模型的质量有一定的把控能力。根据二维效果图制作小比例油泥模型，要求从模型的姿态、比例，造型趋势的把握等方向进行全方位的把控，制作小比例模型的难易程度上不亚于全尺寸模型。如果用艺术的角度去看待小比例模型，其实就是在艺术创作，在设计的时候既要考虑到工程需求，也要考虑到汽车的外观是否满足现行审美。所以这是一个多学科的合作设计过程，也是一个艺术创造过程。

2.3 小比例模型到全尺寸模型

当小比例模型评审结束确定方案后，我们将会对小比例模型进行扫描，扫描结束后得到的数据文件导入到ALIAS软件进行数据调整，再通过五轴铣削数控机床加工制作出1：1全尺寸油泥模型。小比例模型制作时模型师与设计师一起就像在做一件艺术品，而到了全尺寸模型制作时就是把模型师从艺术家变成高级制作工匠的过程。这也是我们常说的学术到生产实践的转换过程。

3 小比例油泥模型未来的发展

近年来， 随着计算机辅助技术的高速发展，涌现出了一大批新技术， 例如：快速成形技术（3D打印技术）、虚拟现实油泥演示技术、五轴铣床或三+二模式数控铣床制造技术等。其主要是采用计算机软件进行三维数据模型建模，人们可以实现在计算机数据里建立虚拟油泥模型，采用虚拟展示效果，利用虚拟的造型工具对汽车虚拟油泥模型进行修改操作，类似Photoshop软件，只不过这个是三维的空间环境下进行修改制作。建模的过程与汽车油泥模型制作过程基本上是相同的，只不过是没有一个实物做为参考评价。还有就是通过数控铣床加工制作油泥模型， 它可以直接利用计算机制作的数据，通过机床软件编程铣削油泥模型，但是这种方法要求三维建模师有很高的制作水平，在想象的空间里完成整车的三维立体数据制作，这样难免会出现一些与设计意图向背离的地方，三维建模师和二维设计师不是同一个人，设计思维有很多不一样的地方，这个方法一般适用于造型设计开发的中期，通过推敲完成小比例油泥模型制作之后得到一版数据，根据得到的数据制作三维汽车模型再进行1：1油泥模型制作来检验造型设计的美观性及合理性。

虽然这个时代新技术的发展确实给油泥模型制作带来了许多便利，无论是从制作时间上还是从造型设计语言表达方面都有很大的帮助，但它们取代不了小比例油泥模型制作工作。小比例油泥模型制作是在造型设计前期进行的，是多个方案同时在立体实物上进行制作的，是从无到有真实全面反映造型师设计意图的载体，是造型设计阶段前期不可或缺的一个重要阶段。

虽然新兴技术中数据铣削技术确代替了模型师的一些技能，但是小比例模型的大部分制作依然离不开模型师，这些新技术可以帮助模型师完成前期的一些相对简单粗糙的工作，如泡沫内芯的铣削，油泥模型大面的初步制作等工作可以通过机床来进行制作，小比例模型在未来的造型设计中地位突出，模型师的专业素质培养将是重中之重的工作，怎样快速高效地反映出设计师的设计意图是我们工作中的重点。所以在做小比例模型时，油泥模型师用双手能把汽车造型设计的特点表达出来。如马自达魂动的光影理念建立，奥迪的沉稳造型风格，宝马车的INEXT理念等等，油泥模型师与设计师一起反复推敲，此时的模型车就像被人们赋予了生命一样展示着各自的魅力。无论是多么高端的设备它也只是机器，它不能赋予另一件物品生命，它们只能单纯的机械复制，但是人的双手是有温度的富有灵性的，模型师用双手做出的小比例模型充满了活力，在造型趋势上更能通过推敲得到意想不到的形面美感，赋予模型无限生机。

4 结语

尽管近年来各大主机场和设计公司利用数字建模制作模型的应用技术越来越广泛，但目前的技術还是没有办法完全取代油泥模型的，使用数据模型制作出来的模型没有通过反复推敲直接形成的曲面缺乏说服力，很难完美的展现出二维设计师的设计意图，虚拟的数字模型还是不够灵活没有生命力，缺少一个反复论证过程。所以即使在汽车研发技术相对发达的主机场也还没有能够完全取代油泥模型在汽车造型设计中的重要作用。在近期及以后相当长的一段时间，汽车造型设计开发中还将继续采用油泥模型制作的方式来体现造型设计方案的具体细节特征，用于造型设计方案的评审及修改工作。新的虚拟现实，快速成型技术等为油泥模型制作提供了便利，但传统的手工制作等比例模型依然必不可少，二者要相辅相承相互结合才能够更好地完成设计方案，然而对模型师而言，在科技发展迅猛的时代，掌握手工技艺的同时也要学会新的科学技术应用，这样才能立足于这个行业同时更好地为这个行业做出自己的贡献。

油泥模型制作在汽车造型设计开发中起着重要作用，油泥模型作为造型设计、总布置设计、工程分析、营销等相关部门间信息交换的最直观媒介是汽车造型设计的必要手段，建立完善油泥模型师、造型设计师、工程设计师之间的交流平台是提升造型设计质量的重要保障。小比例模型制作由于制作成本低速度快，在造型设计初期能快速反应出设计师意图，通过小比例模型制作过程中反复推敲，完善设计思路最终实现二维设计师设计理念，提供多个方案评审，直接反映造型趋势及意图，选定模型后给三维建模师提供了数据点云，使三维设计师能快速完成模型的A面制作，再通过五轴铣床设备机床加工出1：1油泥模型，在更加真实还原实车数据进行造型细节推敲，得到最真实的模型实物，表面进行贴膜或喷漆处理，展示效果与实车基本一致，更直观反映出造型设计效果，利于造型设计开发高效有序进行。

参考文献

[1] 王宏雁.汽车模型制作[M].机械工业出版，2008.

[2] 李卓森.现代汽车造型[J].人民交通出版社，2006.

[3] 袁晓红.油泥模型在汽车车身设计中的应用[J].上海汽车，2007.

[4] 山里泰里.日汽车油泥模型制作[M].北京：中国汽车工业学会出版社，2008.