塑料包装设计及其应用论文

时间:2019-10-21 04:26:56 论文范文 我要投稿

塑料包装设计及其应用论文

  摘要:以日常的饮料包装为例,针对塑料包装产品的快速更新换代需求,应用Pro/Engineer(Pro/E)的参数化设计原理,介绍了Pro/E软件在塑料包装设计中三维造型、色彩搭配、材料选型、效果图处理等方面的应用。

塑料包装设计及其应用论文

  关键词:Pro/E;三维造型;塑料包装;设计应用

  塑料质轻、防潮、耐腐蚀、抗老化、工艺性好,可以制做成各种形状,搭配各种颜色,色彩鲜艳,光泽度好。各种优越的性能,使得塑料非常适合用作包装材料,并逐渐取代一部分传统包装材料,成为市场上主流的包装材料,极大地推动了包装行业的快速发展。市场需求不断扩大,塑料包装产品的更新换代速度也越来越快,各种新产品的推出,其包装效果的影响因素至关重要,制造厂商纷纷加大这方面的投入,引进各种先进的设计方法,同时对产品申请外观设计专利加以保护,形成独有知识产权。如何快速响应市场,设计和制作出符合要求的塑料包装作品越来越受到关注。范军、邓发云等[1-2]讨论了Pro/Engineer(Pro/E)软件行为建模器功能模块在产品塑料包装设计中的应用方法。蔡建等[3]讨论了Pro/E三维造型的功能与特点,并以包装箱为例,介绍了Pro/E在兵器包装上的应用。刘莜霞等[4]以日常生活中所用台灯为案例,介绍了Pro/E在产品造型方面的应用。Pro/E三维设计软件是由美国参数技术公司设计开发的一款集设计、分析、加工制造为一体的工业化软件。具有产品装配设计、零件设计、钣金设计、模具设计、数字控制(NC)加工、计算机辅助工程(CAE)分析、虚拟仿真等多个模块。广泛应用于机械设计、工业设计、包装设计等多个行业,并在实际应用中得到快速推广。Pro/E三维设计软件是一款基于参数化设计和特征操作的软件,设计人员可以充分借助日常生活经验,采用具有智能特性的基于特征的功能去创建模型,所有作为产品几何模型构造要素特征都是日常生活中常见的,这给设计创作带来了极大的简易和灵活性。本文分析了塑料包装设计的特点,针对塑料包装产品的快速更新换代需求,应用Pro/E的参数化设计原理,以日常的饮料包装为例,介绍了Pro/E在塑料包装设计中三维造型、色彩搭配、材料选型、效果图处理等方面的应用。

  1塑料包装设计特点

  塑料包装是最为常见的一种包装形式,广泛应用于日常生活及工业生产之中。与传统的纸质包装相比,塑料包装防潮隔湿,抗老化,寿命长,色彩鲜艳,可塑性好,可制成各种形状复杂的包装结构。塑料包装有软包装和硬包装之分。软包装指各种采用塑料薄膜的包装,一般将薄膜厚度在0.25mm以下的片状塑料包装定义为软包装。硬包装应用较为广泛,各种造型,各种色彩搭配,其中以容器形式居多,市场上需求量大,更新速度快的塑料包装以硬包装为主。塑料硬包装强调造型设计,兼顾美学设计,要将塑料包装结构设计得既符合产品的功能需求、美学要求、人机工程学要求,又符合塑料结构件的成型工艺要求,其难度非常大[5]。需要在设计阶段充分构思,反复沟通,进行细节化设计,采用三维造型软件可以方便地实现这些要求。

  2基于Pro/E的塑料饮料瓶设计

  2.1塑料饮料瓶体三维造型设计

  2.1.1塑料饮料瓶设计

  对产品初步构思后,可以借助Pro/E勾勒出轮廓图形,在这一阶段就要明确需要控制的关键参数,由于塑料包装属于壳体零件,首先建立实体轮廓。分析构思中产品结构特征,对特征进行分解,选择最佳命令组合。本例中塑料饮料瓶体为回转零件,利用Pro/E中旋转特征,在草绘环境下进行瓶体回转截面设计,明确需要控制的关键参数。草绘完成后执行旋转命令,生成瓶体基体,此时瓶体拐角处均比较尖锐,工艺性不好,在制作过程中容易出现裂痕,同时也不美观,因此需要进一步修饰调整,此处采用Pro/E中倒圆角命令,对所有尖锐拐角进行光滑处理。

  2.1.2塑料饮料瓶体特征设计

  设计完成的瓶体能满足基本功能,但还不能体现产品自身特点,需要加入自己独特的特征,Pro/E强大的造型功能可以将设计师的构思快速转化为实体特征,便于进一步修改。本例为体现饮料的绿色天然特性,在瓶体设计三维树叶形状。在瓶体轴剖面中设计树叶二维造型,利用投影命令将树叶轮廓投影到瓶体上,此时轮廓随瓶体变化,呈现为三维曲线,借助曲面混合特征,设计出树叶三维结构,进行阵列,将三维树叶特征均布瓶体一周,最后对树叶造型轮廓进行倒角光滑处理。

  2.1.3塑料饮料瓶底的加强处理

  塑料饮料瓶用于包装液体,需要一定的结构强度,防止在运输过程中发生变形损坏,同时保证瓶体保持设计之初的形状。为此在饮料瓶体底部设计星型突状结构,在不改变局部厚度的情况下,加强瓶体刚性。本例采用扫描剪切命令创建这一特征,在瓶体轴剖面创建扫描轨迹线,截面设计为圆形,执行命令后,圆形截面沿轨迹线运动,在瓶体底部创建出一条内凹圆弧槽,再次进行阵列,形成星型加强特征,如图3所示。

  2.1.4塑料饮料瓶薄壳化处理

  饮料瓶体为薄壳结构,以上完成的为实体特征,进行抽壳处理后,可以对瓶体进行等厚偏移,制作出不同厚度的`饮料瓶体,如图4所示。在对硬质塑料包装设计时,一般均采用先进行实体建模,完成主要特征后,进行抽壳处理,使得包装壁厚均匀一致,更加符合塑料制品的制造工艺性。

  2.1.5塑料饮料瓶瓶口螺纹设计

  在容器类的塑料包装产品中,有大量的螺纹结构。本例中饮料瓶的封口采用螺纹连接,瓶口的螺纹特征可以利用Pro/E中螺旋扫描实现,在螺旋扫描命令下,定义扫描轨迹、螺距及螺纹截面形状就可制作出螺纹特征。在此可以感受到Pro/E参数化建模的便利性,确定特征命令后,输入特征参数即可获得特征造型。

  2.1.6塑料饮料瓶瓶盖设计

  瓶盖和瓶体搭配使用,可以在同一创建环境下,创建瓶盖特征,完成整个塑料饮料瓶功能性设计。

  2.2塑料饮料瓶体外观设计

  三维造型设计完成后,才是完成了包装的功能性设计,要达到吸引顾客和占领市场的目的,还需要对包装结构进行外观美化处理。传统的平面图片处理软件只能进行二维平面处理,难以在设计阶段展示包装的立体化效果,借助Pro/E可以对包装的最终效果充分展示。

  2.2.1三维商标设计

  醒目的商标可以让顾客更容易记住产品,Pro/E中具有丰富的字库,还可以手工绘制个性化象形字体或图形,不但可以制作平面标签,还可以使用偏移等命令制作浮雕图案,使包装设计元素更加丰富。

  2.2.2塑料包装材料的选择

  同样的造型结构,选用不同材质不同色彩的材料制作,其效果差别非常明显。Pro/E中可以对材料进行定义,观察采用不同材质制作的产品包装的视觉效果,为后期的加工制造提供参考。

  2.2.3包装外软包装的设计

  在曲面上制作广告标语、产品使用说明比较困难,一般制作完成的塑料包装,外表面需要黏贴软包装材料,硬包装从造型上吸引顾客,软包装从色彩角度展示产品特色,两者搭配最终决定包装的视觉效果。Pro/E中具有丰富的表面处理功能,采用贴画选项可以在塑料包装外部虚拟黏贴各种软包装材料,模拟最终效果。

  2.2.4增强的真实感及渲染特效设计

  包装是产品的形象代言,对于包装设计一般都需要借助专业软件对其进行特效处理,获取最佳效果。Pro/E中兼具了产品效果图处理功能,可以在完成三维造型建模后,通过设置不同场景、光源、视角等制作出各种特效。塑料包装产品经过渲染特效处理后,可以保存不同格式,用于制作宣传图册。

  3结语

  塑料包装在包装行业得到广泛应用,市场需求不断扩大,塑料包装产品的更新换代速度也越来越快,各种新产品的推出,其包装效果的影响因素至关重要。借助Pro/E三维造型软件建立参数化模型,通过改变特征参数,可以快速开发出系列化产品族,丰富产品线,满足不同领域的需求;借助Pro/E着色及渲染功能对产品三维造型进行视觉效果处理,确定最佳图案设计,可以减少打样环节,缩短了产品开发周期。Pro/E三维造型软件以其强大的功能,在机械设计、工业设计、包装设计等多个行业得到广泛应用,并在实际应用中得到快速推广。

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