石膏較便宜，但強度較低，而且不便于反復修改。早期的汽車車身模型多用石膏和木板為材料，木質模型特點是變形小、不易破損、可長期保存。1955年日本首次使用工業(yè)油泥進行汽車模型的設計開發(fā)。1972年美國通用汽車公司將油泥應用到汽車設計開發(fā)模型上，使汽車設計擺脫了受限于呆板的石膏、木板的歷史。我國是在70年代初開始應用這一技術。當今，幾乎對所有世界知名汽車公司而言，制作油泥模型是設計過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。
1 油泥模型的特點
油泥為什么會成為汽車模型材料的首選呢?主要原因是這種材料便于成形、修改和補充。油泥模型師在雕塑油泥模型的過程中可以很方便地對所有表面細部形狀進行試驗、探索、比較和修改。以前油泥是用石蠟、凡士林、潤滑脂加入填充劑（如滑石粉等）加熱熔合，但現(xiàn)在早已用可塑性合成材料取代，油泥是用油脂、填料、改性添加劑和顏料等組成的混合物。合成材料油泥加熱（如60～70℃）后，很容易敷在骨架上，冷卻至室溫其表面會硬化，但仍可用特制的刮刀、鏟刀、銼刀等工具輕易地加工成形，完成后可以得到十分光滑的表面。模型便于修改，不易風化干燥或龜裂，因而尺寸比較穩(wěn)定，所以成為現(xiàn)在最廣泛采用的汽車模型材料。
2 傳統(tǒng)車身設計流程
早期的車身設計采用傳統(tǒng)的設計方法，整個過程是基于手工設計完成的，分為概念設計和技術設計兩個階段。主要包括手工造型設計、實物模型制作和依據(jù)經驗的結構設計。其特點是整個設計過程必須通過實物和圖紙結合的方式來表達設計并傳遞設計的數(shù)據(jù)信息。傳統(tǒng)的車身設計方法流程框圖如圖1所示。
從圖1中可以看出，1∶5的車身布置圖繪制出來后，參照縮比彩色效果圖，就可以著手制作1∶5的縮比油泥模型。在對做好的縮比油泥模型進行風洞實驗，分析了其汽車的空氣動力性能以后，就可以制作1∶1的全尺寸油泥模型了。
在傳統(tǒng)的車身設計流程中，實物油泥模型制作是必須經歷的一個環(huán)節(jié)。在整個設計階段，要做1∶5和1∶1兩種不同比例的油泥模型。
比例模型的作用是將所選用的效果圖立體化，一般做1～3個。做比例模型是為了體現(xiàn)和修正效果圖中未能表現(xiàn)出或尚未明確的部位，是進一步明確車型概念的重要環(huán)節(jié)，如圖2所示。實體模型可以使產品的特征更真實化、鮮明化。在模型制作過程中可同時進行設計目標、結構、生產性方面的分析研究。在滿足設計要求的前提下，可對模型進行改進以完善汽車外觀設計。
由于車身外表面多為整體化的連續(xù)曲面，僅制作縮比模型是不夠的，只有通過全尺寸油泥模型才可能將所有曲面及其間過渡形體準確地表現(xiàn)清楚，所以車身的一切尺寸形狀都需要用全尺寸油泥模型作為圖紙的輔助依據(jù)。70年代初期，計算機輔助設計在車身設計中應用，從全尺寸油泥模型上可以采用三維座標儀測量空間曲面，然后進行光順處理，建立數(shù)學模型，數(shù)學模型的數(shù)據(jù)可作為結構設計、工藝設計及加工制造的依據(jù)。因此，全尺寸油泥模型的作用就更為重要，相應地對全尺寸油泥模型的光順性與精確度的要求也愈嚴格。
雕塑全尺寸油泥模型必須在有座標刻度的平臺上進行，并且應在平臺兩邊安裝單臂式三維座標測量儀，以測量模型尺寸，只有這樣控制空間尺寸才可能保證整車機構布置與車身表面覆蓋件之間的必要間隙。否則在模型上無法驗證車身表面是否已嚴格控制在整車各部分布置尺寸范圍內。
3 計算機輔助車身設計流程
近年來，隨著計算機輔助設計的迅速發(fā)展，在車身設計中越來越多地引入了CAD /CAM的設計手段，改變了傳統(tǒng)車身設計方法固有的開發(fā)周期長、設計累計誤差大等問題。計算機三維建模有快速、精確等優(yōu)勢。尤其是新開發(fā)的虛擬現(xiàn)實（VR）技術給實體油泥模型制作的必要性帶來了疑問，曲面造型系統(tǒng)CATIA改變了以往只能借助油泥模型近似準確表達曲面的工作方式。未來的計算機輔助車身設計流程如圖3所示。
它利用CAD /CAM系統(tǒng)在計算機中建立一個數(shù)字模型取代傳統(tǒng)設計方法中的立體實物模型。通過圖形輸入輸出設備對生成的數(shù)字模型進行各種功能操作，觀察效果，滿意之后通過數(shù)控程序加工出立體模型，完成幾何造型設計。隨后再對形成的車身外表面數(shù)字模型進行結構設計、結構分析和生產準備。它使結構設計、有限元分析和模具加工共享統(tǒng)一的車身設計數(shù)據(jù)和圖庫，確保數(shù)據(jù)和圖形的傳遞準確無誤，而且設計、工藝和檢驗人員可以使用同一數(shù)據(jù)資源，既方便又準確。
采用近年來新的3D 造型技術和VR 技術發(fā)展的新成果進行外型三維模型建模，人們可以實現(xiàn)在計算機內部建立汽車虛擬油泥模型，利用虛擬造型工具如虛擬刮刀、刮片、模板等對汽車虛擬油泥模型進行刮、削、掃操作。該建模過程與真正的汽車油泥建模過程相一致。這種方法徹底取代了傳統(tǒng)車身設計方法中手工制作1 ∶5和1 ∶1油泥模型的過程，是車身設計方法發(fā)展的方向。
4 現(xiàn)代車身設計流程
計算機輔助車身設計流程對設計人員的計算機應用水平要求較高。所以現(xiàn)在國內廣泛采用的車身設計方法是一種介于傳統(tǒng)車身設計和計算機輔助車身設計之間的方法，即所謂的“仿形法”，如圖4所示。
從圖中可以看出，在仿形法中，油泥模型以其真實性仍被采用，過程中保留了效果圖繪制和油泥模型制作的環(huán)節(jié)，用計算機輔助設計手段取代了傳統(tǒng)車身方法中的主圖板制作等步驟，改用計算機完成數(shù)學模型，作為生產準備文件。
5 結語
計算機輔助設計手段在車身設計中介入的范圍越來越廣，最終車身設計的整個過程會實現(xiàn)完全在計算機上完成。但是以現(xiàn)在的技術水平而言，數(shù)字模型和實體模型相比，數(shù)字建模的靈活性還比較低，實時數(shù)字影像技術也遠未達到完美的程度。所以即使在汽車和數(shù)字技術都相當發(fā)達的國家，油泥模型制作技術長期內仍處于不可動搖的位置。在近期及以后相當長的一段時間，車身設計中還將采用油泥模型制作來體現(xiàn)設計思想和方案的具體細節(jié)，用于方案的評選和修改。
（轉載）
