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医疗器械工业设计范文1
[关键词]逆向工程;工业设计;改良设计;实验研究
[DOI]1013939/jcnkizgsc201519037
《工业产品再设计》是一门关于如何在现有产品基础上进行改进设计的工业设计专业课程。本课程针对天津工业大学工业设计专业二年级学生开设。逆向工程技术[1][2][3]是针对现有的产品或构造的实物或模型,基于三维数据获取技术和设备进行测量,反求出包括造型、结构和材料等方面因素的初始设计意图,并对其进行改良和再设计的工程技术和产品设计研发程序。是当前企业开发新产品时所广泛使用的产品改良设计技术。因此,为工业产品再设计课程开设基于逆向工程技术的课程实验,对于培养学生的设计实践能力和就业技能,与产业前沿接轨具有实际意义。本文介绍一套难度适中,并且直观有效的产品改良设计实验。
1实验方案设计
11实验项目
本实验为创新设计性实验,允许学生一定的自由度。因此,不限定学生的具体设计项目,但建议学生选择日用品、电子产品、文具、水具、医疗器械等产品。这些产品体量较小,工作量、难度适中,模型制作成本较低,易于实施产品再设计。
12实验目的
本实验在于使学生掌握应用逆向工程技术的工业产品改良设计方法,初步掌握MORPHING形态设计原理,纠正工业设计教学与实践的过度感性化倾向。因此,要求学生:第一,明确指出本实验对象设计所达到目标和程度;第二,明确指出本实验运用的具体原理;第三,明确指出本实验方法,包括算法、结论得出方法,实验步骤的设计;第四,明确记录实验数据与得出实验结果;第五,能够指出实验的局限和不足,能够提出一定的改进措施。
13实验原理
(1)基于逆向工程技术的产品再设计原理。
基于逆向工程技术的产品再设计就是利用三维数据获取设备将产品实物与手工模型转化为三维数据,并在其基础上进行的改良设计。工业设计实验室配备非接触式光学数字化三维扫描仪与逆向工程、数据处理软件,能够满足本实验需要。
(2)MORPHING设计原理。MORPHING设计是由Shenchang Eric Chen[4]提出的产品形态设计方法。其原理是将不同形态的数据进行合成运算得到新的形态。Shih-Wen Hsiao[5]将四种均值算法运用于合成运算中,得到了多种设计形态。由于本实验针对二年级本科生开设,他们已掌握初级曲面建模软件,曲面建模软件中具有曲线混合并创建新曲线的功能,可以模拟展示出混合权重。故建议学生采用Weighted Arithmetic Mean(WAM)法进行数据运算。运算公式为:C=w1×g1+w2×g2。其中,g1、g2为原始模型数据,C为新模型数据运算结果,w1、w2为加权系数,且w1+w2=1。
2实验案例:仿生海马牙刷造型设计
本实验案例为产品仿生设计实验,目的在于设计出具有海马形态特征的牙刷造型。由于海马形态与牙刷在线型走势上接近,故本实验在现有牙刷形态基础上,融合海马的抽象化形态特征,能够设计出视觉效果理想的仿生形态牙刷。
21数据获取
(1)利用油泥手工制作抽象海马模型,并利用数字化三维扫描仪和Stereo 3D获取三维模型数据(见图1)。
(2)利用数字化三维扫描仪和Stereo 3D获取牙刷三维模型数据。
22模型合成与运算
(1)将海马与牙刷模型抽离等量截面轮廓线(图2中上侧为步骤21(1)中海马截面轮廓线,下侧为步骤21(2)中牙刷截面轮廓线)。
(2)将两组截面轮廓线置于同一坐标系,调整位置与尺度。
(3)将两组轮廓线进行合成运算,并采取不同的MORPHING比例,观察变形结果,选择最佳变形结果,(图2中红色)其结果为w1=6/10,w2=4/10。
(4)运用步骤(3)中结果,生成曲面。
(5)调整和重建步骤(4)中曲面,生成新曲面,得出最终形态。
23效果图与产品样品制作
(1)制作海马仿生牙刷渲染效果图。
(2)运用3D打印机制作海马仿生牙刷实物模型。
3结论
本文介绍了适用于《工业产品再设计》课程的基于逆向工程技术的产品改良设计实验,并列举了实验案例。本实验已应用于2014年天津工业大学机械工程学院工业设计专业《工业产品再设计》课程。实验案例表明:基于逆向工程技术,运用MORPHING设计方法,能够高效地完成产品改良设计学习任务,并且设计效果良好。实验结果与设计效果取决于目标产品形态与手工抽象模型形态。本实验方法能够广泛地应用于产品仿生设计与产品改良设计中,具有较高的实用价值。通过实验教学环节,使学生掌握了运用逆向工程技术进行产品改良设计的设计方法,激发了学生的学习兴趣,培养了与产业前沿接轨的专业技能,纠正了部分学生纯感性化设计的倾向,提高了学生对工业设计专业的认知度。
参考文献:
[1]肖尧先,王细洋,柯映林基于实物模型的反求工程造型应用[J].机械设计与制造,2002(3):77-78
[2]李钒,武殿梁,洪军,等基于工业设计和先进制造技术的产品快速开发[J].制造业自动化,2002(4):25-29
[3]张明春,杨玲逆向工程技术及其在工业设计中的应用[J].机电产品开发与创新,2009(2):86-88
医疗器械工业设计范文2
婴儿食晶须标注营养成分及含量
国家质检总局日前公布了修改后的《食品标识管理规定》。《规定》新增加了专供婴幼儿和其他特定人群的主辅食品相关规定,该类食品标识必须标注主要营养成分及含量,让消费者购买前可详细了解。其他食品也需标注食品的成分或配料清单。定量包装食品除要标注净含量外,还要标注规格。带水的罐头等食品还要明确标出固形物的含量。
天津南港将建全球最大食品添加剂生产基地
近日,天津南港工业区与天津市东大化工有限公司就苯甲酸钠、苯甲酸食品添加剂项目签署投资合作协议。根据投资协议。东大化工公司将在南港工业区投资12亿元,建成10万吨/年苯甲酸钠和15万吨/年苯甲酸生产能力的食品添加剂生产基地。该项目建成后将成为全球规模最大的食品添加剂生产基地。对南港工业区石化产业下游链条的形成与完善,将起到积极推动作用。
中国2020年粮食产能超1.1万亿斤
国务院日前下发规划,提出到2020年中国粮食生产能力将达11,000亿斤以上,比现有产能增加1,000亿斤。为实现上述目标,需要耕地保有量保持在18亿亩以上,基本农田面积15.6亿亩,粮食播种面积稳定在15.8亿亩以上,粮食单产水平达到700斤。规划提出要大力发展玉米生产,扩大玉米种植面积,适度控制以玉米为原料的深加工业规模;适时、适度提高玉米价格,鼓励农民扩大玉米生产,合理释放小麦、水稻产能等。
印度连续几年保持牛奶产最第一位
2009年,印度保持了最大牛奶生产国的地位,美国居第二位。这是印度第九年保持牛奶产量第一,其牛奶产量平均增长率为4.2%,而世界平均增长率不到1%。
亚洲成全球海参量大场
日前,从中国水产流通与加工协会海参分会成立大会上获悉,亚洲成为世界最大的海参消费市场。统计显示,全球生产捕捞的90%海参均被加工成各种干制品,销往亚洲,其中主要的消费市场为中国大陆、香港、台湾地区及新加坡、马来西亚、泰国等国家。
轻工
吸油烟机新国标2010后起正式实施
新版吸油烟机国家标准于2010年1月1日开始实施。与旧版标准相比,新版标准有14处进行了修改和增减,环保方面的指标明显被提高。据了解,之前吸油烟机国家标准是1999年实施的,近年来已很难适应现实的要求。经国家标准化管理委员会批准,相关部门对吸油烟机国家标准进行了修订。新版标准首次对家用吸油烟机的废气排放和噪声做出了限定,工作噪声不得超过68分贝。
全球OLED产值将以每年33%增长率增长
Display Search公司日前指出,全球OLED产值将从2008年6亿美元,以每年33%复合增长率增长,估计到2016年整体产值将达到62亿美元;其中,手机主屏仍是最主要的应用,2016年出货金额估计为30亿美元,同时,OLED电视产值将达20亿美元,成为OLED第二大应用产品。
海尔跃居世界白色家电品牌第一名
近日,世界著名的消费市场研究机构欧洲透视(Euromonitor)最新数据,中国海尔在世界白色家电品牌中排名第一,全球市场占有率5.1%。这是中国白色家电首次成为全球第一品牌。
苏泊尔生活电器基地在浙江绍兴建成投产:
近日,中国最大的小家电生产基地――苏泊尔生活电器基地在浙江绍兴建成投产,该基地具备年产3200万套生活电器的能力,同时也成为全球最大的小家电制造基地之一。据了解,该基地采用边生产边建设的模式,目前一期工程已经投入6亿元并建成投产,二期工程将在2012年投产,届时,该基地将实现产值35亿元以上,相当于再造一个苏泊尔。
电饭锅电风扇2010年3月起贴能效标识
国家质检总局近日消息,中国标准化研究院能效标识管理中心日前第5批能效标识产品目录。从2010年3月1日起,自动电饭锅、交流电风扇等4类产品纳入能效目录。也就是说,自动电饭锅、交流电风扇这两类小家电从2010年3月起必须贴能效标识,低于能效等级5级的产品,不得在中国内地生产、销售和进口。2010年3月1日前出厂或进口的产品,可延迟至2011年3月前贴能效标识。
浪潮斥资40亿元打造国内最大LED产业基地
总投资达40亿元的浪潮(济南)光电子产业园近日在山东济南高新区正式奠基开工。建成后的浪潮(济南)光电子产业园将成为国内唯一拥有碳化硅衬底材料、外延片、管芯、封装器件和应用产品完整产业链的光电子园区。根据规划,产业园共占地242亩,建筑面积16万平米。此次开工建设的是浪潮(济南)光电子产业园的一期工程,规划总投资17亿元人民币,预计于2011年建成,达产后可实现年销售收入30亿元。整个浪潮(济南)光电子产业园项目计划在5~8年内建成,三期全部建成后,年销售收入将达到90亿元。
纺织
鞋服粘扣带国家标准2010年1月1日起执行
国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会正式了粘扣带国家标准,于2010年1月1日起执行。《粘扣带》国家标准在产品的术语、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存等方面做出了明确的规定,为粘扣带的产品质量评定提供了技术依据。专家指出,粘扣带虽然是细分行业,但用途十分广泛,粘扣带国家标准将促进和规范整个产业链的发展。
西部最大牛仔装加工园落户重庆市西阳县
从重庆市酉阳县政府获悉,来自香港、江苏等地的多家纺织品企业将投资10亿元,在重庆酉阳工业园区打造西部地区最大的牛仔装加工园,首批企业已正式登记入驻。据介绍,按照项目规划,未来3年内,酉阳工业园区将打造成为一个拥有30家纺织企业的牛仔装生产基地,生产能力达到西部第一。
葡萄牙12亿美元支持制鞋纺织业发展
葡萄牙政府近日宣布,他们已经对本国的制鞋业和纺织业提供了12亿美元的财政支持,旨在促进两个行业的出口,减少失业人数。政府同时也将对制鞋和纺织行业提供一些财政刺激措施,包括促进企业投资,进行人员培训和吸纳高素质人才等,帮助他们在机器设备和生产等方面进一步与国际接轨。
家居服销售额将达5000亿,年增长率将达200%
未来5年内,中国内衣市场将有5000亿元的销售额,年增长率将达20%。专家表示,家居服起源于20世纪80年代的欧美市场,在中国可以说是一个新兴的事物。在欧美发达国家,人均拥有家居服10套/年以上,中国内地市场人均拥有家居服还不到1套/年。未来5
年内,中国的家居睡衣、内衣市场将有5000亿人民币的销售额,家居服有广阔的市场空间。
建筑
中国建材55亿建立合肥玻璃基板生产项目
合肥市瑶海工业园区与中国建材国际工程公司签订合作协议,投资55亿元建设TFT-LCD(液晶屏)玻璃基板生产线项目。根据合作协议,中建材所属蚌埠玻璃工业设计研究院将在瑶海工业园区内建设6条6代液晶玻璃基板生产线,年设计产能600万片,规划总建筑面积约14万平方米。项目全面建成后,预计可实现年销售收入约30亿元,利润约10亿元。双方还将尽快启动非晶硅薄膜太阳能电池项目,总体投资规模预计超过百亿。该项目建成投产可以填补国内HFT六代线玻璃基板生产空白。
尼日利已成为世界上量大的水泥进口国
尼日利亚工商部长近日表示,目前尼日利亚是世界上最大的水泥进口国,年水泥需求量约1900万吨,国内水泥生产能力960万吨,约1000万吨需从国外进口。为扭转这一局面,尼日利亚政府已出台政策鼓励本地生产商投资生产水泥,希望到2013年实现水泥的自给自足。
2018年我国建筑材料市场需求世界第一
牛津大学近日“2020年全球建筑市场瞻望”研究,认为2009年至2020年,中国建筑业将增长130%。其中,2018年中国将超过美国成为全球最大的建筑市场。占全球建筑业总产值的19.1%。
化工
《磷石膏》国家标准正式
国家标准GBFF23456-2009《磷石膏》正式,并将于2010年1月1日实施。该标准的实施标志着全国磷石膏产业有章可循,规定了磷石膏的分类和标记、要求、试验方法、检验规则及包装等七大项,详细规范了磷石膏附着水、二水硫酸钙、水溶性五氧化二磷及水溶性氟、放射性核素限量等的测定方法,并对磷石膏的包装、标志、运输及贮存等作了详细规定。
欧盟规定2012年11月起出售新轮胎须带有等级标识
据欧盟网站公告,欧洲议会正武批准通过法规草案,规定从2012年11月1日开始,在欧洲共同体市场出售新轮胎必须按照能耗效率、湿路附着性和噪音性能分类标识等级,等级按英文字母表排列,最佳为绿“lA”,最差为红“G”。
全球最大百万吨级乙二醇生产基地投产
内蒙古通辽市金媒化工有限公司百万吨级乙二醇生产基地建设项目投入生产。据了解,该项目总投资120亿元,一期投资完成21亿元,年产20万吨乙二醇,建成后将是全球最大的乙二醇生产基地。未来5年,这一生产基地将达到年产120万吨乙二醇的生产规模,年销售收入可达150亿元,预计上缴税金20亿元。
全球钛白粉的需求年复合增速2.93%
近一年来,受产能过剩、需求疲软、售价低落以及环保投资高昂等因素的影响,北美、西欧地区的钛白粉工业发展放缓。与此同时。亚太地区经济的快速发展拉动了钛自粉产业的需求,各主要厂商在亚太地区投资设厂或增加生产线。据预计,全球钛白粉需求的年复合增速2.93%,我国则达到15.4%。
医药
国内最大生物疫苗产业基地开建
作为目前国内生产能力最大、质量标准最高、设备装备最新的生物疫苗产业基地。天坛生物疫苗产业基地近日在北京经济技术开发区正式开建。据了解。该基地由北京天坛生物制品股份有限公司出资实施,总投资26.6亿元人民币,项目用地面积约16万平方米,重点从事重组乙型肝炎疫苗 、乙型脑炎灭活疫苗等预防类及天花疫苗、天花抗血清等国家特种储备类共17种疫苗的生产。北京经济技术开发区管委会副主任赵昕昕表示,这个项目不仅将为天坛生物扩大生产规模、提升产品质量提供基础条件,同时也将对促进开发区乃至首都生物医药产业的快速发展起到重要作用。
德国默克集团将投资15亿在北京设全球研发中心
德国默克集团处方药业务部近日宣布:今后四年内将投入15亿元人民币在北京建立一个全球研发中心,以加强其全球研发能力。北京全球研发中心是该公司继在瑞士、德国和美国之后建立的第四个垒球研发中心,研究领域包括生物标记物、药物基因学、生物分析等;同时开展肿瘤、神经变性疾病、自身免疫和炎性疾病以及生殖、内分泌等新药的开发,完成从实验室到临床研究、上市报批等全过程。中国研发团队还将负责亚洲其它国家的药品研发工作,包括参与本地和全球临床试验。
兰州佛慈投资近6亿元打造浓缩丸生产基地
兰州佛慈制药将投资5.89亿元,打造一个占地326亩的中成药浓缩丸生产基地,基地投入使用后预计每年的生产量将达240亿粒。
2010年我国医疗器械行业总产值将达到1000亿元
我国医疗器械工业总产值自20世纪90年代以来一直保持快速增长,平均增幅一直保持在12%~15%的水平。根据医疗器械行业“十一五”规划的预计,2010年我国医疗器械行业总产值将达到1000亿元。
电子
《半导体照明节能产业发展意见》公布
国家发展和改革委员会等六部门近日联合公布《半导体照明节能产业发展意见》,提出:到2015年,半导体照明节能产业产值年均增长率在30%左右;产品市场占有率逐年提高,功能性照明达到20%左右。液晶背光源达到50%以上。《意见》要求各地大力实施绿色照明工程,以增强自主创新能力和扩大绿色消费需求为主线,以抢占未来竞争制高点为目标,以市场为导向、以企业为主体、以试点示范工程为依托,以改善制约产业发展环境为手段。形成一批拥有自主知识产权、知名品牌和较强市场竞争力的骨干企业,实现技术上的重点突破和产业上的重点跨越,培育振兴我国半导体照明节能产业,推动节能减排,促进经济平稳较快发展。《意见》还明确了半导体照明节能产业发展的七大政策措施,包括:统筹规划,促进产业健康有序发展,继续加大半导体照明技术创新支持力度,积极实施促进半导体照明节能产业发展的鼓励政策等。
日立将投1500万美元建设东莞蓄电池厂
近日日立化成工业株武会社子公司新神户电机株式会社与茶山镇政府在东京日立化成总部签约,计划从2010年至2014年向日立蓄电池(东莞)有限公司增资1500万美元,建设蓄电池的全球化主力工厂。
上海建立新能源汽车锂离子电池生产基地
据悉,日前上海市高新技术产业化重点项目“新能源汽车动力锂离子电池项目”投资签约仪式在上海闵行航天城举行。上海航天工业总公司、上海空间电源研究所、宁波杉杉股份有限公司、深圳大族激光科技股份有限公司四方
股东签署首期9000万元投资协议。阂行区政府与上海航天电源技术有限责任公司签署1000万元产业化资金扶持协议。据透露,到2012年将形成总投资7亿元,年产1亿安时动力锂电池和6万套动力电池系统生产能力,成为国内技术领先、拥有批量配套生产能力,具有一定市场影响力的动力电池及其系统供应。这将有助于我国新能源汽车以后的发展。
2013年半导体封装材料市场将达201亿美元
据SEHI和TeehSearchInternational的最新研究,2009年全球半导体封装材料市场(包括热界面材料)预计可达158亿美元,2013年将达201亿美元。碾压衬底仍然是最大的分类市场,2009年预计可达68亿美元。未来5年内出货量年均复合增长率可达8%。
2009年全球芯片销售额预计下滑11.6%
据国外媒体报道,美国半导体产业协会表示,预计2009年全球芯片销售额将达到2197亿美元,比2008年下滑11.6%。该协会还预计,2010年全球芯片销售额将增长10.2%至2421亿美元。2011年将增长8.4%至2623亿美元。
2014年蓝牙芯片出货量将达20亿
据知名市场研究公司ABIResearch日前最新的数据显示,预计在2014年一年中,全球蓝牙芯片出货量将逼近20亿。其中一半芯片将被应用于无线手机产品中。
机械
重庆将建年产百万辆的微车制造基地
从重庆市经济和信息化委员会获悉,重庆将力争到2012年,完成投资1400亿元,实现年产汽车200万辆、摩托车1500万辆,实现销售产值3000亿元,比2008年增长65%。2012年,重庆地产微车产能将超过100万辆/年,成为国内最大的微车制造城市。
沈阳机床斥资222万欧元开发立式车镗机床
沈阳机床近日公告称,公司与旗下沈阳机床(集团)德国希斯有限责任公司签署《开发协议》,双方将联合开发立式车镫机床等系列产品,研发费用共计222.36万欧元。此举旨在掌握世界最先进水平的大型数控机床的开发和制造技术,进一步提高公司盈利能力。
中国工业紧固件需求量2013年将超742亿元
据美国弗里多尼亚集团公司北京办事处的一份最新调查研究显示,由于制造生产业的快速增长,特别是工业机械与机动车方面,中国工业紧固件的需求量预计将以每年10.7%的速度递增并于2013年达到742亿元。