近年來隨著三維軟件的不斷發(fā)展與完善，很多壓力容器設(shè)計(jì)單位和制造廠開始嘗試使用三維進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。有成功的，有失敗的，也有苦苦支撐的，因此對于壓力容器設(shè)計(jì)是用傳統(tǒng)的二維還是三維一時間眾說紛紜，那么到底用二維還是三維呢，筆者結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)來818這個話題。

0初識三維

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??????? 第一次接觸三維是在大學(xué)里，當(dāng)時在學(xué)AutoCAD，學(xué)到最后幾章里就有了三維了，當(dāng)時覺得真不錯，也畫了一些小東西，然后打上燈光，渲染，感覺很好玩。其實(shí)當(dāng)時也就接觸了一些簡單的三維命令，如拉伸、旋轉(zhuǎn)，求和、求交、求減等。

1相見恨晚

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??????? 接觸真正的三維是在2010年，一個偶然的機(jī)會在網(wǎng)上看到有人畫出來的一臺容器的三維模型，看了第一眼我就驚呆了，我不敢相信什么軟件居然能畫出這么逼真的東西出來，一種相見恨晚的感覺油然而生。于是我找到了那個被我驚為天人的年輕人，問他到底用的什么神器畫的。他告訴我說是SolidWorks。然后我就迫不及待地研究起SolidWorks，以下是我當(dāng)時對這款軟件的總結(jié)。

1. 1. 直觀：
      這款軟件給我最深刻的印象就是它的零部件表示非常的直觀，模型上有一處修改其它都跟著變。多個零件裝配在一起通過肉眼就可以看出干涉與否。配合專業(yè)級的顯卡，選擇正確的材料和場景可以渲染出非常逼真的效果圖。

   2. 尺寸驅(qū)動：
      草圖完全是由尺寸驅(qū)動的（這一點(diǎn)與AutoCAD完全不同），并且草圖中的參數(shù)可以使用方程式。

       

   3. 零件配置靈活：
      一個零件可以通過對草圖中的不同特征進(jìn)行壓縮與解壓縮實(shí)現(xiàn)多種配置，這個就解決了相似零件共用一個零件模型的問題。

   4. 屬性可自定義：
      每個零件都有屬性，可以定制自己的明細(xì)表文字，模型可以輕量化后直接拿到整個系統(tǒng)中去。

2三維軟件

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???????當(dāng)時在研究三維時我也同時在網(wǎng)上了解了很多其它類似的軟件，比如：SolidEdge，它是UG旗下產(chǎn)品，后來UG被西門子收購。Solidedge和Solidworks屬于中端三維CAD軟件，功能上差別不大。Solidedge軟件屬于Siemens PLM Software，旗下有NX高端軟件，而且兩者使用相同內(nèi)核(Parasolid)，可以相互打開。

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????????Solidworks軟件使用的也是Siemens PLM Software的內(nèi)核(Parasolid)，沒有自己獨(dú)立的核心技術(shù)。雖然被達(dá)索收購，但是內(nèi)核一直是困擾他們的問題。另外還有其它的比較著名的三維軟件如CATIA,PROE,CREO等，這里就不一一舉例說明了，不然有人就會說我在網(wǎng)上復(fù)制粘貼了。

3行業(yè)難點(diǎn)

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三維軟件廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、造船、機(jī)械行業(yè)，而為什么遲遲無法成為壓力容器行業(yè)主流呢？筆者在經(jīng)過剛開始的“一見鐘情”后，沉下心來研究了近半年，并且用SolidWorks徒手畫了一臺反應(yīng)器和一臺固定管板換熱器，并且嘗試將其生成工程圖（SW中的工程圖即指下發(fā)施工的二維圖）。在此過程中我也總結(jié)了一些三維應(yīng)用于壓力容器行業(yè)的難點(diǎn)：

1. 1. 空間回轉(zhuǎn)體之間的配合難
      比如一個接管安裝在封頭上其配合軸，面定位并不像機(jī)械零件裝配那么容易，要復(fù)雜很多，不能簡單地實(shí)現(xiàn)，而是需要在各自的零件草圖中做相當(dāng)?shù)墓ぷ?，這對建模人員提出了比較高的要求。

   2. 特定的零部件建模困難是硬傷
      筆者試做的反應(yīng)容器封頭和筒體上正好有半管夾套，我花了幾個星期的時間尋求解決方案，最終馬馬虎虎在封頭上把半管建出來了，但是要避開封頭上的接管基本上做不到，另外一個做不到的就是封頭與筒體兩個零件交接處的過渡。

      另外一臺換熱器的難點(diǎn)在布管上，平常在二維上隨便畫畫的東西在三維里要都表現(xiàn)出來可不那么容易了，好不容易草圖給收拾好了，一拉伸，電腦直接掛了，可憐啊，我還沒來得及保存下草圖啊。記得當(dāng)時是3000多根管子吧，現(xiàn)在想想這個數(shù)目卻實(shí)不小。不要說我電腦破，在當(dāng)時配置是不差的，后來才知道，搞這玩意要用工作站的。

   3. 工程圖中二維部分功能太弱
      零部件出詳圖很困難，二維部分做的的確偏弱了一點(diǎn)，如果說三維部分建模上的不足可以在二維中能夠很方便地出圖，那也不失為一種好的解決方案（大不了三維中我簡單示意一下），但是轉(zhuǎn)到二維發(fā)現(xiàn)想做點(diǎn)什么實(shí)在很困難。

   4. 使用人員抵觸三維
      由于三維建模特別是比較復(fù)雜的模型建起來還是有一定的難度的，所以多數(shù)設(shè)計(jì)人員還是比較抵觸的。再如果沒有一定的二次開發(fā)的話，大家更不愿意使用了。有時候雖然領(lǐng)導(dǎo)在行政指令上要求大家必須使用三維設(shè)計(jì)，可是一旦遇到比較難的設(shè)備，比較嚴(yán)格的客戶，這個三維想要順利應(yīng)用實(shí)在是困難重重。

   5. 行業(yè)現(xiàn)狀不利于三維
      這一點(diǎn)放在最后，也是最為致命的一點(diǎn)。人家造汽車用三維，是一整個團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)一輛車子，一輛車子設(shè)計(jì)出來要生產(chǎn)數(shù)以萬計(jì)的車子出來的，那么怎么樣精雕細(xì)琢都不為過，花上幾個月甚至更長時間都無所謂。

      但是我們壓力容器不一樣，我們的壓力容器基本都是按單生產(chǎn)的，只有偶爾會遇到一個裝置里有幾臺設(shè)備是一樣的。等你把大量的時間投入到里面做完了，可能幾年都碰不到一樣的。當(dāng)然也有一些個特定的公司它只做特定的設(shè)備，而且他們將這些設(shè)備進(jìn)行了一定的系列化，基本上實(shí)現(xiàn)了半標(biāo)準(zhǔn)化了，這樣的用三維倒是很方便。

4筆者意見

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說了這么多難點(diǎn)，有些人一定會認(rèn)為我在瞎扯淡，那么到底有沒有適合使用三維的情況呢，其實(shí)是有的，筆者也做了一些總結(jié)：

1. 1. 流水線產(chǎn)品
      我們雖然是非標(biāo)設(shè)備，但是有些客戶有成功的工藝，對某些產(chǎn)品需求量很大，這樣的產(chǎn)品，比較適合使用三維，使用三維可以將產(chǎn)品的每個細(xì)節(jié)都提前展示出來，將一些問題暴露在前期，即使多花一些時間也是值得的。

   2. 系列化產(chǎn)品
      有些特定的行業(yè)有一些特定的容器，比如建筑上的給排水設(shè)備，加熱設(shè)備，就可以通過三維軟件將其實(shí)現(xiàn)系列化，由于其結(jié)構(gòu)基本一致，能夠快速實(shí)現(xiàn)系列化類似產(chǎn)品，并且在系列化后，將來能使用到的概率很大。

   3. 衛(wèi)生級產(chǎn)品
      衛(wèi)生級產(chǎn)品應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日化等領(lǐng)域。衛(wèi)生級容器體積小，結(jié)構(gòu)單一，材料單一，設(shè)計(jì)壓力和溫度范圍窄，零件種類少，容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，只要實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化（前提是自己做得了主，化工行業(yè)就不行，每個工程公司都有自己不同的工程圖），施工時可以只下發(fā)總圖，這樣就可以彌補(bǔ)二維的缺陷。當(dāng)然，如果想要體驗(yàn)更好，還必須進(jìn)行少量二次開發(fā)。

   4. 換熱器
      換熱器其結(jié)構(gòu)相對固定，也沒有什么很奇特的零件結(jié)構(gòu)，在換熱器上實(shí)現(xiàn)三維的突破還是比較合適的。不過，也有其難點(diǎn)，那就是布管，同時由于管子數(shù)量可能比較多，對硬件的要求還是比較高的。

      克服這些，再配合一定的二次開發(fā)，換熱器是設(shè)備里面最容易實(shí)現(xiàn)三維的類型了。按道理來講容器應(yīng)該比較簡單，但是由于容器結(jié)構(gòu)的不確定性，反而沒有換熱器好做。

   5. 攪拌器
      攪拌器由于其結(jié)構(gòu)偏向于機(jī)械，配合相對容易，攪拌上的槳葉，機(jī)械密封，機(jī)架等也比較容易系列化標(biāo)準(zhǔn)化，因此也可以嘗試用三維。但是這并不意味著連接攪拌器的反應(yīng)容器好做，實(shí)際工程應(yīng)用中反應(yīng)容器差別太大了，各種結(jié)構(gòu)的零部件很多，實(shí)現(xiàn)三維也不容易。

5資源配備

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???????那么別的就完全沒有機(jī)會嗎？其實(shí)，你要說完全做不了，那不可能，人家飛機(jī)，輪船，汽車都能做出來，不可能做不了一個小小的容器，關(guān)鍵還是是否值得去這么做。說白了對于企業(yè)來講，還是一個投入與產(chǎn)出的問題，我花了那么多的時間去精雕細(xì)琢結(jié)果做了一次再也用不到了，你說合算不合算？

?????? 但是話又說回來了，這個世界從來不缺乏高度前瞻性的公司和老板，他們愿意投入大量的人力物力和財(cái)力去嘗試，在此筆者也有自己的幾個小小的建議，想要在壓力容器上實(shí)現(xiàn)成熟應(yīng)用三維要注意以下幾點(diǎn)：

1. 1. 1. 要有自己的開發(fā)人員；

      2. 要有自己的建模人員；

      3. 要有自己的標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)隊(duì)；

      4. 設(shè)計(jì)人員要熟練運(yùn)用三維軟件。

      5. 能不出二維工程圖的盡量不出圖，可用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖替代。

      6. 推行前期，領(lǐng)導(dǎo)一定要在人力、物力、財(cái)力上支持。

1個熟練的開發(fā)人員，2個熟練的建模和標(biāo)準(zhǔn)化人員，其余是設(shè)計(jì)人員。如果團(tuán)隊(duì)比較大，參與建模與標(biāo)準(zhǔn)化的人員要適當(dāng)增多，前期項(xiàng)目接進(jìn)來后應(yīng)統(tǒng)一由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員將項(xiàng)目中設(shè)備的特點(diǎn)摸清楚，有哪些標(biāo)準(zhǔn)的系列的零部件，需要在前期把這些基礎(chǔ)工作做掉，否則等到大家都開始建模時就來不及了。

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6結(jié)束語

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??????雖然擺在我們面前的有各種各樣的困難，但是隨著3D打印技術(shù)，焊接機(jī)器人技術(shù)，車間高度信息化的發(fā)展，隨著3D軟件的進(jìn)一步完善，我相信3D在壓力容器上應(yīng)用的場景會越來越多，也會有更多的優(yōu)秀企業(yè)去嘗試采用三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。3D必將是一個趨勢，那么作為設(shè)計(jì)人員的你有沒有開始準(zhǔn)備起來呢？