精美而又復雜的浮雕結構同與之相融合的產品結構實現完美結合，僅僅靠利用浮雕設計軟件來說是很難實現的，必須通過多個專門的CAD設計軟件來實現。如此一來，對設計者的素質要求要提高，須掌握多個CAD軟件技術，并能很好的將各自設計的結果能夠做到無縫銜接。那么，如何將CAD軟件與浮雕設計軟件完美結合成為了這一解決問題的關鍵點。首先，要了解浮雕設計軟件的原理、特點、功能，再確定解決方案并加以實施進行驗證，以ArtCAM為例。利用ArtCAM所生成的浮雕模型，可通過布爾運算產生出更復雜的浮雕模型。該軟件接收數據格式為：jpeg、art、3da、3ds、sldprt、igs、stl等，輸出格式為：stl、obj、3da等，其中STL格式為三維浮雕的輸出格式中數據保存較完整的格式。STL文件格式是是一種為快速原型制造技術服務的三維圖形文件格式。由多個三角形面片的定義組成，每個三角形面片的定義包括三角形各個定點的三維坐標及三角形面片的法矢量。

由于STL模型僅僅記錄了物體表面的幾何位置信息，沒有任何表達幾何體之間關系的拓撲信息，所以要憑借相對位置信息重建拓撲信息重建實體模型是十分關鍵的步驟。目前常用CAD軟件如ProE、UG、CATIA均可識別接收STL文件，但這些軟件都不能對該文件進行直接編輯修改；經研究考證，逆向設計軟件如Geomagic Studio、Imageware、CopyCAD、RapidForm等既可識別接收STL文件，亦可對其編輯修改，并可以轉出IGES、STP、DXF/DWG等三維數據格式。但此類軟件目前只能是基于導入數據編輯修改，在結構設計方面則遠遠不如UG、PRO/E、Catia等三維軟件，即使可以實現但在尺寸精度和裝配精度都達到不標準要求，故此需將其編輯數據結果轉出導入到UG、PROE、CATIA等三維軟件中進行再設計。以某醫療器械廠一新研發產品為例，驗證上述方法是否可行，效果如何？

項目存在問題及關鍵點

該項目系某醫療器械廠一新研發產品，其表面圖文屬于浮雕的藝術表現形式，按要求將浮雕圖文依附于其產品上，既要效果美觀，又要寓意吉祥。而目前產品表面浮雕圖文形成主要途徑是將平面圖文利用雕刻機軟件的浮雕功能產生浮雕形態，市場上的雕刻軟件只能把平面圖文利用其軟件本身工具轉化為其雕刻機能識別的文件格式，無法像其他軟件一樣轉化可編輯數據，因此，利用雕刻軟件進行設計的產品存在局限性，那么如何解決完成各軟件通用可編輯數據格式是這一項目關鍵問題。如圖，參考樣例。基于客戶要求，產品表面以龍鳳形式存在，寓意龍鳳呈祥；經多方收集材料，草擬多種方案，最終與客戶協商溝通確定方案，如圖，最終方案。

項目實施與解決方案確定

依據ArtCAM、Geomagic Studio、UG三軟件的特性及數據接口，首先利用ArtCAM生成浮雕文件，再轉化為STL三角網格文件導入到Geomagic Studio中進行再編輯，完成三維實體或片體數據的創建，再將其生成數據轉化為STP/IGES格式，利用想UG/CATIA/Pro-e等三維軟件進行修改編輯或創新設計。ArtCAM軟件產品系列可以把如手繪稿、掃描文件、照片、灰度圖、CAD等文件一切平面數據，轉化為生動而精致的三維浮雕數字模型，并生成能夠驅動數控機床運行的代碼。但該軟件生成的三維數字模型只能在同類的雕刻軟件中打開編輯，經過仔細研究該軟件了解到其浮雕文件可以轉化為STL三角網格文件，而Geomagic Studio軟件可以完美地將STL文件轉化為三維實體或片體數據，再將其生成數據轉化為STP/IGES格式，利用UG/CATIA/Pro-e等三維軟件進行修改編輯或創新設計。
1、利用ArtCAM可以將灰度圖轉化為浮雕數據這一特性，ArtCAM根據灰度圖的明暗度自動生成凹凸輪廓，首先利用Photoshop軟件將設計產品表面圖樣調整為灰度圖，并調整好圖片的明暗度與圖樣比例。結果如圖，最終方案。2、利用ArtCAM軟件將設計的灰度圖圖樣生成浮雕，再導出STL文件.3、將STL文件導入Geomagic Studio軟件，經過處理生成STP文件格式。4、將STP文件導入UG軟件，生成實體文件，完成細節結構。結果如圖，產品三維數模。

結論

通過研究驗證了利用軟件各自的特性及數據接口的兼容性完全可以實現多軟件協同作業，完成各種復雜產品的開發創新設計，并且可以將其推廣應用到其它領域，依此可以上升至不同部門、不同行業的協同作業，減輕了設計師的工作強度、技能要求，具有良好的普及性。

本文作者：張華 何永喜 單位：遼寧經濟職業技術學院 工業設計實訓中心