當CAD繼續在產品設計領域中扮演重要角色時，PDD公司已在SensAble FreeForm 觸覺虛擬建模系統的幫助下進行三維設計開發。

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今天產品設計界所公認的是，每一個設計到制造過程的核心為CAD模型指印下的完全定義的數學數據庫。最初的概念 – 即便是信封背面繪制的草圖 – 也在早期服從于CAD制圖，并從那時起，從快速原型到最終產品制造的每一件事情都以中心CAD模型為參考點。但是，如果你所設計的產品并不能必然生成快速定義的CAD模型呢？毫無疑問必須能夠使用傳統的、CAD世界外部的概念建模技術，那么現代化技術還有用嗎？PDD當然會認為是，而一些設計項目的特征甚至已開始偏離傳統的CAD技術。?

如果多數設計顧問一樣，過去十年來PDD公司在設計和工程技術中做出大量革新。作為3D設計軟件的一名早期應用者，PDD目前采用實體建模進行設計項目。事實上，任何設計項目的第一步是將概念轉入CAD中。設計師然后可使用幾何建模工具在虛擬領域中進一步改善、完善設計，再使用相同的幾何工具生成概念印證的一個物理模型。物理模型一旦完成，即可 添加或去除材料，改進設計 – 至少是在理論上 – 得到的模型可在CAD環境中再現，用于將來的改善和最終生產。

最薄弱的環節
PDD開發中心主管Ben May卻解釋說，存在一個根本性的難題，迭代設計會引起固有的效率低下，“該薄弱環節出現在設計數據從修改的模型返回CAD系統時。不幸的是，這是根本性的：如果數據不能真實反映已通過物理建模和測試仔細推敲過的幾何學，將不能使用CAD數據作為模型制造基礎。”

直到最近，PDD采用主動調節或度量衡學對CAD模型進行直接修改使該問題解決，使用一個CMM探針精確捕捉模型上的單獨點。對于基于相對簡單的幾何形狀進行的設計，這些方法足夠使用，但對于PDD 通常進行的FreeForm有機設計則不那么有效。CAD直接修改只能形成原型的近似改變，而CMM度量只會添加低分辨率的點云數據，用于確認單獨點的位置（比如用于確認正確位置中一個固定姿勢的想法），而對于捕捉表面上的細微差別不切實際。

CAD 經理 Philip Shade 解釋說，“近些年事情有所改善，我們已投資使用激光掃描技術，可提高數據捕捉能力。但系統完全參數的CAD數據庫仍有一些根本性的問題，我們所建立的設計與工作方式并不需要匹配?！?/p>

視覺和觸覺
PDD相信越是采用當前可用的先進技術，越能解決從觸覺模型到CAD表現轉變中遇到的問題。隨著3D激光掃描儀能夠更加精確地捕捉表面數據，設計工作室同樣對擁有觸覺技術的SensAble FreeForm系統稱贊有加。這不僅意味著PDD設計師可在虛擬世界中自由雕刻，還提供了物理和數字化模型之間的一座便利橋梁。

Shade解釋說，“通過使用激光掃描儀及其相關軟件，數字化捕捉模型形狀的變化，PDD可在將數據返回CAD系統前快速修改，以作為原始參數幾何模的一個修改模板。這表示我們能夠比過去更加真實、精準地反映出物理模型上做出的變動。”
良好的效果：CAD到模型到激光掃描點云，然后返回CAD的迭代環極具效率，但在涉及自由建模表面中幾何建模操作中的離散集時，不可避免仍會有一定水平的折衷。但在某些情況中，完全定義CAD表現的優勢必然會被忠于物理模型的要求所超越。

你如果想設計一個頭部…
PDD在一個項目中需要設計一個頭部，以設計并建立有限數量的機車頭盔自定義內部。通過對大量個體頭部的掃描數據，頭盔外部形狀和進一步的掃描顯示出頭盔與頭部的準確適合，PDD能夠在虛擬空間中構建出一系列的表面，匹配頭盔內部表面及頭部輪廓。這些對于頭盔是否佩戴合適并發揮作用至關重要，但是如能使用CAD標準技術創建內層外表面時，內部情況就不相同?！邦^盔項目的確使我們認識到結合使用FreeForm系統和參數曲面的重要性，”May談到，“一些設計特征，以及頭盔內層必須緊密固定在頭盔內部的事實，取決于CAD所擅長的完全限制曲面的類型；但我們如果感到頭盔內部曲線控制具有相同水平，自定義頭盔的整個概念將會大打折扣。有一些CAD參數曲面不適合應用的情形?！?/p>

頭盔項目是一個巨大的成功：PDD未借助于CAD傳統技術下完成一個主要設計項目，從而促使其推進了“三維設計”的界限?！拔覀兡壳霸跒橐患医凶鯝cme United Corporation公司的長期合作客戶設計新式剪刀，”PDD開發部主管Graham Lacy解釋說，“由于這個項目需要人的互動性，我們要求設計師專注于完善手柄和剪夾的形狀，而不會受到傳統CAD規則的限制?！?/p>

出類拔萃
PDD 依照這種模式，采用其觸覺系統在虛擬空間中雕刻模型初始形狀。設計最初建立在對2D概念詳圖的推斷基礎上，過去做法是將草圖粘貼在泡沫塊上進行雕刻。PDD同樣對現在的剪刀形狀細節進行攝影，以確保鉸鏈機制與Acme公司的其他產品一致。然后將SensAble 形狀直接放入PDD CNC及其中制造出用于物理檢測的泡沫模型。這會有一系列的迭代環，模型從人工學檢測到手動修改，重新掃描并在SensAble環境中進一步處理，然后重建為一個泡沫原型 – 而不是在CAD空間中一次成型。

“掃描和CNC機器的速度都意味著我們進行迭代設計環的速度更快，”May談到，“我們如果在轉化模型變化及將一些泥模轉換為CAD語言上耗費大量時間是不可能的。這樣不僅完成的設計具有創新性，而且還能執行更多次迭代確保模型的正確?！?/p>

“在Acme項目中，我們得到的結論是虛擬和物理原型的精密工具制造者而不是CAD數據庫 – 許多工具制造者目前可接受STL甚至虛擬數據進行輸入，”Lacy解釋說，“我們當然不會每次都這么做 – 需要一種可以依賴的工具制造者關系 – 但這對三維設計用處不大?！?/p>

一次成功的結合
PDD不是提倡每一個項目采用三維設計，但在雕刻或無形設計領域如品牌塑造、解剖界面、人工或身體負荷性產品及玩具設計中，這種技術的確具有未來應用性。主要優勢為不會受到參數建模及忠于物理原型完整性的約束。

“你的初衷如果是和中國的玩具制造商交流，那一個完全定義的CAD模型非常有用，”Lacy說到，“但你如果將建立有機性狀的所有參數，三維設計結合傳統工具的優勢，以及CAD的完整性，將保證交流的速度、控制和便利性。”