合盈公司技术部对模杯现有制作工艺流程简化的研究
通过对公司多年的工作总结，对目前模杯的制作工艺流程做了归纳，分析其中存在的主要问题，提出了通过分析并提取某类人群乳房的特征数据，采用计算机进行模杯建模的方法，简化了公司现有模杯的制作工艺，同时详细的给出了简化工艺流程的具体步骤和实现方法。此方法不仅使得公司改变了现有被动设计的局面，同时提高了公司的生产效率。
1模杯
文胸的款式和设计在近10余年的时间里不断推陈出新，出现了很多不同类型的文胸。其分类也有多种，按照文胸的罩杯材料可以分为：单层文胸、夹棉文胸、模杯文胸[1]。
模杯文胸的罩杯部分用海绵、喷胶或丝绵，经高温、高压定形而成，其外形浑圆自然、挺实丰满。无需车缝工艺，故模杯表面光洁无瑕。模杯经模压工艺一次成形，本身已具备一定的形状，能对胸部起到较好的塑型效果[2]。
模杯文胸是近年来非常热销的一类文胸产品，其市场份额也在逐年加大，国内的一、二线内衣企业也纷纷投入模杯文胸的研发和设计中。
2公司现有模杯的制作工艺及流程
模杯文胸的整体设计及制作基本符合文胸的一般设计流程，但是模杯的基本造型设计部分却有一套独特的方法，现概括为如下几个步骤。
2.1模杯造型设计首先，有经验的石膏师傅根据确定好的款式图样进行款式分析，主要是看模杯部分的款式造型，制作出造型几乎一样的模杯石膏。其次，针对模杯石膏制作胶壳，因为石膏久了就会干裂变形，不便于保存也不利于今后再利用，而胶壳则能够长期的保持石膏的形状。目前企业是利用真空抽塑机制作胶壳，制作完成后需要检查胶壳的形状，如果胶壳形状不够满意，则选择已有的与所设计模杯形状相似的胶壳来进行比较，如果还不满意，则重新制作胶壳，直到总体形状和石膏形状非常吻合。再次，对合适的胶壳进行抄数扫描，从而获得胶壳的点云图模型，在计算机中一般是利用Geomagicstudio软件将模杯的点云图进行点云消噪、点云精简、部分点云删除、增补点的数据优化处理，然后转化成UG可以识别的文件格式。最后，将该文件格式导入UG中，将点云数据构建成模杯的基本曲面，修改曲面形状至所需形状，再在曲面上截取需要的模杯造型。至此，模杯的基本造型设计就完成了。
2.2模具的制作模具是由上模和下模组成的。只有将模具制作好后才能把模杯材料放进机器内进行模压定型。将在UG中设计好的模杯内外曲面造型文件进行编辑，设计走刀数、走刀轨迹和刀的型号，然后转化为CNC语言，输入数控机床。机床会自动根据指令对铝块进行加工（模具一般采用铝块，也有其他材料），直至模具的上下模造型分别成为模杯内外曲面造型。
2.3开模开模，是指把模杯材料放进模压机内经高温、高压定型的过程。模杯本身压制成型后，还要再压一次面布，作为覆盖模杯的外表面材料。
开模是决定模杯文胸制作成败的关键一环，其影响因素主要包括上下模具的温度、气压、定型时间，对于面布还要注意上下模具的间隙大小，只要有一个因素控制不好，就会出现棉杯变色、走形、不出顶、杯的容积变大或者变小等问题。
2.4制作样衣进行试穿将制作好的模杯拿来，再配上适合的钢圈、鸡心、下扒、后比等部位的制作，制成样衣。之后就是试穿。此次调研的企业是采取先在人台试穿，看大致效果，若无问题再进行真人试穿。这样做的主要目的是对内衣的合体性、美观性、材料应用的合理性等做出评价，并提出意见。试穿满意则进行样板缩放，否则，要对其进行不断的修改，直到再次真人试穿满意为止。
模杯文胸的设计及制作流程可以概括为图1。
3现有模杯设计工艺流程中存在的主要问题
从图1我们不难看出模杯文胸的设计相对一般普通文胸较为复杂，大部分时间都耗费在对模杯基本造型的设计上，从制作石膏到制作胶壳、到对比胶壳效果、扫描点云数据、构建基本曲面最后截取模杯造型以及中间的效果评价共用了8个步骤。如果下一次款式造型发生较大改变或者设计人群的年龄、地域性有所变化，已有的胶壳就不能满足需要，技术部们则不得不重复上述的设计劳动。因此考虑能够简化这部分的内容，代之以直接依据人体的特征数据在计算机中建立较为合理的模杯造型的方法，不但能够大大简化设计步骤，省却模杯造型所需的时间，提高设计的效率，而且使得企业的设计具有更好的适应性，变被动设计为主动设计。
4考虑简化现有模杯设计流程
4.1分析企业现有的设计法逆向设计狭义的概念是指反向设计，即用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程，是从一个已有的物理模型或实物零件构造相应的数字化模型的过程[3]。
显然，公司通过扫描已有胶壳，获得点云数据，对点云数据进行优化处理，导入UG，构建成模杯的基本曲面的过程完全是一个逆向工程的过程。经过分析可知，企业采用这种设计方法最大的弊病在于设计很被动，不适用于对象的种类或者性质经常变动的产品。
4.2简化工艺流程应采用的工程设计法正向工程是我们最常用的产品设计方法，它是一种创造性的思维方式，是从未知到已知，从抽象到具体的过程。通常是先根据产品的功能收集市场信息进行概念设计；然后运用CAD系统将产品的概念设计生成数字化模型；接着进行评估，若效果不满意则重新进行概念设计，若满意则制定生产工艺流程，根据流程设计、制造工夹具、模具等工装；再对相应的零部件进行加工装配，最后对产品进行检验及性能测试[4]。
无论是正向还是逆向工程设计法都是产品设计制造的手段，都有着各自的优缺点。但根据以上的分析可知，为了简化现有模杯设计工艺流程，我们应该采用正向工程的设计思路。采用此法可以使企业摆脱由于设计人群年龄或者地域性变化而带来的重复而复杂的被动性设计工作，提高设计的适应性，使原有工艺得以简化，提高生产效率。
5简化现有工艺流程的实现方法
5.1简化工艺流程的核心任务简化现有工艺流程最核心的工作就是计算机建模，即：根据客户要求（某类人群）或设计师设计的模杯文胸款式，分析模杯的造型，通过正向工程设计的方法，借助计算机技术获得内衣模杯产品的三维实体数字化模型，为内衣模杯模具的设计及后续产品的检验提供依据。
5.2简化工艺流程的具体思想和实现方法图1中虚线部分的内容是我们需要简化的，即简化为计算机建模工作。具体思路和实现方法构架如下：
第一步，确定模杯杯型及针对人群。前期的模杯造型分析结果是计算机建模工作展开的重要一环，在这一步中需要根据客户要求或设计师设计的模杯文胸款式，分析模杯的造型，确定是3/4杯、1/2杯还是其它杯型，其结果用于后续模杯杯型的截取；此外，还要确定模杯是给哪一类人群设计的，不同人群的具体研究方法应该有所不同。
第二步，确定建模样本并提取乳房相关数据。根据第一步的分析结果，研究该类人群乳房整体形态特征，利用一定的科学方法对乳房形态进行分类，寻找能够代表该人群乳房整体特征的类型，从而确定建模研究的样本。对样本乳房类型进行测量，分析并提取特征点、特征部位以及对应的特征数据，确定建模时所需的数据。
第三步，生成设计的基准平面和基准点。由于模杯造型是一个比较复杂的曲面，在构建曲面时需要依据曲线来生成曲面，而曲线的生成必须在一个或多个基准平面内根据点来构造；此外基准平面和基准点对于后续建立人体局部原形实体（其意义在于它可以保证模杯在建模时有一个人体尺寸的依据和参考，是建模的基本框架）也是必须的。
第四步，生成一个或多个人体局部原形实体。在设计基准平面和基准点的基础上，根据确定的样本乳房类型及获取的相关数据，在计算机中构建一个或多个人体局部原形实体，主要是人体脐点以上部位的原形实体。
第五步，生成模杯内外曲面的控制曲线。依据人体局部原形实体为框架，在基准平面内创建模杯造型的基本控制曲线，采取由基本控制点生成控制曲线的方式来构造（基本控制点的数量以及曲线的数量由第二步的分析结果拟定），必要时对曲线造型进行编辑和修改。
第六步，生成模杯内外曲面。以设计基准平面中的若干条控制曲线为依据，分别生成模杯产品的内外曲面。最好采取由曲线生成曲面的方式来构造曲面，注意内外曲面的构造曲线一定要分别生成，否则，容易产生混乱。
第七步，生成模杯杯型。对所生成模杯产品的内外曲面进行必要的检查和编辑；对内外曲面进行模杯杯型的截取，即确定是截成3/4杯、1/2杯还是其它杯型（根据第一步杯型的分析结果进行截取）。
第八步，生成模杯数字化模型。模杯的内外曲面分别生成后，就可以依据其曲面造型分别对上下模具进行加工了。但若想观察模杯的最终效果，即三维实体数字化模型，还需要对内外曲面再进行一定的操作，让其形成模杯实体，实体生成后，建模工作结束。
至此，我们便完成了对原有工艺流程的简化。
6结束语
分析了公司有模杯文胸的设计工艺，对其设计流程做了整理，分析其中存在的主要问题，提出了通过提取某类人群人体乳房特征数据，依据数据直接用计算机进行模杯建模的方法，简化了现有模杯制作工艺的流程，不但使得公司改变了现有被动设计的局面，同时通过工艺的简化提高了公司的生产效率。