我國建筑幕墻從上世紀(jì)七十年代末開始起步，歷經(jīng)三十多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為世界第一幕墻生產(chǎn)大國和使用大國。幕墻行業(yè)是一個涉及建筑和機械制造兩大領(lǐng)域的新興行業(yè)，對設(shè)計人員要求較高，不僅要懂建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，還需掌握機械設(shè)計制造技術(shù)。在當(dāng)今計算機技術(shù)高速發(fā)展的時代，各個行業(yè)都在使用計算機輔助設(shè)計來提高設(shè)計水平和工作效率。AutoCAD作為二維平面設(shè)計的王牌軟件，功能強大，在全球得到了普遍的應(yīng)用，但其三維建模功能多年來一直沒有太大的提高，無法得到設(shè)計人員的青睞。在三維建模方面AutoCAD軟件已經(jīng)落后于當(dāng)前主流三維建模軟件，如機械行業(yè)普遍使用的Pro Engineer, UG, SolidWorks等，這些軟件一般都跟AutoCAD有接口，可以讀取AutoCAD軟件的DWG文件，也可以將其文件轉(zhuǎn)存為DWG文件供AutoCAD讀取。Pro Engineer作為機械行業(yè)使用最普遍的三維軟件之一，有著強大的建模功能，但目前在幕墻行業(yè)應(yīng)用還較少。本文結(jié)合幕墻行業(yè)的實際需求，介紹Pro Engineer的基本功能和操作方法。
一．Pro Engineer軟件簡介
Pro Engineer（簡稱Pro/E）是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。
Pro/E第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。另外，Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等，用戶可以根據(jù)自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。本文示例中所用Pro/E版本為Pro Engineer WildFire 4.0。
二．利用Pro/E進行幕墻構(gòu)件三維建模
Pro/E的基本三維建模方法有拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混合等。Pro/E工作空間默認(rèn)有三個互相垂直的平面TOP、FRONT、RINGT（圖1），建模時選擇其中一個作為草繪平面(也可新建草繪平面)，在草繪平面中繪出剖面形狀。然后通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描等操作即得到三維模型。
幕墻構(gòu)配件大多為開模型材，適合采用“拉伸”建模方法。Pro/E與AutoCAD有很好的接口設(shè)計，如果在AutoCAD中已經(jīng)繪制好型材截面，可以將截面文件保存為DWG或者DXF文件，然后在Pro/E中直接打開截面文件，通過“拉伸”操作得到三維模型(圖2，圖3)，非常方便。但需注意的是，由于這種方法沒有調(diào)用Pro/E的標(biāo)準(zhǔn)模板文件，因此工作空間里沒有預(yù)先建立三個標(biāo)準(zhǔn)的參考平面，需要自己建立一個草繪平面和一個參考平面。草繪平面可選擇型材截面所在平面，參考平面與草繪平面正交。圖3為鋁型材的線框模型。
Pro/E除了可以建立元件的幾何模型外，還可以給模型添加一些非幾何參數(shù)，如繪圖者姓名、繪圖日期、零件編碼、零件材料、PDM參數(shù)等。模型提交到PDM系統(tǒng)時，PDM參數(shù)將被提取出來并提交到數(shù)據(jù)庫，這給生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)管理帶來很大方便。
三、三維模型的上色
Pro/E有四種顯示模型的方式：線框、隱藏線、無隱藏線、著色。前三種都是線框顯示模式，“著色”顯示模式下將按照給模型定義的顏色來顯示模型。還可以打開“顯示設(shè)置”菜單對Pro/E的顯示選項進行更詳細(xì)的設(shè)置，如模型顯示，基準(zhǔn)顯示，顯示性能，系統(tǒng)顏色，是否顯示模型的相切邊等。
點擊Pro/E菜單“視圖”→“顏色和外觀”，打開“外觀編輯器”。編輯器中定義有各種材料的著色效果，可以給整個模型定義一種顏色，也可以給模型的各個面定義不同的顏色。如果編輯器中沒有合適的顏色，也可以自己添加新的材料并定義顏色。圖4為鋁型材上色后的顯示效果。
外觀編輯器還有貼圖功能，即將材料的照片貼到三維模型表面，使模型看起來更真實，圖5是經(jīng)過貼圖處理后的石材三維模型。經(jīng)過上色后的模型顯示更逼真，設(shè)計人員可以根據(jù)顯示效果動態(tài)調(diào)整設(shè)計。
四、組裝圖的繪制
與AutoCAD不同，Pro/E中零件和組件是不同類型的文件。繪制組裝圖時需新建一個組件圖類型的文件，然后將零件和子組件添加到組件圖中，定義各種裝配關(guān)系和裝配尺寸，即得到組裝圖。圖6、圖7為一種單元式幕墻大樣三維模型圖。
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