数字CAD技术对零件设计的修改、模具设计和EDM设计都是在数字环境下进行的，修改的结果可直接用于FEM分析和快速原型制造。

    数字CAD的概念

    数字CAD不同于传CAD，其本质区别在于传统CAD用点、线、面一构建几何模型，而数字CAD只用一种实体，即三角片来构建几何模型。由于以上的区别，两者在产品开发的流程上也有本质的差别。

    从传统CAD和数字CAD产品开差异图可以看出，在传统的流程中，设计多是在模态软件中进行的，而分析仿真、FEM分析、CAM又是在数字软件中进行的，因此在文件转换过程中不可避免地会丢失部分数据。数据丢失后，由此而产生的文件修复工作是繁琐、耗时的。相反，使用数字CAD技术对零件设计的修改、模具设计、EDM设计都是在数字环境下进行的，修改的结果可以直接用于FEM分析和快速原型制造。这样的流程被称作正向工程（Forward Engineering)。

    应用案例分析

    以下介绍的是根据雕刻作品进行模具设计的过程。

    ⑴扫描点云及工程。

    通过扫描设备将艺术作品转化成点云数据，使用数字CAD软件（如3Matic）将点云数据直接生成STL文件。

    在这一过程中，传统做法是由点云数据生成面模型，如使用Alias。根据Alias生成的面，使用Catia等造型软件进行工程结构设计，从而得到实体模型。在这一过程中由于曲面造型软件和实体造型软件间文件的转化，会丢失部分数据。而造型的修改会导致实体造型的二次或多次重新设计，因而设计时间相对较长。而在数字CAD软件中，由3Matic直接生成三角片形式的STL文件。可以用该种格式的文件做快速原型件，也可以基于这个文件，做相应的设计修改、模具设计、CAM等。由于STL文件为三角片文件，每个三角片由三点和一个法向构成，故而点云生成STL文件时间较短。

    ⑵添加特征。

    数字模型必须添加必要的特征，用来加强零件或用于装配，特征添加可以直接在数字CAD软件中完成，而不必转到模态CAD中进行。

    这一过程通常是结合分析仿真进行的，由于文件格式是数字格式的，所以设计的结果直接用于分析。进行分析仿真前，可以对三角片文件进行优化，使三角片趋于等边三角形，避免出现狭长的三角片。这对于分析是否成功，以及是否能获得正确的分析结果很有好处。如果分析结果达不到工程要求，则必须重复设计修改，修改的结果再用于分析仿真。如此反复，直到设计符合工程要求。由于这之间没有模态数据和数字数据的转换，因此可以缩短产品开发和生产时间。

    ⑶设计模具。

    基于设计好的零件，可以快速生成模芯和模腔，同时可以构建模具的其他结构。模芯和模腔的数字文件便于数控铣削加工，从而加快了模具的生产过程。从点云扫描到最终模具设计完成，全部是在数字CAD软件（3Matic)中进行的。

    结束语

    使用正向工程的方法，从雕刻艺术品过特征添加，直到模具设计完成，这一过程时间很长，本案例所有时间为一个工作日。使用数字CAD可以缩短基于扫描数据的产品开发和模具设计的时间，正向工程技术的应用符合当今产品开发速度快的要求，正被越来越多的企业应用。