当CAD继续在产品设计领域中扮演重要角色时，PDD公司已在SensAble FreeForm 触觉虚拟建模系统的帮助下进行三维设计开发。

今天产品设计界所公认的是，每一个设计到制造过程的核心为CAD模型指印下的完全定义的数学数据库。最初的概念 – 即便是信封背面绘制的草图 – 也在早期服从于CAD制图，并从那时起，从快速原型到最终产品制造的每一件事情都以中心CAD模型为参考点。但是，如果你所设计的产品并不能必然生成快速定义的CAD模型呢？毫无疑问必须能够使用传统的、CAD世界外部的概念建模技术，那么现代化技术还有用吗？PDD当然会认为是，而一些设计项目的特征甚至已开始偏离传统的CAD技术。 

如果多数设计顾问一样，过去十年来PDD公司在设计和工程技术中做出大量革新。作为3D设计软件的一名早期应用者，PDD目前采用实体建模进行设计项目。事实上，任何设计项目的第一步是将概念转入CAD中。设计师然后可使用几何建模工具在虚拟领域中进一步改善、完善设计，再使用相同的几何工具生成概念印证的一个物理模型。物理模型一旦完成，即可 添加或去除材料，改进设计 – 至少是在理论上 – 得到的模型可在CAD环境中再现，用于将来的改善和最终生产。

最薄弱的环节
PDD开发中心主管Ben May却解释说，存在一个根本性的难题，迭代设计会引起固有的效率低下，“该薄弱环节出现在设计数据从修改的模型返回CAD系统时。不幸的是，这是根本性的：如果数据不能真实反映已通过物理建模和测试仔细推敲过的几何学，将不能使用CAD数据作为模型制造基础。”

直到最近，PDD采用主动调节或度量衡学对CAD模型进行直接修改使该问题解决，使用一个CMM探针精确捕捉模型上的单独点。对于基于相对简单的几何形状进行的设计，这些方法足够使用，但对于PDD 通常进行的FreeForm有机设计则不那么有效。CAD直接修改只能形成原型的近似改变，而CMM度量只会添加低分辨率的点云数据，用于确认单独点的位置（比如用于确认正确位置中一个固定姿势的想法），而对于捕捉表面上的细微差别不切实际。

CAD 经理 Philip Shade 解释说，“近些年事情有所改善，我们已投资使用激光扫描技术，可提高数据捕捉能力。但系统完全参数的CAD数据库仍有一些根本性的问题，我们所建立的设计与工作方式并不需要匹配。”

视觉和触觉
PDD相信越是采用当前可用的先进技术，越能解决从触觉模型到CAD表现转变中遇到的问题。随着3D激光扫描仪能够更加精确地捕捉表面数据，设计工作室同样对拥有触觉技术的SensAble FreeForm系统称赞有加。这不仅意味着PDD设计师可在虚拟世界中自由雕刻，还提供了物理和数字化模型之间的一座便利桥梁。

Shade解释说，“通过使用激光扫描仪及其相关软件，数字化捕捉模型形状的变化，PDD可在将数据返回CAD系统前快速修改，以作为原始参数几何模的一个修改模板。这表示我们能够比过去更加真实、精准地反映出物理模型上做出的变动。”
良好的效果：CAD到模型到激光扫描点云，然后返回CAD的迭代环极具效率，但在涉及自由建模表面中几何建模操作中的离散集时，不可避免仍会有一定水平的折衷。但在某些情况中，完全定义CAD表现的优势必然会被忠于物理模型的要求所超越。

你如果想设计一个头部…
PDD在一个项目中需要设计一个头部，以设计并建立有限数量的机车头盔自定义内部。通过对大量个体头部的扫描数据，头盔外部形状和进一步的扫描显示出头盔与头部的准确适合，PDD能够在虚拟空间中构建出一系列的表面，匹配头盔内部表面及头部轮廓。这些对于头盔是否佩戴合适并发挥作用至关重要，但是如能使用CAD标准技术创建内层外表面时，内部情况就不相同。“头盔项目的确使我们认识到结合使用FreeForm系统和参数曲面的重要性，”May谈到，“一些设计特征，以及头盔内层必须紧密固定在头盔内部的事实，取决于CAD所擅长的完全限制曲面的类型；但我们如果感到头盔内部曲线控制具有相同水平，自定义头盔的整个概念将会大打折扣。有一些CAD参数曲面不适合应用的情形。”

头盔项目是一个巨大的成功：PDD未借助于CAD传统技术下完成一个主要设计项目，从而促使其推进了“三维设计”的界限。“我们目前在为一家叫做Acme United Corporation公司的长期合作客户设计新式剪刀，”PDD开发部主管Graham Lacy解释说，“由于这个项目需要人的互动性，我们要求设计师专注于完善手柄和剪夹的形状，而不会受到传统CAD规则的限制。”

出类拔萃
PDD 依照这种模式，采用其触觉系统在虚拟空间中雕刻模型初始形状。设计最初建立在对2D概念详图的推断基础上，过去做法是将草图粘贴在泡沫块上进行雕刻。PDD同样对现在的剪刀形状细节进行摄影，以确保铰链机制与Acme公司的其他产品一致。然后将SensAble 形状直接放入PDD CNC及其中制造出用于物理检测的泡沫模型。这会有一系列的迭代环，模型从人工学检测到手动修改，重新扫描并在SensAble环境中进一步处理，然后重建为一个泡沫原型 – 而不是在CAD空间中一次成型。

“扫描和CNC机器的速度都意味着我们进行迭代设计环的速度更快，”May谈到，“我们如果在转化模型变化及将一些泥模转换为CAD语言上耗费大量时间是不可能的。这样不仅完成的设计具有创新性，而且还能执行更多次迭代确保模型的正确。”

“在Acme项目中，我们得到的结论是虚拟和物理原型的精密工具制造者而不是CAD数据库 – 许多工具制造者目前可接受STL甚至虚拟数据进行输入，”Lacy解释说，“我们当然不会每次都这么做 – 需要一种可以依赖的工具制造者关系 – 但这对三维设计用处不大。”

一次成功的结合
PDD不是提倡每一个项目采用三维设计，但在雕刻或无形设计领域如品牌塑造、解剖界面、人工或身体负荷性产品及玩具设计中，这种技术的确具有未来应用性。主要优势为不会受到参数建模及忠于物理原型完整性的约束。

“你的初衷如果是和中国的玩具制造商交流，那一个完全定义的CAD模型非常有用，”Lacy说到，“但你如果将建立有机性状的所有参数，三维设计结合传统工具的优势，以及CAD的完整性，将保证交流的速度、控制和便利性。”