專(zhuān)業(yè)紙包裝cad系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

專(zhuān)業(yè)紙包裝cad系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

隨著人們生活水平和環(huán)保意識(shí)的提高，紙包裝形式如紙張、紙張和紙袋的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于折疊紙盒具有加工成本低、貯運(yùn)、便于銷(xiāo)售和陳列、適于自動(dòng)化包裝、回收利用性好、利于環(huán)境保護(hù)等特點(diǎn),人們對(duì)折疊紙盒的需求量將不斷增加。同時(shí),現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品日趨同質(zhì)化,商品的外包裝設(shè)計(jì)成為決定商品是否能贏得顧客和市場(chǎng)的一個(gè)重要因素。商品的外包裝設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝潢設(shè)計(jì),好的商品外包裝設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)造型與裝潢設(shè)計(jì)的完美組合。近10多年來(lái),我國(guó)紙包裝CAD系統(tǒng)從無(wú)到有、從引進(jìn)到自行開(kāi)發(fā),軟件功能也日趨完善,其發(fā)展十分迅速。典型的紙質(zhì)包裝設(shè)計(jì)主要指盒(箱)型設(shè)計(jì),包括盒型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和拼版設(shè)計(jì),它是包裝印前制作流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。目前生產(chǎn)中用于盒型設(shè)計(jì)的軟件主要有通用軟件和專(zhuān)業(yè)軟件兩類(lèi)。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),通用軟件并不是盒型設(shè)計(jì)軟件,它只是使用FreeHand、Illustrator和CorelDraw等圖形設(shè)計(jì)軟件或AutoCAD等通用CAD軟件完成盒型設(shè)計(jì)。這些通用軟件并沒(méi)有考慮到包裝的特殊要求,在使用中往往產(chǎn)生諸多問(wèn)題?，F(xiàn)從專(zhuān)業(yè)紙盒設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)的組成與要求出發(fā),介紹國(guó)內(nèi)外典型的專(zhuān)業(yè)盒型設(shè)計(jì)軟件,以推動(dòng)紙包裝CAD技術(shù)與軟件在國(guó)內(nèi)紙箱紙盒行業(yè)的應(yīng)用。1專(zhuān)業(yè)包裝設(shè)計(jì)軟件的基本功能和要求專(zhuān)業(yè)的盒型計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件應(yīng)具有以下幾種功能或應(yīng)用模塊:1.1生成盒型的印刷盒型設(shè)計(jì)軟件的盒型庫(kù)里預(yù)先存放了常用的標(biāo)準(zhǔn)盒型供用戶選用。對(duì)于每個(gè)盒型,除了記錄其形狀信息外,還記錄了盒型各部分尺寸之間的約束關(guān)系(即參數(shù)化處理)。其使用程序是:用戶在盒型庫(kù)中查找是否有所需盒型→選定盒型→輸入盒子的關(guān)鍵尺寸(盒子的長(zhǎng)、寬、高和紙板厚度等)→系統(tǒng)生成盒型結(jié)構(gòu)圖→修改與標(biāo)注→完成。由于盒型庫(kù)嚴(yán)格定義了各部分之間的尺寸關(guān)系,因而避免了設(shè)計(jì)中手工調(diào)整帶來(lái)的不精確性,保證了盒型的正確性和標(biāo)準(zhǔn)化。完善的專(zhuān)業(yè)盒型庫(kù)還可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充。盒型庫(kù)中沒(méi)有的新盒型,用戶可在設(shè)計(jì)完成后,將設(shè)計(jì)結(jié)果參數(shù)化,并保存到盒型庫(kù)中,以后再制作只需從庫(kù)中調(diào)出相應(yīng)盒型即可。除了對(duì)盒型結(jié)構(gòu)建庫(kù)外,還可以將紙盒的典型構(gòu)件(插口、鎖底、襟片等)參數(shù)化以后存入盒型庫(kù),這樣就可以實(shí)現(xiàn)基于構(gòu)件組裝的快速設(shè)計(jì)。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,盒型庫(kù)中不僅要有常用的標(biāo)準(zhǔn)盒型,隨著包裝要求的提高和包裝結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新,還需逐步加入一些新型的異型盒。一種盒型CAD軟件是否成功,在很大程度上決定于其盒型庫(kù)數(shù)量是否豐富,樣式是否新穎,查找是否快捷,參數(shù)化處理是否準(zhǔn)確。1.2圖形生成及操作通常盒型的設(shè)計(jì)制作只需調(diào)用盒型庫(kù)即可完成。但有時(shí)也需要用戶自主設(shè)計(jì)新的盒型。因此,盒型CAD系統(tǒng)需擁有功能強(qiáng)大、使用方便的設(shè)計(jì)制圖功能。這一功能與通用的CAD軟件類(lèi)似,需要支持基本圖形的生成與操作(旋轉(zhuǎn)、鏡像、復(fù)制、倒角、線段分段和截短);為保證作圖時(shí)定位準(zhǔn)確,在鼠標(biāo)操作方式外,需要支持通過(guò)鍵盤(pán)直接輸入坐標(biāo)值進(jìn)行精確定位的操作方式,同時(shí)背景格、輔助線及捕捉功能也十分重要。對(duì)于盒型設(shè)計(jì)圖樣還應(yīng)有方便快捷的尺寸標(biāo)注功能。作為盒型設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)軟件,作圖時(shí)必須能夠區(qū)別包裝制作中的多種工藝線條,不同類(lèi)別的線條能夠區(qū)別顯示并相互轉(zhuǎn)換。1.3維顯示功能盒型CAD系統(tǒng)的輸出結(jié)果往往是平面結(jié)構(gòu)圖,設(shè)計(jì)者或用戶要想了解盒型的真實(shí)形狀及成型方式,常需要做出樣盒。為縮短設(shè)計(jì)周期,使設(shè)計(jì)者與客戶進(jìn)行快速交流,完善的紙盒CAD系統(tǒng)提供了三維顯示功能,可以通過(guò)屏幕演示三維效果的方法展示設(shè)計(jì)效果,供用戶在不同設(shè)計(jì)方案間選擇。顯然,這種屏幕打樣的方式比實(shí)物打樣周期更短,可以大大提高設(shè)計(jì)效率。1.4接受其他圖形軟件盒型CAD軟件必須有足夠的開(kāi)放性,使其設(shè)計(jì)成果能與包裝印前制作流程中的其他應(yīng)用軟件交換數(shù)據(jù)。首先,能接受其他CAD軟件、通用圖形軟件的設(shè)計(jì)文件,如AutoCAD、FreeHand、CorelDraw等軟件設(shè)計(jì)結(jié)果;其次,將盒型設(shè)計(jì)結(jié)果輸出為其他常用CAD軟件、通用圖形軟件和桌面排版軟件能接受的格式,如DXF、AI、CFF2、HPGL等,以便進(jìn)行作圖、平面設(shè)計(jì)和拼版。1.5盒型cad軟件的應(yīng)用包裝流程中的一些設(shè)備需要根據(jù)盒型設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行工作,如激光開(kāi)模機(jī)需要根據(jù)盒型數(shù)據(jù)進(jìn)行開(kāi)模,彎刀機(jī)需要根據(jù)盒型數(shù)據(jù)制作彎刀,切割機(jī)需要根據(jù)盒型數(shù)據(jù)切出白盒等。為了與這些流程中的包裝設(shè)備接口,盒型CAD軟件必須具備輔助制造(CAM)功能,能夠驅(qū)動(dòng)激光開(kāi)模機(jī)、彎刀機(jī)、切割機(jī)等設(shè)備工作。此外,盒型CAD軟件還需提供對(duì)盒型輪廓自動(dòng)建模的功能;還要求能夠設(shè)定線條類(lèi)型,去除重合線條,計(jì)算與設(shè)定切割時(shí)的走刀順序等。1.6包裝拼接版單個(gè)包裝盒的版面制作完成后,還需要將多個(gè)包裝盒拼到一個(gè)大版上進(jìn)行印刷和模切,以達(dá)到批量生產(chǎn)和節(jié)省紙張的目的,這個(gè)過(guò)程也稱(chēng)聯(lián)拼或排料。包裝拼版功能是非常關(guān)鍵的,因?yàn)樗軌蛑苯訋椭脩艄?jié)約紙張成本。包裝拼版是按照盒型展開(kāi)圖進(jìn)行拼排的,盒型展開(kāi)圖一般都是非矩形的,為節(jié)省材料,包裝拼版要考慮插拼、橫豎拼、套拼等拼法。同時(shí),包裝拼版還要結(jié)合模切制作的要求,考慮到刀具擺放的工藝,因此,有時(shí)候需要進(jìn)行連刀、共刀的拼法。這要求盒型設(shè)計(jì)CAD軟件具有較強(qiáng)的拼版計(jì)算功能。并非每一種專(zhuān)業(yè)的盒型設(shè)計(jì)軟件都要求具有以上6種功能。根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象、產(chǎn)品類(lèi)型及應(yīng)用對(duì)象的不同,不同的盒型設(shè)計(jì)軟件往往有所側(cè)重。2盒箱設(shè)計(jì)理論從20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和紙盒(箱)設(shè)計(jì)理論的不斷發(fā)展,盒型設(shè)計(jì)CAD軟件也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前,國(guó)內(nèi)外此類(lèi)軟件已有數(shù)百種之多?，F(xiàn)簡(jiǎn)要介紹較有影響的幾種。2.1基于生物活性的d/最佳生產(chǎn)技術(shù)到目前為止,國(guó)外已推出了數(shù)百種包裝紙盒(紙箱)CAD/CAM系統(tǒng)軟件,利用計(jì)算機(jī)可迅速設(shè)計(jì)和繪制盒型結(jié)構(gòu)圖、背襯加工輪廓圖、盒片排料模切圖等,并采用計(jì)算機(jī)雕刻背襯、激光切割模版,實(shí)現(xiàn)紙盒樣品與模切板CAM。2.1.1硬件設(shè)備提供Barco是一家比利時(shí)公司,它提供了包裝設(shè)計(jì)與制作的全套解決方案,包括盒型結(jié)構(gòu)CAD/CAM軟件AritosCAD、用于盒型外觀裝潢設(shè)計(jì)和拼大版的PackEdge軟件以及防偽設(shè)計(jì)軟件SecuSeal,除軟件以外,Barco公司還提供配套的切割機(jī)等硬件設(shè)備。在該系統(tǒng)中,AritosCAD軟件提供了包裝紙箱、紙盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與數(shù)碼打樣的解決方案,而PackEdge軟件是包裝印前領(lǐng)域發(fā)展歷史最久的包裝裝潢設(shè)計(jì)軟件,具有開(kāi)放性、可編輯性、補(bǔ)漏白、壓印的色彩精確預(yù)視等特點(diǎn),設(shè)計(jì)結(jié)果可以打樣。2.1.2設(shè)計(jì)及組件庫(kù)EngView系統(tǒng)公司是加拿大的一家公司,它的包裝紙盒CAD系統(tǒng)主要由EVSynergy、EVPackageDesigner和3DPresenter等三部分組成。EVSynergy是EngView系統(tǒng)公司的最新產(chǎn)品,是基于人工智能的紙盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與繪圖軟件,在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以使用內(nèi)置的含有300多個(gè)盒型參考組件的組件庫(kù),從中挑選所需的元素,或作為設(shè)計(jì)的起點(diǎn)。組件庫(kù)遵循國(guó)際通行的ECMA和FEFCO的瓦楞紙盒內(nèi)外尺寸標(biāo)準(zhǔn)以及折疊紙盒的標(biāo)準(zhǔn),因此不會(huì)給輸出與應(yīng)用帶來(lái)任何的麻煩。EVPackageDesigner是一個(gè)功能強(qiáng)大的應(yīng)用軟件,它將EVSynergy中的設(shè)計(jì)組件(可以從300多個(gè)參考設(shè)計(jì)組件的庫(kù)中進(jìn)行選擇)和從其他桌面軟件中導(dǎo)入的設(shè)計(jì)完成的圖形圖像有機(jī)結(jié)合起來(lái),便于設(shè)計(jì)者進(jìn)行包裝紙盒的裝潢設(shè)計(jì)。3DPresenter模塊將包裝組件和圖像數(shù)據(jù)組合起來(lái),并可以進(jìn)行三維演示,可以讓設(shè)計(jì)者和用戶互動(dòng)地觀察到紙盒折疊起和展開(kāi)時(shí)的情況,并可以透視到包裝盒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2.1.3維設(shè)計(jì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)模塊ImpactV2是由LASERCOMB公司設(shè)計(jì)的一款軟件,該軟件的功能強(qiáng)大,模塊眾多,可以使設(shè)計(jì)過(guò)程從設(shè)計(jì)盒型到三維瀏覽到模切都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,而且界面友好美觀。他的模塊主要包括以下幾個(gè)部分:設(shè)計(jì)模塊:用戶數(shù)據(jù)庫(kù)、全面設(shè)計(jì)工具、智能排版、支持宏、標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、輸入輸出和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)。模切模塊:自動(dòng)裝載和產(chǎn)生模切板、手工或自動(dòng)橋接和手工或自動(dòng)Make-ready。圖像模塊:導(dǎo)入圖像、圖像的3D表現(xiàn)、對(duì)展示樣品的內(nèi)外表示和展示的動(dòng)態(tài)控制。評(píng)估模塊:用戶數(shù)據(jù)庫(kù)、全面設(shè)計(jì)工具、智能排版、支持宏、標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、輸入輸出和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)。瀏覽模塊:允許用戶自己添加信息到數(shù)據(jù)庫(kù)中。除此之外,還有兩個(gè)具有特色的模塊:橡皮和矩陣。它們可以在排版和模切時(shí)幫助用戶更好地完成工作。2.1.4中心協(xié)同工作KASEMAKE系統(tǒng)是由AG/CAD公司生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)紙盒CAD繪圖軟件,其功能強(qiáng)大,除具有別的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的共同特點(diǎn)外,最大的特點(diǎn)就是它還擁有眾多的插件,它們工作時(shí)是以KASEMAKE為中心協(xié)同工作的,這使的模塊的功能非常強(qiáng),但操作起來(lái)也會(huì)因此造成諸多不便。這可能是KASEMAKE最大的矛盾,是它最大的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)也是最大的缺點(diǎn)。2.1.5利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件的特點(diǎn)比起其他的設(shè)計(jì)系統(tǒng),Packdesign2000整個(gè)工作界面簡(jiǎn)潔、明快,全中文的界面格式與我們熟悉的Windows所附帶的工具軟件相似,即使是生手也能很快熟悉和使用。該軟件涵蓋了世界級(jí)標(biāo)準(zhǔn)紙箱紙盒常用盒型。即使是最特殊的要求,也能從圖案中調(diào)出相似盒形,稍加修改、粘貼、疊加,就可快速生成客戶要求的盒樣。效率極高的拼大版功能是它的另一大特點(diǎn),輕觸幾個(gè)工具鍵,智能化的拼版工作便瞬間完成,同時(shí)也就完成了最優(yōu)化的拼版的選擇。由于Packdesign2000的設(shè)計(jì)中充分考慮到模切版制造的工藝難點(diǎn)和紙盒模切生產(chǎn)中的技術(shù)要求,其刀模板的設(shè)計(jì)也是獨(dú)具匠心的。2.1.6紙盒包裝cad軟件和專(zhuān)業(yè)軟件的應(yīng)用BOX-VELLUM紙盒/紙箱設(shè)計(jì)軟件是由日本Comnet有限公司生產(chǎn)的一款專(zhuān)門(mén)針對(duì)紙盒/紙箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而開(kāi)發(fā)的CAD/CAM軟件,可以完成從盒/箱型結(jié)構(gòu)的最初設(shè)計(jì)、尺寸標(biāo)注、橋接、拼排到后期驅(qū)動(dòng)樣品切割機(jī)、開(kāi)模機(jī)等一系列的工作?？梢栽赪indows95/98/2000/XP和MACOS8.0等的操作環(huán)境下使用,可自動(dòng)生成輔助線、自動(dòng)對(duì)圖紙進(jìn)行標(biāo)注、完成經(jīng)典盒型的參數(shù)化功能,具有一個(gè)包含220種盒型的盒型庫(kù),并且用戶可以自己增加盒型種類(lèi),進(jìn)行擴(kuò)充。由于BOX-VELLUM設(shè)計(jì)的盒型結(jié)構(gòu)圖紙可直接導(dǎo)入平面設(shè)計(jì)軟件,使得平面設(shè)計(jì)人員可直接在盒型結(jié)構(gòu)圖紙上進(jìn)行平面設(shè)計(jì),根據(jù)盒型的結(jié)構(gòu)調(diào)整圖形的相對(duì)位置,以達(dá)到完美的設(shè)計(jì)效果。該軟件已由設(shè)在中國(guó)的北京邦友科技有限公司進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和推廣,目前已成為我國(guó)業(yè)內(nèi)包裝紙盒CAD軟件擁有量最大的品牌之一。國(guó)際上比較流行的紙盒包裝CAD軟件品牌還有ELCEDE、CAPE、ERPA以及MARBACH等。此外,還有一些針對(duì)某一具體功能的專(zhuān)業(yè)軟件,如用于包裝盒外觀裝潢設(shè)計(jì)和拼大版的ArtPro軟件;用于包裝拼版的Pandora軟件;一些設(shè)備廠家也推出了包裝和標(biāo)簽印刷的解決方案,如Agfa公司等。國(guó)外的紙盒CAD軟件產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)在于功能完備、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng),其與硬件設(shè)備的配合也較好,都能部分或全部實(shí)現(xiàn)前述的專(zhuān)業(yè)功能。2.2包裝型設(shè)計(jì)技術(shù)國(guó)外推出的盒型CAD軟件普遍價(jià)格昂貴,而且上述軟件只有部分引入國(guó)內(nèi),漢化的更少,因此國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。近幾年來(lái),我國(guó)科研部門(mén)及高等院校先后開(kāi)發(fā)了一些功能較好、實(shí)用性較好的包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、包裝造型方面的CAD軟件,為提高我國(guó)包裝技術(shù)水平,促進(jìn)包裝工業(yè)發(fā)展,發(fā)揮了積極作用。較為著名的有方正包裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)等。北大方正公司研制的方正包裝3.0是基于CAD技術(shù)和三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)的包裝盒型制作軟件,是國(guó)內(nèi)第一個(gè)商品化的包裝紙盒CAD系統(tǒng)。用于制作各類(lèi)商品的紙盒、紙箱及商品標(biāo)簽。系統(tǒng)包括盒型結(jié)構(gòu)CAD、盒型屏幕3D打樣、盒型拼大版等功能。方正包裝3.0系統(tǒng)可以靈活、簡(jiǎn)捷、專(zhuān)業(yè)地完成包裝盒型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),擁有功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)便的專(zhuān)業(yè)繪圖工具;生成的盒型圖標(biāo)注了所需的尺寸數(shù)值,設(shè)計(jì)者可以直接通過(guò)修改標(biāo)注來(lái)改變?cè)械暮行统叽?無(wú)須重復(fù)制圖。系統(tǒng)自帶的盒型數(shù)據(jù)庫(kù)包括500余種標(biāo)準(zhǔn)盒型及組件,滿足煙、酒、藥品及食品包裝的需要。用戶還可以把自己設(shè)計(jì)的盒型存入盒型庫(kù)中,使盒型數(shù)量不斷擴(kuò)充。系統(tǒng)的盒型屏幕3D打樣技術(shù)能模擬折疊盒型。在電腦屏幕上就可以檢查每個(gè)盒面之間和細(xì)微接合部在實(shí)際生產(chǎn)中的生成情況,從而避免錯(cuò)誤。此外,將包裝裝潢圖案貼在盒型上后,可以看到帶圖案的盒型效果;打樣文件還可以在線遠(yuǎn)程校樣,為溝通提供更便捷的途徑。系統(tǒng)的盒型拼大版系統(tǒng)根據(jù)包裝印刷、印后的加工特點(diǎn),將單獨(dú)的包裝盒型文件,高效、便捷、準(zhǔn)確地組合成模切所需的版面,系統(tǒng)采用自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式進(jìn)行盒型相互插拼或平鋪。天津科技大學(xué)(原天津輕工業(yè)學(xué)院)開(kāi)發(fā)Tuli-SKH折疊紙盒結(jié)構(gòu)/模板設(shè)計(jì)軟件和SGC瓦楞紙箱設(shè)計(jì)軟件TULI-SKH和SGC軟件包括111種盒(箱)型,可選擇三種數(shù)據(jù)輸入方式,可繪制生產(chǎn)圖紙,生產(chǎn)不同厚度的紙板材料或優(yōu)化瓦楞紙板結(jié)構(gòu)等,可用于化妝品、食品、醫(yī)藥及小型機(jī)械等產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)。西北輕工業(yè)學(xué)院開(kāi)發(fā)的對(duì)話式紙盒自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)——WCH軟件,利用功能構(gòu)案庫(kù)(盒蓋、盒體、盒底集)實(shí)現(xiàn)紙盒造型結(jié)構(gòu)的自動(dòng)設(shè)計(jì),可繪制展開(kāi)圖,進(jìn)行尺寸標(biāo)注和強(qiáng)度設(shè)計(jì),輸出立體圖和紙盒生產(chǎn)工藝單等;瓦楞紙箱設(shè)計(jì)CADCBS軟件,可進(jìn)行箱體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)、抗壓強(qiáng)度設(shè)