汽车车身逆向工程设计关键技术及应用研究
逆向工程技术在车身外覆盖件设计上的应用
逆向工程技术在车身外覆盖件设计上的应用摘要：本文主要先容了逆向工程技术在现代车身外覆盖件设计开发中的应用流程，并重点对车身外覆盖件的模型分块、曲面数学模型的创建及对曲面质量进行评析等关键技术的研究与探讨。
关键词：逆向工程车身外覆盖件曲面质量评析1 汽车车身逆向工程设计的概述逆向工程是从已有的物理模型或实物样件获取产品的数学模型的过程。
目前广泛应用于产品开发、模具制造、产品质量控制等领域，尤其在汽车车身外覆盖件的开发设计中，逆向工程技术已成为重要技术手段。
车身逆向技术是计算机辅助造型几何设计CAGD(Computer Aided Geometrical Design)的重要方法和手段之一。
它主要研究工程中的几何造型题目，是对各种几何外形信息的计算机表示、分析和综合，通过计算机对所求模型进行数学描述和控制，其主要数学理论为计算几何（Computation Geometry），它是由函数逼近论、微分几何、计算数学、计算机图形学等形成。
车身外覆盖件的逆向工程应用是由手工模型求表面数学模型的过程。
它有别于一般的产品实物求数学模型的过程。
在全新车身外覆盖件产品开发阶段实施逆向工程的过程中，不但要最大限度的忠实再现造型设计师的设计理念，还要充分考虑结构设计的要求，在曲面的建模过程中，还要留意消除手工制作油泥模型的表面缺陷和丈量资料的离散误差，从一定的意义上来说，车身外覆盖件的逆向工程技术应用包含了一定的正向设计的方法。
2 车身外覆盖件逆向工程应用的流程车身外覆盖件的逆向工程设计是造型设计和工程CAD 设计的衔接，是车身概念设计中的关键过程；在整个车身的外覆盖件的设计实施过程中，表面数据的采集、曲面建模所占时间比重较大，曲面质量要求高，而且随着市场的不断变化，时间进度的要求也逐渐紧张，经过一些车型的逆向设计工作，我们总结了如下车身外覆盖件的逆向工作流程。
逆向工程流程图3 逆向工程的关键技术在车身外覆盖件逆向工程应用中有三项关键技术(1) 快速、正确的从1：1 汽车车身油泥模型上采集三维点云数据。
逆向工程技术及其在汽车研发中的应用
逆向工程技术及其在汽车研发中的应用摘要逆向工程技术在汽车研发中的运用能够实现汽车研发工作的突破和创新，利用逆向工程中的样车数据收集，以及运用相关数学理论，实现对空间模型的建立，汽车外表面的曲面光顺，以及汽车逆向工程中点数据处理技术、曲线曲面重建技术，汽车逆向工程技术在汽车研发中的运用为我国汽车行业的研发和发展带来了新的发展机遇。
关键词逆向工程；汽车研发；工作流程；开发技术1 概述当前我国的汽车研发技术，仍然明显落后于很多发达国家的水平，如何利用先进的科学技术来提升我国汽车研发的实力，是目前普遍研究课题，也是汽车工程的重点。
本文主要探讨关于逆向工程技术对我国汽车研发工作的影响。
2 逆向工程技术的原理与基本理论2.1 汽车逆向工程开发的原理2.1.1 汽车逆向工程开发流程汽车逆向工程开发流程图如下：在汽车逆向工程开发工作中，采用对参考样车进行创新改革是目前流行的一个方法。
选择的参考样车一般是汽车公司的最新产品，在参考样车基本架构保持不变的基础上，对样车进行创新和改进，在样车的基础上，研发出新的汽车。
样车改装工作与全新汽车的整体研发工作相比，投入的人力和资源都明显较少，担的风险也小的多。
因此，这种模式具有明显的优势，不仅可以继承和发挥参考样车的优势，还可以在这基础上实现技术创新。
实践证明，在汽车逆向工程开发中，采用改进参考样车的方式能够很好地满足需求。
2.1.2 汽车逆向工程中的技术指导汽车逆向工程中有两个主要的技术指导：一方面是数字化扫描测量技术，就是对实物模型表面结构数据的获取技术，另一方面表现在对汽车表面的光顺处理技术以及零部件的曲面重建技术。
2.2 汽车逆向工程中的测量技术近年来，非接触式三维坐标测量方法的应用越来越广泛和全面，这种测量方式是利用物理原理，通过物质与物体表面发生一些物理现象，来对汽车表面的数据信息进行测量，以及对三维信息进行相关数据的收集等。
这种测量方式中，比较普遍的是利用一些物理理论，物理光学原理等发展起来的现代三维空间状态测量方法，如激光干涉，光的衍射法等等，由于这种测量技术在测量过程能够采用非接触测量这种方式，不仅迅速快，运用起来也很方便。
逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用
逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用周子栋(吉林大学，吉林长春130022)摘要：随着汽车制造业的不断发展，逆向工程技术也越来越先进，成为了汽车制造重要的技术，应重视该项技术的应用， 使得汽车车身造型设计越来越能够满足人们的需求，符合现代人的审美观。
鉴于此，本文主要探讨了逆向工程技术在汽车 车身造型设计中的应用。
关键词：逆向工程技术；汽车车身；造型设计；应用中图分类号：U463.82文献标识码：A文章编号：1671-0711 ( 2017) 08 (下）-0107-02®C hl L n t a 中备Engineering 工程随着科学技术的不断发展，逆向工程技术在汽车 车身造型设计中得到了广泛的应用，该项技术是说如果 设计图以及模型不存在的情况下，根据已有的模型利用 数字化技术重建模型，该项技术与传统的技术来说其自 身的优越性明显，造型设计精确度以及效率等都非常高， 设计的时间也较短，最大化的满足了产品多元化以及个性化等需求。
1逆向工程技术相关概述1.1逆向工程技术含义与原理逆向工程也被称为反求工程，主要对已有的样品模型等，通过3D 数字化技术相关测量设备迅速的确 定各个产品的轮廓坐标值，按照数据处理、重构曲面 结构、编辑与调整后，使将图档转向为通常的CAD /C A M 系统中，通过一定的加工模式来制作出要求的产品模型，迅速的将其制作并呈现出来，整个一系列的 这样的流程我们称之为逆向工程。
其通过一定的理论 知识与技术方法，不断的去研究产品的使用期限，掌 握重要的技术使用，不断的去改革。
逆向工程深入的 去寻找与产品相关的各项技术。
但需要注意的一点是， 该项技术不能把它看做是一种普通的复制，而是秉承 着再设计的理念，使得产品发挥出更大的价值。
通过 逆向工程技术，能够很快的显现出基于产品模型的计 算机视觉效果，在设计前期阶段，对汽车车身造型设 计采取严格的审核与评估，以便于呈现出良好的汽车 造型，在市场中取得较大的优势。
逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用
逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用1. 应用背景汽车设计是一个复杂而且具有挑战性的过程，它需要设计师们将创意与功能相结合，以满足用户的需求。
而汽车车身造型设计是整个汽车设计过程中最重要的一环，它决定了汽车外观的美感和吸引力。
传统的汽车造型设计过程通常是基于手工制图和模型制作的，这种方式存在着时间成本高、效率低、容易出现误差等问题。
逆向工程技术作为一种新兴的技术手段，可以通过对已有产品进行扫描和分析，获取其几何形状和结构信息，并基于此进行优化和改进。
在汽车车身造型设计中，逆向工程技术可以帮助设计师们更好地理解已有产品的特点和优势，并在此基础上进行创新和改进。
它不仅可以提高设计效率，还可以减少制作样板和模型的时间成本，同时还能够降低误差率。
2. 应用过程逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用过程主要包括以下几个步骤：2.1 扫描和数据采集需要对已有的汽车车身进行扫描和数据采集。
这一步骤通常使用三维激光扫描仪或者光学扫描仪来完成。
扫描仪可以快速地获取汽车车身的几何形状和结构信息，并将其转化为数字化的数据。
2.2 数据处理和重建在数据采集完成后，需要对所得到的数据进行处理和重建。
这一步骤通常使用计算机辅助设计（CAD）软件来完成。
设计师们可以通过对扫描数据进行清理、修复和重建，获取到汽车车身的三维模型。
2.3 设计优化和改进在得到汽车车身的三维模型后，设计师们可以基于此进行优化和改进。
他们可以通过对模型进行修改、添加或删除部分细节来实现设计目标。
还可以利用CAD软件提供的各种工具和功能，对模型进行参数化设计、表面调整等操作。
2.4 验证和评估在完成设计优化后，需要对所得到的新模型进行验证和评估。
这一步骤通常使用虚拟样机技术来完成。
虚拟样机技术可以将汽车车身模型导入到虚拟现实环境中，通过模拟真实的使用情况和环境条件，对模型进行评估和测试。
设计师们可以通过虚拟样机技术来检查模型的合理性、可制造性和可维护性等方面。
逆向工程在车身设计中的应用研究
逆向工程在车身设计中的应用研究摘要：在进行车身设计时，可将逆向设计技术与传统的设计方法结合起来优势互补，必将提高车身设计的质量和效率，进而缩短整车开发的周期并降低成本。
关键词：逆向工程；车身设计；数据处理逆向工程是一种对已有产品进行分析、深化和再创造的过程，它能明显的缩短设计周期，在很多方面都有广泛的应用，尤其是在车身设计方面。
1传统车身设计传统的车身设计主要分为初步设计和技术设计两个阶段，整个开发过程是从制作1∶5的油泥模型和全尺寸的立体模型开始的，然后设计人员要根据油泥模型绘制出所有车身图纸和模具加工图纸。
设计过程所遵循的顺序是由外及内，由模型到图纸。
整个设计过程是通过实物、模型、图纸和样板来传递信息的，它有以下几个缺点：任何设计细微的改变，都将导致主模型和大量图纸的修改，增加工作量，延长开发周期；单向不可逆的过程，车身如果定型，想要修改又将是极其繁琐的。
2运用逆向工程进行的车身设计逆向工程也叫反求工程，是把实物转化为CAD模型数字化技术、几何模型重构技术和产品制造技术的总称。
主要包括三个过程：数据采集、数据处理、曲面拟合重构。
①数据采集。
逆向工程中数据采集是很重要的一步，它是进行下面工作的基础，随着传感器等技术的发展，出现了较多的数字化技术和方法，根据数字化设备采集数据的方式将数据采集方法分为：接触式数据采集和非接触式数据采集。
车身是一个高度复杂的曲面结合体，它的外表面大，车体跨度大，对零件间配合要求严格且车身内部较繁琐紧凑，使用一般的接触式测量仪效果不明显，因此现被广泛使用的是激光为代表的三坐标测量仪。
②数据处理。
由数据采集获得的原始数据，都是一些孤立的测量点，点与点之间没有连接关系，必须对其进行处理，以满足后续工作的要求。
激光三维数字化仪测量所得到的数据量较大，在进行测量时，难免会引入误差，称其为“跳点”和“坏点”，进行曲面造型时，它们对曲面的光顺性影响较大，所以需要对其处理，可用直观检查法，通过图形终端用肉眼直接将与截面数据点集偏离较大的点或存在于屏幕上的孤立点剔除。
车身产品开发中逆向设计的研究与应用
图６打散叶片的位移等值线Ｆｉｇ．６Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｌａｍｉｎａ４结论利用大型有限元软件对旋转闪蒸干燥机的打散叶片进行了热－结构耦合场的分析，得到了高温瞬态下叶片的热应力分布等值线图和位移等值线图，找到了最大应力和最大变形节点的位置，为叶片的结构设计和强度分析提供了理论依据。
参考文献１胡仁喜，王庆五，闫石．ＡＮＳＹＳ机械设计高级应用实例［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５．２戴锅生．传热学［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９９．３王勖成，劭敏．有限单元法基本原理与数值方法［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９８９．４罗娟，胡念苏．汽轮机转子温度场有限元法简化计算模型［Ｊ］．热力发电，２００４（５）：２１～２２．５于秀坤．ＰＺＧ－１２×７５型水平振动干燥机静强度分析［Ｊ］．沈阳航空工业学院学报，１９９７（６）：３７～３９．６王建华，任立军，贺泽军．破碎机齿冠内温度及热应力分布研究［Ｊ］．矿业研究与开发，２００３（６）：５０～５３．车身产品开发中逆向设计的研究与应用胡群张胜兰李楚琳（湖北汽车工业学院汽车工程系，十堰４４２００２）ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｅｖｅｒｓｅｄｅｓｉｇｎｉｎｔｈｅａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｂｏｄｙｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎＨＵＱｕｎ，ＺＨＡＮＧＳｈｅｎｇ－ｌａｎ，ＬＩＣｈｕ－ｌｉｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕＢｅｉＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｉｙａｎ４４２００２，Ｃｈｉｎａ）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!"【摘要】逆向设计是现代汽车产品快速开发的重要技术。
汽车车身逆向工程关键技术的研究及应用的开题报告
汽车车身逆向工程关键技术的研究及应用的开题报告一、选题背景汽车行业是国民经济的重要支柱产业之一，而汽车车身的设计和生产是整个汽车制造的重要组成部分。
为了提高汽车车身设计的效率和质量，逆向工程技术被广泛应用于汽车车身的设计和生产过程中。
逆向工程是将一件物体的实际物理特征转换成数字数据或几何模型的一种技术，其核心是对三维数据的获取、处理和分析。
而对于汽车车身来说，逆向工程技术具有非常重要的应用价值。
二、选题意义汽车车身逆向工程是一项非常重要的技术，对于汽车制造行业来说具有非常重要的意义。
一方面，逆向工程技术能够帮助汽车设计师和制造商更加准确地了解汽车车身的结构和性能，为设计、制造和后期维护提供更加科学有效的依据；另一方面，逆向工程技术能够快速、准确地重建汽车车身的CAD几何模型，缩短产品开发周期，提高产品的设计效率和生产效率，降低制造成本，提高汽车行业整体竞争力。
因此，研究汽车车身逆向工程技术，对于推动汽车制造技术的进步，提高汽车制造业的核心竞争力具有非常重要的意义。
三、研究内容本课题主要围绕汽车车身逆向工程技术，从三维数据获取、处理、分析和建模等方面展开深入研究，包括以下具体内容：1. 三维数据获取针对汽车车身的复杂结构和高精度要求，选取合适的三维测量设备进行数据采集，包括激光扫描仪、三坐标测量机等，采集得到高精度、高精度的三维数据。
2. 数据处理对采集得到的三维数据进行去噪、滤波、配准等预处理工作，以充分保证后续数据处理与分析的准确性和可靠性。
3. 数据分析对处理好的三维数据进行分析，提取汽车车身的结构和性能特征，包括汽车车身曲率、表面变形、板件微动等。
4. 建模与分析通过分析得到的三维数据，建立汽车车身的几何模型和结构模型，对模型进行优化和分析，提高汽车车身的设计和制造效率。
四、研究方法1. 文献调研法通过查阅国内外有关汽车车身逆向工程技术的相关文献和资料，掌握汽车车身逆向工程的相关理论，熟悉汽车车身逆向工程的现状和发展趋势，为研究奠定基础。
汽车车身逆向工程设计关键技术及应用
汽车车身逆向工程设计关键技术及应用逆向工程设计方法是汽车车身设计过程中的一个重要环节，也是一种快速设计的工程方法。
逆向工程设计主要包括如下过程：三维测量获得点云数据、数据处理、特征的提取、曲面重构和曲面评价等。
逆向设计并不是简单地复制，而是要在逆向过程中增加一些特征要素，设计出工艺性更好，质量更高的产品的过程。
该文主要探讨汽车车身逆向设计的关键技术和技术特点。
在汽车的整体设计中，车身占整车总成本的40%以上。
汽车更新的速度主要体现在车身方面，人们对汽车的关注首先就是汽车的外观质量。
因此车身设计是轿车开发的关键技术之一。
日益成熟的CAD/CAE/CAM一体化产品开发技术在汽车车身设计领域得到广泛应用。
随着三维测量技术逐渐成熟，逆向工程设计技术能够快速将车身油泥模型或其他实物模型，快速地转变为三维曲面等数模，从而可以快速地进行模具设计，快速地生产车身，极大地缩短了车身的设计周期。
同时该方法也可以快速地吸收国内外汽车车身设计的先进技术，然后经过我们的再设计，快速响应市场，达到事半功倍的效果。
逆向设计的核心思想是将实物模型转化为计算机能够表达的三维数模的一种过程。
简单地说就是从实物到图样的过程。
逆向工程设计的核心思想是以实物模型为参考，增加我们自己的创新知识，设计出符合要求，又要高于原来实物的设计过程。
这就相当于我们过去常讲的类比设计。
其实任何设计都是在一定的参考基础之上，逐步发展完善的过程。
在从事逆向工程设计的过程中，人们可能会发现，虽然同是一个模型，但是不同的人，设计的效率和质量可能有比较大的差别。
本文就是基于这样的目的，探讨逆向工程设计的关键技术。
一、车身模型的测量车身的测量根据测头与车身模型是否接触分为接触式测量与非接触式测量。
接触式测量主要采用三坐标测量机，非接触式测量又包括激光测量和结构光测量。
接触式测量优点是精度高，缺点是效率比较低。
测头的大小与接触力的大小对测量的精度都有影响。
非接触式测量优点是效率高，缺点是精度低一些。
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汽车车身逆向工程设计关键技术及应用研究
我国是一个生产制造大国，汽车的生产数量十分庞大，汽车车身仿制依旧是部分汽车生产企业的主要手段。
在实际的汽车车身设计生产时，逆向工程技术并不是使用非法得方式窃取其他同行的技术知识产权，只是利用现有的汽车车身模型，通过数据分析和采集，逆向进行汽车的车身设计，十分的高效。
目前我国的汽车市场在竞争激烈，高效生产、加快新产品设计研发速度是对汽车生产商的新要求，为了更好地适应市场发展需要，必须要加强汽车车身逆向工程设计技术的完善，加快技术的创新脚步，本文将会对汽车的车身逆向工程设计技术进行分析讲述。
标签：汽车车身;逆向工程;关键技术;研究
一、车身逆向工程设计的概念
汽车车身在传统的设计过程中，需要反复的对汽车车身结构进行细化完善，并且需要制作模型，设计所需要的时间较长，工作量十分庞大，产品更新周期较长。
逆向工程是新时期汽车车身设计的一个创举，很好的将计算机技术与车身设计制造进行结合，通过技术手段将原有的车身设计数据进行收集汇总，然后结合市场的需求进行数据的优化设计，很好的利用了原有数据资源，节省了时间，而且是对原有设计的完善，这样设计出的产品既实现了产品的重新设计，又实现了优化升级。
二、车身逆向工程设计的特点
汽车车身逆向工程设计与传统的设计方法相比，有是三个明显的特点：
（一）实物反向
汽车逆向工程设计通过将现有的车身进行分析测量，反向得出车身的零件与结构设计，包括车身设计的功能和材料，都是反向获取得到的。
（二）软件反向
这里的软件指的是车身的设计构件，包括车身的设计书，设计图纸以及相关的设计标准等技术资料，通过对原有车型的数据收集分析得出相关的设计数据资料，实现软硬件数据的搭配。
（三）影响反向
车身反向工程设计不像以往一样，需要进行大量的模型设计分析，只需要结合图片和视频就可以进行汽车车身的设计，十分方便，工作量小，效率更高。
三、车身逆向工程设计的主要流程
汽车车身的逆向工程设计主要包括数据采集、数据处理和车身曲面逆向设计等，数据采集是设计的基础，数据处理与曲面设计是重要环节。
（一）车身数据采集
数据采集是科技在车身逆向设计中的重要应用，利用激光设备对已有车身进行三维立体画的扫描，获取汽车车身结构的设计数据，是车身逆向工程设计的重要基础。
通常测量扫描的方式主要有两种，分别为接触式和非接触式的数据测量收集，非接触式应用最为广泛，但是存在着精准度不足的缺陷，一般的测量方式都是以汽车的前轴中心作为原点建立三维立体坐标，向后是横坐标，向右为纵坐标，向上为竖，这样制定坐标体系进行数据测量得出的数据相对更加准确规范，测量速度更快，减少了后期数据分析的复杂程度，方便了很多。
（二）数据处理
车身数据处理工作量较大，涉及的工作内容也较多，包括数据重定位和噪声去除等。
1、数据重定位。
逆向工程设计是将大量的车身设计数据进行收集汇总，数据量十分庞大，在实际的设计时，需要对这些数据进行重新的定位处理，标注在同一个坐标系下才可以进行综合的对比分析。
2、噪聲去除
数据扫描的过程中，会出现很多的影响因素，这些因素在车身逆向设计中被称为噪声点，如果不对噪声点进行去除，将对极大的影响车身设计质量，尤其在曲面逆向设计时，会出现实体设计与设计的巨大差异，需要采取一定的技术手段进行噪声点去除。
3、数据精简。
汽车车身设计的数据很多都是相同和相似的设计，测量出来的数据有很多的冗余，对实际的设计是一种干扰，反复使用相同的数据进行设计，也会极大的降低设计质量。
4、数据补充。
在实际的数据收集过程中，因为采用非接触测量的方式，会存在一些数据和信息的缺损，为了最大限度的保证数据和信息的完善程度，需要进行一定的数据补充，例如实物填充法，或者利用曲线进行完善补充。
5、数据分割。
经过数据的仔细分析完善之后，需要将数据进行分割，将相同类别的数据划分到一起，然后进行进一步的曲面模型构建，使用一定技术手段将部分数据进行组合拼接。
（三）曲面重构设计
曲面重构是指将分析后的数据构建成模型的过程，通常两种拟合构建方式，利用测量点来进行曲线的拼接和车身形状的构建的基于曲线的曲面构建方式，以及利用空间点进行曲线组合构建车身形状的基于测量点的直接拟合方式。
曲面构建有着一定的难度，尤其在自由曲面的构建上，要注意曲面规律，努力保证曲线方向的一致性，避免出现曲线交叉。
同时，最好结合车身形状进行模块化设计，通过单个模块结构的质量优化来提升整体的设计质量。
在进行曲面重构设计时，一定要注意以下几方面内容，结合车身部位和实际功能，包括车声的隔音与是否变形，整体的进行曲面的设计，对车身的每一个细节都要细化处理，在保证设计质量的同时，也要注意设计的美观程度。
四、车身逆向工程设计的应用
车身逆向工程设计在进行曲面设计时，由于车身各个部位的功能不同，所以在进行设计时结合实际的部位功能进行分析设计，如果是部分曲面，可以采用圆柱面和球面形状进行设计，有时也会采用平面和圆锥面设计。
尽可能多的使用快速构造曲面的方式进行结构设计，曲面设计时要尽量的扩大曲面，有利于曲面的设计和裁剪。
在进行曲面构造时，并不一定要进行特征线的提取，如今很多的车身设计都是自由曲面，很多的资料中都有关于特征线的提取方式，但是实际的曲线构造过程中，存在着很大的局限性，曲线的设计使用在实际车身设计时，往往都比较困难。
也有部分的资料中提到过两个曲面的交线搭配设计，提取两个曲面的交线，然后裁剪得到曲面，这种方式理论上很不错，但是实际的设计操作过程中，两个曲面裁剪然后得到曲线交线是非常难以实现的，进行实际的制造提取时，得到的曲面参数与设计有很大的偏差。
五、结束语
车身的外形是很多消费者在购车时的重要参考依据，加强车身质量的设计制造，缩短产品更新周期，对于汽车企业的生存发展十分重要。
结合新时期的科技手段，利用计算机等先进设备进行车身逆向工程设计可以极大的提高汽车车身的实用性和美观性，车身设计制造中也更加高效。
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