3D打印技术在高职机械设计基础教学应用研究

2021-08-28 11:19:22 阅读:

摘要:随着我国社会的不断进步和经济的不断发展,科学技术也在飞速进步。目前在我国机械制造及建筑方面等诸多领域都将3D打印技术进行了广泛的应用。3D打印技术作为一种教育改革的方法被高等职业院校引进到课堂之中,将科技与实践进行了有机的结合,为学生提供了更好的学习环境,培养更多的人才去服务社会,推动社会的更快发展。

关键词:3D打印技术;机械设计;教学

中图分类号:TH-4;G712  文献标识码:A     文章编号:1672-9129(2018)14-0112-02

在目前我国科学技术以及社会经济快速发展的情况下,高等职业学校为适应社会发展,将教学方式进行不断的变革与创新并引进了众多的新式教学设备以及教学理念。通过将3D打印技术引进到机械教学的课堂上为教学提供了很大的助力,这种引进将科技与实践进行了有机结合,是一种教学方式的改革与创新。

1 3D打印技术概述

3D打印技术是通过运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,以多层打印的方式进行零件制造的一种快速成型技术。其原理为在二维打印的基础上再加一维,通过累计叠加组装成新的模型。目前随着经济与时代发展,3D打印技术被越来越多的应用于产品的直接制造方面。在目前的生产过程中,3D打印技术是通过数字技术材料打印机来实现的,打印机的价格也随着产量的极大增长以及技术的日渐成熟呈逐年下降的趋势。

2 3D打印技术现状分析

作为对创造业未来发展有着重要意义的一种制造技术,三维打印技术、激光立体印刷术、选择性激光烧结技术和熔融沉积造型技术等都属于3D打印技术的类别。除了多样的类别外,3D打印技术还具有有许多不同于传统技术的优势。首先,它能对不同的性质材料进行融合;其次,3D打印技术不但拥有对材料的高利用率,而且能够加工出各式要求的零件;最后,工人技能水平的高低并不会影响对3D打印技术的使用,即使它是先进的制造技术。但其也存在许多的问题,例如打印材料的价格昂贵、加工时间较长等。因此目前来说只适用一些高端产品的定制如医疗行业中骨骸的定制。总之根据目前的发展状况来看,传统的制造业加工技术依然是制造业中不可取代的技术,3D打印技术仍需不断发展。

为适应社会发展趋势,3D打印技术一直是近几年来众多职高院校研究的对象之一。如何将3D打印技术引进到机械专业的实践教学中一直是大家探讨的重点。其原因除了能够使学生将技术在实训中得到更好的掌握以外,还能够通过新技术的引进提高学生的学习兴趣,从而更好的培养出相关专业的人才。

3应用于机械教学中的3D打印技术

如何提高高等职业学校学生学习机械设计的兴趣是一个值得探讨的话题。为更好地学习机械设计,要求学生具有扎实的理论基础,零部件的设计加工能力以及三维空间想象能力。学生具备这三点能力的大前提就是要提升他们对于机械设计的学习兴趣,通过在老师的正确指导下通过自身不断努力自觉学习方能更好的掌握机械设计。既能提高学生对于机械设计的学习兴趣,又能使学生在教学中通过实际操作将技术更好的掌握,将理论与实践进行有机结合,3D打印技术在课堂上的应用很好的实现了这一想法。

3.1培养学生动手能力。培养学生的动手能力是教师在授课过程中最应注意的。学生应该从模型的设计过程到3D打印模型以及最后的模型装配都由学生亲自动手实操,从头至尾都是学生亲力亲为,这样做更能培养学生的动手能力,在这个过程中也培养了他们发现问题与及时解决问题的能力,使学生的能力得到了全面的发展。良好的动手能力是学生更深层的进行实践学习的重要条件。

3.2制作课堂教具。很多教师在授课的过程中都需要教具来进行课堂的辅助,机械设计的教学更是如此。像是一些复杂的三维立体模型、刀具模型等都需要课堂教具。教材是会随着专业技术的发展随时更新的,这就会出现教材与教具不匹配的现象存在,这不但会影响课堂效果,而且影响了同学在课堂上对于知识的掌握。但3D打印技术的存在是问题得到了解决。老师可以在教学的过程中,可以与学生一起运用3D打印技术来打印出所需教具,这样的学习效果比传统教学方式更好。

3.3可视化操作。机械设计基础课程是机械专业学生的必修课之一。在学习这门课程的过程中每个学生都要完成一定量的设计。学生直接通过作品的参数来制作作品容易忽视细节,因为只看参数直观性不强。此外,利用传统的方式制作作品具有材料零件消耗大,制作周期長等弊端。但3D打印技术很好的解决了这一问题。学生只需很短的实践就能打印出实物模型来,并通过模型可以及时的发现自己的设计中存在的不足之处并加以改正。教师也可以通过模型给予相关的建议,避免的后期问题的出现。

总之,将3D打印技术引入到职高机械设计教学当中可以更好的提高教学质量,并且能够更好地将知识传递给学生。通过提升学生的综合能力,将学生的动手能力、善于发现并及时解决问题的能力得到最大限度的开发,从而使学生变成能够适应社会进步与发展的社会性技术人才。我们也应继续并加大对3D打印技术的研究与应用,努力探寻将3D打印技术更好的引进到机械设计教学中的方法,从而培养出更多的人才,推动社会经济的不断发展。

参考文献:

[1]高志华,郭君扬.“3D打印技术”课程在高职机械类创新教育中的研究与实践[J].高等职业教育(天津职业大学学报),2018,27(02):77-80.

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