探讨3D打印技术在工业设计专业教学中的应用

2017-01-28刘珌卿江西新能源科技职业学院江西新余338012

职业技术 2017年12期

关键词：教具专业模型

刘珌卿(江西新能源科技职业学院,江西新余 338012)

0 引言

3D打印技术对未来机械制造业的发展有着重要的意义，高校在教育改革与建设中应当认识到这一发展趋势，在安排工业设计专业的课程时应当将3D打印相关的内容纳入其中，从而提高学生的理论素质与实践能力，促进产学研模式的进一步发展。

1 3D打印技术应用于工业设计专业教学的优点

1.1 提高学生的基础理论素质

工业设计专业具有较强的综合性，其涵盖的范围广，技术难度大，学科交叉明显。而3D打印技术兼具材料科学，控制技术，机械技术，光学工程，计算机技术等内容于一体，在教学中应用这一技术能够加深学生对专业知识的感知与理解。学习3D打印技术能够拓展学生视野，扩充学生的知识结构，提高学生的综合素质。

1.2 增强学生的实践操作能力

在传统的工业设计专业教学中，理论讲述是重点，关于模型设计的内容大多通过单纯的讲解或者二维图像展现给学生。在实践操作课程中，教师仅能够指导学生制作简单的模型，而对于内部结构复杂的模型，学生仅能通过自己的想象进行理解。这种教学方法禁锢了学生的思维，不利于学生创造思维与设计能力的提升。

3D打印技术颠覆了传统观念的教学思想，通过CAD、3DMine等建模软件来建立三维实体模型，通过3D打印机将模型输出。把二维图形转换成三维立体图形，把抽象的三维模型转化成3D打印实体模型。学生通过对不同结构的认识和区分，对不理解的部分深入探讨，这样能激发学生的潜能。

1.3 推动产学研模式的发展

工业设计专业的教学安排应当以当前市场的需求为依据，高校应当关注相关行业与产业的发展动向，很多高校都开始逐渐意识到校企合作的重要性，并与周围的企业展开了密切的合作，即努力建立产学研模式，促进人才、高校、企业的全面发展。通过3D打印机，学生可以把自己的创意以实物形式向企业展示，企业根据模型反复修改方案，学生根据修改方案反复打印模型，企业依据最终方案开模进行批量生产。

2 3D打印技术应用于工业设计专业拟解决的问题

2.1 采用3D打印技术将学生在专业学习中的设计作品打印成型

设立3D打印实践操作课程，可使教师不仅能够指导学生制作简单的模型，而且对于内部结构复杂的模型，也能指导学生通过打印自己设计的作品来进行理解，从而使学生对课堂理论知识有更大的学习兴趣和更深入的理解方式，有利于提升学生的创造思维与设计能力。

2.2 解决3D打印成型与手工模型相结合的问题

3D打印机可以快速的把学生设计的三维数据模型制造出立体实物，节省时间与精力的同时，也大大削弱了学生自己动手制造模型的能力。目前，由大连理工大学参与研发，最大加工尺寸1·8米的3D打印机刚刚问世，再大的产品模型制作仍需要学生手工完成。课堂所需的实物模型有大有小，而学校引进的3D打印设备较为单一，仅能满足对某一个尺寸或某几个尺寸的需求，过大的模型是无法通过3D打印展示出来的。因此，在课堂教学中还应当对手工制作模型予以足够的重视，在手工制作中，学生能够切身体会模型制作的问题与不足，而3D模型则能够对复杂结构予以展示。两种模型制作方法的综合运用能够使学生的动手能力与思维能力得到全面的提深。

2.3 解决3D打印技术应用于教具开发的问题

3D打印技术十分适合应用在自主研发和小规模生产环节。在高职院校工业设计专业教学中，很多课程在授课过程中都需要使用实物教具，以加深学生对知识的理解。但是，大多数教具都需要根据教学内容加以定制，很难在市场中采购到。

2.4 解决3D打印应用于教学工作上的高成本问题

由于3D打印设备与打印材料的成本均较高，材料研发难度大，且生产成本高，生产效率低。因此，一方面，即使学校购买了相关设备，但受到打印材料的限制，教师也无法将其广泛投入到教学实践中；另一方面，在实际生产过程中，高校可以成立相关运营机构，实行3D打印技术的商业化运作。高校与企业应当加大合作的力度，实现优势互补。高校为企业提供人才，企业为高校提供设备与资金补助，并为学生的实践提供空间与平台。企业与高校共同开发相关项目，提高3D打印技术研发的效率。