增材制造技术在机械工艺技术专业教学中的应用实践探究

李传奇 于佳鑫 曹丽梅 赵东辉

摘要：增材制造技术作为制造业领域的新技术，是一项具有里程碑意义的制造技术。通过分析增材制造技术的研究现状，发展趋势和专业人才培养现状，以培养应用型人才为目的，结合专业特点和创新型人才培养需求。阐述了增材制造技术在机械工艺技术专业教学过程中的应用，提升了该专业学生对增材制造技术的了解和应用，增强学生的专业技能，提升学生的核心竞争力，满足企业和社会发展对应用型人才的需求。

关键词：增材制造技术;机械工艺技术专业;应用型人才

增材制造技术的应用现状

增材制造技术归属先进制造技术领域，具有高柔性、响应快、制造工艺简捷等独特优势，其范围越来越广泛，涵盖了机械电子、航空航海、生命医疗、生物技术、建筑、纺织服饰、工业设计等诸多领域，尤其在科研开发和个性化制造领域，增材制造技术的敏捷制造和柔性制造优势非常明显，成为科技创新的独特利器。近几年来，随着工业应用级增材制造设备功能的不断完善，成型材料逐渐丰富，制造工艺日趋成熟，硬件及耗材价格持续降低，增材制造技术在社会生产的应用越来越广泛。

增材制造技术是近10多年来制造领域的前沿技术，融合了材料科学、机械科学、计算机控制、软件算法等多学科内容，具有显著的多学科交叉特征。随着增材制造技术发展，各行业对于专业人才的需求大大增加，目前国内增材制造技术人才方面，严重匮乏 阻碍了这一技术的推广应用。国内高校对增材制造技术学科人才培养非常重视，主要通过课程教学和实验教学的方式开展。

增材制造技术引入机械工艺技术专业的教学价值

在机械工艺技术专业的教学中，对培养学生机械加工工艺理论要求较高，而借助增材制造技术，自行操作实践，有利于学生在实践中充分了解机械理论知识，并将理论知识转化成现实。将增材制造技术融入机械工艺技术专业教学中，可以帮助学生获得专业的灵感，将理论教学与实践相互结合，将理论知识充分融入到实践当中，让学生充分体会到实验教学所带来的成就感，极大提升了学生们的动手能力和专业的实践能力。

随着增材制造技术在工业领域中的应用，机械工艺技术专业学生要适应社会经济发展方式的变化，学习新技术和新知识，不断丰富自己的专业知识和技能。在适应社会发展变化和企业对人才的要求的情况下，提升自己的专业理论知识和实际操作技能，逐步提升自身的专业核心素养，提升自身的竞争实力。

增材制造技术在机械工艺技术专业教学中的应用实践研究

增材制造过程包括前处理、打印、后处理。首先，利用三维绘图软件绘制三维模型，并转换成STL格式;其次，导入打印软件进行分层切片处理，同时设定打印参数，如打印材料、层厚、速度、温度等，设置辅助支撑，计算出打印时间，连接并调整打印机， 进行模型打印;最后，打印完成的模型，有的需要去除支撑等辅助部分，有的需要进一步打磨处理、热处理等，以提高表面质量。

增材制造技术包含了从三维绘图到打印成型多方面的理论知识和实践技能，重在实践，因此，可以将增材制造技术融入多个教学环节中，强调以多课程教学融合为基础，实现各实践环节巩固提高。结合机械制图、机械原理、机械设计、增材制造技术等课程内容，将增材制造技术融入机械工艺设计专业课程设计、开放实验、毕业设计、创新设计大赛等实践环节，形成一套多方位的教学培养体系，使学生掌握在各种增材制造技术工作原理的基础上，熟练使用增材制造设备，并能进行创新产品的设计、制造等工作，培养学生的创新与实践能力。

增材制造技术的教学和实践内容主要包括两部分： 一是指导和培训学生学习掌握相关知识;二是学会使用增材制造设备，制作实物模型。

在开设的增材制造技术选修课程中，系统讲授增材制造技术相关知识，包括技术原理、图形打印前处理、增材制造设备的介绍及使用，在进行实验教学过程中指导学生通过三维软件设计的零件（例如：减速器底座、上盖、 轴承端盖）进行三维造型，在增材制造设备上打印零件模型，以提高学生的动手实践能力，培养工程实践素质，激发团队协作精神。在毕业设计环节，指导学生按教师分配的任务完成机械的三维模型设计，并选择部分零件进行打印。这部分实践内容作为课程任务的一部分，并在考核中占有一定比例。

传统方式下的加工成本高，耗时长，不可取。而在增材制造技术下的零件设计，不仅成本低，用时时间短，极大提高了作业效率，提升产品竞争能力的同时，减少工具对人体造成的伤害，不断激发学生的竞争意识和比赛的积极性。通过理论与实践相结合的学习，使学生掌握增材制造技术的相关知识，并对相关技能进行充分的训练，提高实际应用能力，并在创新活动中加以利用。

结束语

综上所述，随着经济发展方式的变化和社会对人才需求的 转变，企业对高素质人才的需求愈发旺盛。所以要求教师不断 灌输新的知识，丰富学生理论知识的同时提升学生的实践技能。 在机械工艺技术专业的教学中，引入增材制造技术教学，提高学生的专业学习热情。利用增材制造技术解决机械工艺技术专业教学中的个别难题，在教学过程中激发学生的学习新鲜感和成就感，逐步提高学生的实 践技能和在社会上竞争的专业实力。

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