3D打印技術在汽車制造與維修領域的應用探究及教學策略研究

黃波

[摘 要] 隨著我國社會經濟發展腳步的加快，汽車行業受到人們的廣泛關注，汽車行業的競爭也日益激烈。對汽車制造與維修教學，應與3D打印技術有效結合，并且讓學生在實踐中增強自身的實際操作能力與設計能力，實現汽車制造與維修教學的高效率。當前，我國大部分職業學校的機械類專業都有開設3D打印課程，但教學內容比較分散。主要探討3D打印技術在汽車制造與維修教學中的應用策略。

[關 鍵 詞] 3D打印技術；汽車制造與維修；教學

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）24-0184-01

一、什么是3D打印技術

由于整個汽車的制造需要用到大量復雜的零件，并且汽車零件的制造很耗費時間，為了縮短汽車零件的制造時間，3D打印技術被引進，促使汽車的生產成本有了很大程度的降低，并且這一技術還被用于打印金屬樣件，讓汽車零件的加工過程更加簡單，3D打印技術成本低且效率高的優勢在汽車制造中得到了充分發揮。

3D打印技術應用在汽車制造與維修中時，就是將3D數字模型充分利用，并與逐層打印技術以及一種能夠黏合的材料相結合。3D打印技術是由SLA立體平版印刷技術、DIP激光成形技術以及3DP技術等多種技術組成，并且經過對固態成型法以及原材料的運用將這些技術區分。另外，在應用過程中需要建立數字模型，然后將其切片形成不一致的截面輪廓線，最后再用3D打印機進行打印處理。

二、3D打印技術在汽車制造與維修領域的應用探究

3D打印技術在汽車制造業應用的正式開啟源于Urbee，它是世界第一輛利用3D打印技術制造出來的汽車，之后3D打印技術在汽車制造與維修領域得到了廣泛的應用。

（一）3D打印技術在汽車零件制造中的應用

眾所周知，汽車制造對汽車零件的質量要求非常高，并且對零件的需求量大，然而制造汽車零件所耗費的時間也比較長，從而在很大程度上降低了汽車制造的效率，在競爭激烈的市場中占不到一席之地。為了改變這一情況，所以引入3D打印技術，這一技術不僅縮短了制造汽車零件的時間，最重要的是還為汽車制造企業節約了成本。3D打印技術在汽車零件制造中的應用，可以讓技術人員及時發現汽車零件設計上出現的差錯，并且還能迅速對汽車零件的可行性和原理進行驗證。另外，在制造塑料以及橡膠這類材質的零件時，不會用到模具，減少了金屬加工過程，所以避開了汽車零件制造中許多相當復雜的程序，同時汽車制造企業也減少了零件制造過程中對人、材、機的投入。

（二）3D打印技術在汽車模具制造中的應用

隨著汽車行業的迅猛發展，汽車也在不斷地更新換代，企業在制造中對零件的要求也越來越高，由于汽車零件結構的繁雜，所以在很大程度上對汽車模具的制造也是一種考驗。通常情況下，大多數汽車零件的外形相當復雜，所以汽車模具的制造只能利用鑲嵌或者拼接的方式，但是以這樣的方式制造出來的汽車模具的精確度都達不到要求，汽車制造的時間也相對增加。3D打印技術在汽車模具制造中的應用，將其中的激光燒結技術充分利用，不僅促使汽車制造企業的生產成本降低，還讓汽車模具的使用壽命得到延長。

（三）3D打印技術在汽車維修工具中的應用

人們生活水平不斷提高，汽車的使用數量也在不斷增加，對汽車維修工具也有較高的要求。當前，汽車的種類增多，相對應的汽車維修工具也多種多樣，為了滿足汽車維修方面的需求，所以需要在汽車維修工具的制造上加強3D打印技術的應用。這一技術的應用需要利用3D打印設備根據相應的參數進行打印，并且進行三維建模，這樣的方式能夠讓技術人員在非常短的時間內得到大量的汽車維修工具。比如，在汽車維修中通常會使用到扳手這一維修工具，要想制造這樣的工具就需要技術人員首先建立一個數字模型，然后運用3D打印技術進行切片，根據數字模型中具體的尺寸進行工具的打印，最后再根據標準數據對扳手進行調試，從而完成對扳手的制造。

三、3D打印技術在汽車制造與維修領域的教學策略研究

在汽車制造與維修專業課程的教學中，教師可以將3D打印技術與相關教學內容結合進行實踐教學。要想學生充分掌握汽車制造與維修方面的知識，教師就要注重培養學生的實際操作能力，而不是簡單理論知識的灌輸。比如，教師在進行汽車制造與維修專業課程中汽車零件制造的相關內容教學時，講到對汽車零件的設計與制造，要讓學生參與到實踐中，注重鍛煉學生的設計能力和動手能力。汽車制造與維修本身就是一門技術性非常強的學科，所以學生較強的實際操作能力是學好這門學科的關鍵。教師可以將學生分成不同的組，然后讓他們利用三維繪圖軟件進行汽車的設計，教師最后對學生的設計進行評審和修改，最后再引導學生利用3D打印機以及電焊等加工技術將自己設計的汽車模型制造出來，這樣不僅讓學生掌握機械原理以及一些機械設計知識，還能調動學生學習的積極性。

總而言之，汽車制造與維修專業的教師在進行3D打印課程的教學時，應與汽車實物設計聯系起來，致力于培養汽車制造與維修的綜合型人才，這樣才能讓學生滿足用人單位的要求，促使汽車行業的服務質量得到提高。

參考文獻：

[1]黃曙.機械加工技術基礎[M].長沙：中南大學出版社，2006：56-57.

[2]李軒，莫紅，李雙雙，等.3D打印技術過程控制問題研究進展[J].自動化學報，2016，42（7）：983-1003.