淺談數字化設計與制造技術對高職院校的影響

摘 要：在提出“中國制造2025”的大背景下，3D打印技術作為先進制造的一項重要技術手段，正在迅速崛起，也為傳統加工方法錦上添花。探討加強數字化設計與制造理念，深化創新創業教育改革，激發職業院校學生學習興趣與潛能，推動技能人才的培養。

關鍵詞：中國制造2025；3D打印技術；數字化設計與制造；創新創業

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A

文章編號：1673-9132（2019）13-0005-01

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.13.001

3D打印技術的快速發展充分調動了高職院校對數字化設計與先進制造技術發展應用的積極性，促進高職院校對學生培養目標的及時調整，以適應迅速發展的、智能化的新時代。

一、“3D打印+”模式成為未來發展趨勢，為學生提供創新創業的新機會

3D打印技術改變了傳統制造的減材或等材的加工方法，屬于數字化智造的快速增材制造技術，具有不受產品復雜程度限制、提高材料利用率、加快生產速度、減少反復設計次數、實現集成優化設計和個性化定制等優點。3D打印技術在工業、航天、汽車、軍事、建筑、日常用品、動漫、生物醫學、牙科、首飾、教育、娛樂、文化創意、文物考古、交通工具等衣食住行各個方面都有深入研究和應用，逐步形成“3D打印+”模式。在“大眾創新、萬眾創業”口號的帶動下，這種模式的出現為各個專業的學生提供了創新創業的新機會。他們可以將自己所學專業與3D打印技術相結合，在擁有專業知識的基礎上發揮3D打印的優勢，走出一條屬于自己的創業路。

3D打印在科研領域、市場領域和生產領域中也發揮出它的巨大優勢，尤其在市場領域，針對新產品上市初期，生產商可以直接通過3D打印制造出多款產品進行群眾性測試，測試之后對大眾熱衷產品進行大規模生產，可以做到完全針對市場，直接面向消費需求做到有的放矢。

二、數字化設計與3D打印相結合是機械設計發展的必然趨勢

數字化設計是基于三維建模軟件類似于Creo、UG NX、SolidWorks等主流CAD軟件進行構思與設計的一種方法，區別于通過力學、數學建模等方式，運用計算、類比、經驗公式等方法長周期、低效率的傳統設計方法，它直接從三維出發，更關注于產品自上而下的設計，它不僅僅局限于產品的圖形表達，更注重培養學生的創新設計和創造性思維。并且設計出來的產品可以快速檢驗設計思路，加快設計進度，直觀性強，及時改進，效率高，實用性強。數字化設計是新時代設計人才的必備能力，也是產品設計開發各環節中的基礎，這就為教學提出了相應的新目標[1]。

三維軟件的學習是數字化設計建模的基礎。在平時的軟件學習課程中要加強建模思路的培養，強化讀圖能力，要做到快速讀懂圖紙，建出模型，以適應緊張的比賽與競爭激烈的工作崗位。

將數字化設計與3D打印相結合，通過打印的產品及時修改數字模型，可助力產品快速創新；可快速形成產品的模具；可實現產品的快速制造……是機械設計專業發展的新出路。

要求鍛煉學生的機械創新設計能力和對先進制造方式的運用，促使其在平時多觀察多思考，把生活中常用的機構運動形式有所掌握。解決問題是創新的唯一途徑，我們要不斷地發現問題，尋找對策，試錯，直到解決問題。創新的基礎來源于解決問題，通過解決一開始對策中出現的問題思考如何使方案變得更好就是創新的過程。物聯網之父凱文·阿什頓認為，在解決問題中再出現新的問題，然后再找到解決問題的辦法，逐步提升解決問題的能力，這個循環是創新唯一的途徑[2]。

三、加強三維軟件運用，利用軟件優化輔助教學

各高校在大學一年級都要開設《機械制圖》課程，這門課程能鍛煉學生的空間想象力和思維可視化能力，但對于剛入學的大一新生來說比較困難。為了更好地培養學生的空間想象力，使其能夠讀懂圖紙，教師可以借助于三維軟件幫助學生構建空間思維，引導他們如何去想象組合體的構成以及立體的形成方式，同時也為后期學習軟件奠定一定基礎。三維軟件的建模要在讀懂圖紙的前提下才能正確建模，正確表達產品結構。

《機械設計基礎》中的機械原理部分理論性和系統性都較強，學生不易理解。在講解機構的運動和分析傳動裝置的部分引入軟件輔助教學，進行運動仿真都會很好地幫助學生理解掌握運動過程，可以直觀地展示出產品設計過程，為學生理解掌握機械設計，培養創新設計、創意思維起到不可或缺的作用。

四、結語

數字化設計與制造正在成為現在生產的重要方式，因此相關人才的培養刻不容緩。各種相關大賽為教學和人才培養提出了新的思考和要求。教學改革、課程建設和人才培養是需要與時俱進的，要跟上未來發展趨勢，新時代的數字工匠與先進制造技術的結合運用是我們高職高專類院校重點培養的目標和方向。積極與企業合作，以企業對人才的需求為導向，以各類數字化、信息化、智能化大賽為抓手，學習新思想及時更新教學理論，立志于培養新時代高職技術人才，一起開啟新征程。

參考文獻：

[1]曾文忠.“3D”數字化大賽促進機械類教學改革和創新人才的培養[J].時代農機，2017（7）：205.

[2]凱文·阿什頓.被誤讀的創新[M].北京：中信出版集團股份有限公司，2017.

[責任編輯 杜建立]

作者簡介： 孫旋（1987.10— ），女，漢族，河北昌黎人，講師，研究方向：機械設計。