3D打印技術(shù)在職校機(jī)械類課程改革中的應(yīng)用及發(fā)展研究

郭嵐 王紅霞

[摘要]? 針對3D打印技術(shù)在職校機(jī)械類課程改革中應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行有效研究，簡單介紹3D打印技術(shù)，然后主要探討3D打印技術(shù)在職校機(jī)械類課程改革中的具體應(yīng)用，其中包括制圖課程、理論課程、科學(xué)工程、實訓(xùn)課程、UG-CAD課程、自動化課程等，最后闡述3D打印技術(shù)在職校機(jī)械類課程改革中的發(fā)展前景，以此充分培養(yǎng)高層次人才。

[關(guān)鍵詞]? 3D打印技術(shù);制圖課程;理論課程

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）37-0164-02

現(xiàn)階段，我國科技迅速發(fā)展、技術(shù)不斷更新進(jìn)步，其中3D打印技術(shù)逐漸出現(xiàn)，其應(yīng)用的范圍相對廣泛并得到良好的應(yīng)用效果。目前，該項技術(shù)逐漸應(yīng)用于職校機(jī)械類課程改革中，有效讓學(xué)生對3D打印技術(shù)進(jìn)行直觀了解，充分改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。通過該項技術(shù)的研發(fā)以及應(yīng)用，可為學(xué)生提供良好的實踐機(jī)會，豐富學(xué)生的實踐活動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生的未來發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

一、3D打印技術(shù)概述

3D打印技術(shù)是在數(shù)字模型的基礎(chǔ)上，加入制造技術(shù)，并利用PLA、金屬等黏合材料，構(gòu)建逐級打印方式，以此形成3D打印技術(shù)。目前，我國針對3D打印技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)開發(fā)，將其列入技術(shù)探究的主要工作中。同時，將其納入教育行業(yè)中，在職校機(jī)械類課程改革中進(jìn)行有效應(yīng)用。借助3D打印技術(shù)，可有效強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)知識，增加學(xué)生的實踐課程，讓其通過具體的實踐操作，以掌握專業(yè)的知識內(nèi)容。同時，在3D打印技術(shù)應(yīng)用過程中，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合有關(guān)技術(shù)，如制造技術(shù)、制圖技術(shù)、掃描技術(shù)等。在技術(shù)共同的作用下，為學(xué)生提供有效的幫助，使其利用實踐完成實物制作，并且，3D打印技術(shù)的應(yīng)用逐漸打破了傳統(tǒng)課程的教學(xué)限制，為學(xué)生提供了良好的施展平臺以及機(jī)會，讓學(xué)生對機(jī)械類制作有充分的體驗，明確產(chǎn)品制造的整體過程。此外，在我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展下，3D技術(shù)具有良好的發(fā)展前景，其應(yīng)用范圍也在逐漸擴(kuò)大，可為各行各業(yè)提供較大的支持。

二、3D打印技術(shù)在職校機(jī)械類課程改革中的具體應(yīng)用

（一）制圖課程

機(jī)械類課程相對較多，其中在制圖課程中，3D打印技術(shù)的應(yīng)用，為其帶來有效的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的課程中，教師只是一味地講解教材中的基本原理，學(xué)生在學(xué)習(xí)時未能對相關(guān)理論進(jìn)行充分理解，枯燥的理論知識讓學(xué)生逐漸產(chǎn)生抵觸心理，以此難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)水平[1]。同時，教師在講解過程中，采用靜態(tài)的教具，學(xué)生無法理解知識內(nèi)容，要求學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備較強(qiáng)的空間思維能力，以此才可理解有關(guān)機(jī)械原理。因此，應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)方式，充分了解學(xué)生的需求以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的困難，從而改變現(xiàn)狀，讓學(xué)生有效掌握理論內(nèi)容。教學(xué)中，教師采用實踐教學(xué)方式，并針對裝配體等進(jìn)行三維建模，借助3D打印技術(shù)，在建模的過程中，讓學(xué)生加深印象，并提高學(xué)生的繪圖能力，掌握基本知識。并且，在3D打印技術(shù)的應(yīng)用下，教師應(yīng)發(fā)散學(xué)生的思維，將該技術(shù)與制圖課程進(jìn)行有效結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的思維以及操作能力，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)中的不足之處，并不斷增強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計能力以及制圖能力等，促進(jìn)學(xué)生良好發(fā)展。

（二）設(shè)計課程

機(jī)械設(shè)計課程是機(jī)械類專業(yè)的主要課程，在該課程中，包括機(jī)械以及設(shè)計兩類，其研究主要圍繞機(jī)械、電氣等方面展開。并且，在設(shè)計基本理論知識時，其內(nèi)容相對較多，并相對復(fù)雜，學(xué)生難以快速理解相關(guān)內(nèi)容，無法掌握機(jī)械設(shè)計理論知識，對學(xué)生的要求也相對較高。因此，在課程的講解過程中，應(yīng)當(dāng)利用3D打印技術(shù)。例如，在設(shè)計課程中，以平面連桿機(jī)構(gòu)為例，并結(jié)合其特點(diǎn)，應(yīng)用軟件設(shè)計出現(xiàn)指定的桿件。同時，借助轉(zhuǎn)換軟件將三維模型進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化，使其成為3D打印技術(shù)的G代碼，并利用該代碼錄入指定的打印機(jī)中，將設(shè)計的工件進(jìn)行打印。并且，利用3D打印技術(shù)還可將設(shè)計的模型進(jìn)行加工，通過對該技術(shù)的應(yīng)用可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以此在3D打印技術(shù)的應(yīng)用下不斷優(yōu)化設(shè)計方式，完善學(xué)生的設(shè)計方案，為學(xué)生機(jī)械學(xué)習(xí)提供較大的幫助。在實踐過程中，可讓學(xué)生針對某一現(xiàn)象進(jìn)行充分討論，并對設(shè)計實踐的過程展開有效的分析，進(jìn)行充分總結(jié)歸納，以此提高學(xué)生機(jī)械設(shè)計的質(zhì)量。

（三）科學(xué)工程

3D打印技術(shù)還可應(yīng)用在科學(xué)工程課程中，在該課程中，將3D打印技術(shù)應(yīng)用在實驗中，使學(xué)生進(jìn)行自主配料、打印產(chǎn)品等，讓其充分體驗課程實驗的全過程，以此打造良好的特色教學(xué)，并調(diào)動學(xué)生對科學(xué)工程探究的積極性。同時，在3D打印技術(shù)的應(yīng)用下，可讓學(xué)生認(rèn)識較多的塑料類型以及各個工藝流程，使學(xué)生充分掌握各項工藝所具備的獨(dú)特功能，明確工藝的強(qiáng)度、流動性、導(dǎo)電性等設(shè)計方法[2]。并且，還能夠讓學(xué)生對3D制備有深刻理解。此外，部分職校還建立了相應(yīng)的實驗室，為學(xué)生提供了良好的實驗環(huán)境，促使學(xué)生能夠在實驗室中完成科學(xué)工程課程實驗，逐漸拓寬學(xué)生的知識面。實驗課可以促使學(xué)生充分掌握專業(yè)知識，并讓學(xué)生深入了解3D打印技術(shù)，對其進(jìn)行不斷的研究探索，有利于為學(xué)生探索知識提供良好的平臺，幫助學(xué)生豐富自身的知識儲備，以此推動學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展。

（四）實訓(xùn)課程

目前，在機(jī)械類實訓(xùn)課程中也逐漸引入3D打印技術(shù)，改善傳統(tǒng)的教學(xué)方式，強(qiáng)化整體的內(nèi)容設(shè)置，完善考核的具體內(nèi)容。加強(qiáng)校企結(jié)合，可引進(jìn)企業(yè)內(nèi)部專業(yè)人員為學(xué)生講解實際操作內(nèi)容，并建立混合教學(xué)方式，結(jié)合實際情況可適當(dāng)增加相應(yīng)的考核方式，以此改善教學(xué)方式，使其順應(yīng)我國現(xiàn)代化社會的發(fā)展，符合教育的相關(guān)要求。針對實訓(xùn)課程內(nèi)容進(jìn)行不斷創(chuàng)新，可以滿足各個企業(yè)生產(chǎn)制造的需求，在3D打印技術(shù)的應(yīng)用下，可有效完成殼體模型的設(shè)計以及制作。通過實訓(xùn)課程，增加學(xué)生的實踐體驗，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，在實踐過程中，可獨(dú)立完成相關(guān)工作，從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。同時，在3D打印技術(shù)的應(yīng)用中，也能夠?qū)⒃摷夹g(shù)引進(jìn)學(xué)科競賽。例如，在無碳小車項目中，可采用3D打印技術(shù)，以此完成對該項目的設(shè)計，選擇合理的材料充分發(fā)揮技術(shù)的自身作用，以達(dá)到良好的項目設(shè)計效果，使學(xué)生能夠在學(xué)科競賽中獲取相應(yīng)的名次，充分激發(fā)學(xué)生的積極性，使其積極參與到實訓(xùn)課程中，增強(qiáng)實踐能力，熟練設(shè)計各零部件，為學(xué)生的日后工作提供良好的保障。