3d打印来了模具职业会被推翻 根据3D打印的模具专业教育系统的变革与实践

张晓华+刘晓晶

摘 要：3D打印是一种不同于传统加工技能的新式技能，文章依据现有模具专业的教育系统，探讨了3D打印技能与现有专业课程的有机结合，剖析了这种改进后的教育系统对学生教育效果的改进和进步。

要害词：3D打印；增材制作；模具；教育系统

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）02-0023-02

现在，我国经济面对转型晋级的重要使命，尤其是东北地区，工业相对落后，开展和培育习惯新时代的工业系统显得尤为重要。而为这种经济改变和工业晋级培育出合格的人才，是摆在高等院校人才培育方面的日益急迫的使命[1]。跟着社会不断向前开展，一些新的专业技能不断涌现，如何将这些新的技能和现有高校的专业教育系统融兼并协同开展，是高校能否培育出不断与时俱进的高专业本质人才的要害。

一、3D打印技能与模具专业现有教育系统

（一）3D打印技能

3D打印技能是近三十年开展起来的一种新式加工技能，具有不同于传统加工技能的明显的特征及优势。其一般进程为，首要选用核算机技能，将模型分红必定厚度的切片，然后操控打印机器，将粉末、丝材或许液体资料等经过必定的办法一层层叠加成形，做出功用和形状各异的零部件[2]。阅历三十年的开展，3D打印现已开展为SLS（Selective Laser Sintering，选择性激光烧结），SLM（Selective Laser Melting，选择性激光熔化），LOM（Laminated Object Manufacturing，分层实体制作），FDM（Fused Deposition Modelling，熔融堆积法），SLA （Stereolithography，立体光刻技能）等多种加工办法，这些办法别离适用于不同的资料和工艺。

（二）模具专业现有教育系统

现有的模具专业教育系统，受限于一些客观条件，

往往理论教育多，实践教育少。有观念以为，学习常识不应该和活动情境别离而独立、笼统存在，而应该在相应的情境中学，多与社会实践活动结合起来[3]。尤其是模具专业，实践性很强，许多常识需求学生在现场认知学习，为习惯这种需求，现有教育系统组织了许多实践环节，

比方知道实习、金工实习、出产实习、模具规划课程练习等等，并详细散布到大学四个学年的学习进程中。但作为专业课教师，咱们知道到这种实习也仅仅是在某一个阶段，在理论学习完之后进行的再知道和再进步，理论学习和实践学习没有完整地交融在一起，使得学生在学习进程中面对较大的困难，学习研讨效果大打扣头。

（三）3D打印为现有教育系统带来改造

3D打印技能的开展，为模具专业的学生学习，供给了一个很好的关键。3D打印技能快速拉近了理论学习和实践进程之间的间隔，能够及时将头脑中虚拟的物品转化为实在物品，使学生具有必定的获得感，进步学习爱好，避免了学习进程中理论规划和实际之间的差错，

促进学生对专业技能的理性认知和全体知道。有心思学家以为，学生的直接经验和理性知道是学生进行幻想和发明的根底，学生幻想才干的培育和立体图画的建构则需求学生观看更多的立体结构，研讨立体结构的构成进程。3D打印技能则习惯这一需求，教师不只能够在课堂教育进程中为学生供给丰厚的立体模型，更能够引导学生调查立体模型从无到有，一步步建构的进程，引导学生剖析其内部结构和规划理念，获得更好的学习效果。

二、3D打印与现有教育系统的结合

跟着3D打印技能的日益老练，在高等院校专业技

术人才的培育中，适时地引进相关技能，并和现有教育系统严密交融，将会很大程度上改进现有教育系统，提

高学生学习功率，进步学生专业本质。哈尔滨理工大学模具专业在3D打印与现有教育系统交融的进程中，渐渐探索出了一条自己的途径。

（一）机械制图

机械制图课程对空间的幻想才干具有很高的要求，但学生刚刚进入大学学习，空间幻想才干缺少持续有用的练习，导致大多数学生在学习这门课程中遇到很大的困难。比方两个不同直径圆柱的相贯线，许多学生就不能幻想出来，更谈不上从不同的视角去制作。面对这类问题，现在一般的教育办法是选用模型，在课堂上引导学生从不同视点调查，进而制作，但其效果并不太抱负，两个模型的相贯线在两个模型断定的时分现已断定，仍是有部分学生不能深化了解相贯线的构成。3D打印技能中的FDM工艺，在将两个不同物体一起打印出来时，物体的相贯线也跟着物体成形的进程，一点点将构成进程展示出来。学生在学习进程中，直接调查到这种相贯线的构成进程，不只有利于其空间幻想才干的建构，更有利于了解相贯线的构成进程，让学生知所然，也知所以然。

（二）模具CAD

模具CAD是模具专业必修的一门专业课。学生在模具CAD课程学习中，反映安装联系杂乱、虚线实线不易区别，其本质仍是空间幻想才干不行，当然也反映出对模具作业进程不了解。在此情况下，能够选用两方面的办法，其一是选用三维造型软件，比方Pro/E或许UG等，与auto CAD二维软件的结合运用，进步学生对立体造型的感知才干，当然这种办法也添加了课时；其二能够选用3D打印FDM技能，在授课的一起，将模具中的某个零件打印出来，或许选用SLA技能，将整个模具模型一起打印，给学生以直观的体会和全体知道。

（三）模具规划课程练习

模具规划课程练习是模具专业学生学习完相关专业课后，进行的一个非常重要以进步学生归纳才干为意图的练习课程，时刻一般持续为3周。现在一般的做法是，学生选用手艺绘图，包括安装图和零件图，并写出核算说明书，经教师评定辩论后给出成果。整个进程中，学生并没有将自己所规划的模具变成什物，对自己所规划的模具能否正常作业没有清晰知道。导师在辅导进程中，也不行能对规划进程中的尺度、安装，工艺，精度等方方面面的过错逐个指出，学生练习效果就打了扣头。3D打印技能，能够答应以较低的资料本钱，在模具规划进程中，将每个学生設计修改后的模具，打印出模型。学生自己就能够经过该模型，查验自己规划模具能否正常作业，尺度是否有误差，安装联系是否正确等等各种问题，及时纠正自己的过错，进步功率，学习效果也得到大幅度进步。

三、3D打印对现有教育系统的扩展

3D打印与现有教育系统的交融，不只仅在于对现

有教育内容的深刻了解，更在于在现有根底上的，教育 内容进一步扩展和添加，培育依据3D打印思想的规划理念，正如卢秉恒院士在2015年8月份向国家领导人

报告3D打印技能开展时所说到的，要加大培育具有

“3D打印思想”的人才，才干进一步进步专业技能人才的才干和本质，更好发挥3D打印在整个工业系统中的效果等。

（一）依据3D打印的规划思想人才的培育

3D打印思想，是指针对3D打印加工特色的产品以及零部件结构、功用和工艺等的规划办法和思路，是一种不同于面向传统加工办法的规划思想。传统加工办法选用减材制作，一次只能加工一个零件，需求充分考虑后继的结构规划和工艺才干，在“功用—结构—工艺”的链条中，后者对前者具有较强的约束效果。3D打印技能彻底突破了这种捆绑，在必定程度上，使得产品或许部件的功用规划为所欲为，而不用忧虑后继的结构和工艺约束。

但现有教育系统中，首要仍是以教授面向传统减材制作的思想办法为主，表现的都是功用、结构和工艺的彼此约束联系。跟着3D打印技能的不断老练，在工业系统中运用规模的不断扩大，培育具有3D打印思想的规划人才，是必定的开展趋势。依据这种需求，在现有教育系统中，必定要求添加能够表现3D打印思想的相关课程，将这种自在、快速的制作办法与空间、结构和功用上的幻想力以及专业素质结合起来，规划出传统加工办法无法完结的新式产品和零部件，依托加工办法上的立异，完成产品和零部件功用上与结构上的立异。

（二）新增3D打印相关课程

3D打印新增设课程，依据专业现有系统的详细情况，能够添加2—4门。其一为全体介绍3D打印技能的课程，内容能够包括SLS、SLM、FDM、SLA、LOM、3DP等

不同研讨方向的工艺特色，运用资料，运用规模，影响要素等等；其二能够针对某一种详细方向，比方FDM或许SLM，结合相关机器和设备，深化介绍该工艺的设备结构，作业原理，工艺参数，资料功用，制件检测等相关常识；其三能够开设表现整个3D打印作业流程的课程，比方逆向工程规划，扼要介绍从扫描技能、数据修正和处理、3D打印以及后继热等静压、外表处理的相关技能，给予学生了解整个作业流程，建立逆向思想的规划理念；其四，还能够组织学生就整个流程中感爱好的内容，进行深化学习。3D打印技能相关课程的开设，是对现有教育内容系统有利、必要的弥补，对完善学生常识架构，促进学生对现有常识的深化了解和考虑，培育立异的思想，均具有重要意义。

3D打印作为一种最近三十年开展起来的新式技能，虽然显现出了许多的优势，但面对的困难还许多，尤其在与现有课程的结合以及增设相关课程培育学生新式思想方面，需求持续在开展进程中，依据专业需求，渐渐深化进一步探索交融办法。但能够肯定地说，3D打印融入现有教育系统，是必定的开展趋势，也必定会对学生现有常识的学习，以及新常识、新思想的扩展起到活跃有利的效果。

参考文献：

[1]杨洁，刘瑞儒，霍惠芳.3D打印在教育中的立异运用 [J].我国医学教育技能，2014，（1）.

[2]牛一帆.3D打印在教育中的运用研讨[J].塑料包装， 2015，（1）.

[3]莫雷.教育心思學[M].北京：教育科学出版社，2007：65.