3D打印技術(shù)在汽車制造與維修領(lǐng)域的應(yīng)用探究及教學(xué)策略研究

黃波

[摘 要] 隨著我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展腳步的加快，汽車行業(yè)受到人們的廣泛關(guān)注，汽車行業(yè)的競爭也日益激烈。對汽車制造與維修教學(xué)，應(yīng)與3D打印技術(shù)有效結(jié)合，并且讓學(xué)生在實踐中增強(qiáng)自身的實際操作能力與設(shè)計能力，實現(xiàn)汽車制造與維修教學(xué)的高效率。當(dāng)前，我國大部分職業(yè)學(xué)校的機(jī)械類專業(yè)都有開設(shè)3D打印課程，但教學(xué)內(nèi)容比較分散。主要探討3D打印技術(shù)在汽車制造與維修教學(xué)中的應(yīng)用策略。

[關(guān) 鍵 詞] 3D打印技術(shù)；汽車制造與維修；教學(xué)

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

一、什么是3D打印技術(shù)

由于整個汽車的制造需要用到大量復(fù)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(shù)被引進(jìn)，促使汽車的生產(chǎn)成本有了很大程度的降低，并且這一技術(shù)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(shù)成本低且效率高的優(yōu)勢在汽車制造中得到了充分發(fā)揮。

3D打印技術(shù)應(yīng)用在汽車制造與維修中時，就是將3D數(shù)字模型充分利用，并與逐層打印技術(shù)以及一種能夠黏合的材料相結(jié)合。3D打印技術(shù)是由SLA立體平版印刷技術(shù)、DIP激光成形技術(shù)以及3DP技術(shù)等多種技術(shù)組成，并且經(jīng)過對固態(tài)成型法以及原材料的運用將這些技術(shù)區(qū)分。另外，在應(yīng)用過程中需要建立數(shù)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(jī)進(jìn)行打印處理。

二、3D打印技術(shù)在汽車制造與維修領(lǐng)域的應(yīng)用探究

3D打印技術(shù)在汽車制造業(yè)應(yīng)用的正式開啟源于Urbee，它是世界第一輛利用3D打印技術(shù)制造出來的汽車，之后3D打印技術(shù)在汽車制造與維修領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

（一）3D打印技術(shù)在汽車零件制造中的應(yīng)用

眾所周知，汽車制造對汽車零件的質(zhì)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(shù)，這一技術(shù)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(yè)節(jié)約了成本。3D打印技術(shù)在汽車零件制造中的應(yīng)用，可以讓技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)汽車零件設(shè)計上出現(xiàn)的差錯，并且還能迅速對汽車零件的可行性和原理進(jìn)行驗證。另外，在制造塑料以及橡膠這類材質(zhì)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(dāng)復(fù)雜的程序，同時汽車制造企業(yè)也減少了零件制造過程中對人、材、機(jī)的投入。

（二）3D打印技術(shù)在汽車模具制造中的應(yīng)用

隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車也在不斷地更新?lián)Q代，企業(yè)在制造中對零件的要求也越來越高，由于汽車零件結(jié)構(gòu)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(shù)汽車零件的外形相當(dāng)復(fù)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(dá)不到要求，汽車制造的時間也相對增加。3D打印技術(shù)在汽車模具制造中的應(yīng)用，將其中的激光燒結(jié)技術(shù)充分利用，不僅促使汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)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(shù)在汽車維修工具中的應(yīng)用

人們生活水平不斷提高，汽車的使用數(shù)量也在不斷增加，對汽車維修工具也有較高的要求。當(dāng)前，汽車的種類增多，相對應(yīng)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(qiáng)3D打印技術(shù)的應(yīng)用。這一技術(shù)的應(yīng)用需要利用3D打印設(shè)備根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行打印，并且進(jìn)行三維建模，這樣的方式能夠讓技術(shù)人員在非常短的時間內(nèi)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(shù)人員首先建立一個數(shù)字模型，然后運用3D打印技術(shù)進(jìn)行切片，根據(jù)數(shù)字模型中具體的尺寸進(jìn)行工具的打印，最后再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對扳手進(jìn)行調(diào)試，從而完成對扳手的制造。

三、3D打印技術(shù)在汽車制造與維修領(lǐng)域的教學(xué)策略研究

在汽車制造與維修專業(yè)課程的教學(xué)中，教師可以將3D打印技術(shù)與相關(guān)教學(xué)內(nèi)容結(jié)合進(jìn)行實踐教學(xué)。要想學(xué)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(yǎng)學(xué)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(jìn)行汽車制造與維修專業(yè)課程中汽車零件制造的相關(guān)內(nèi)容教學(xué)時，講到對汽車零件的設(shè)計與制造，要讓學(xué)生參與到實踐中，注重鍛煉學(xué)生的設(shè)計能力和動手能力。汽車制造與維修本身就是一門技術(shù)性非常強(qiáng)的學(xué)科，所以學(xué)生較強(qiáng)的實際操作能力是學(xué)好這門學(xué)科的關(guān)鍵。教師可以將學(xué)生分成不同的組，然后讓他們利用三維繪圖軟件進(jìn)行汽車的設(shè)計，教師最后對學(xué)生的設(shè)計進(jìn)行評審和修改，最后再引導(dǎo)學(xué)生利用3D打印機(jī)以及電焊等加工技術(shù)將自己設(shè)計的汽車模型制造出來，這樣不僅讓學(xué)生掌握機(jī)械原理以及一些機(jī)械設(shè)計知識，還能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

總而言之，汽車制造與維修專業(yè)的教師在進(jìn)行3D打印課程的教學(xué)時，應(yīng)與汽車實物設(shè)計聯(lián)系起來，致力于培養(yǎng)汽車制造與維修的綜合型人才，這樣才能讓學(xué)生滿足用人單位的要求，促使汽車行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量得到提高。

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