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      3D打印在產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用研究

      2019-10-21 08:00:32謝煒龍
      天工 2019年6期
      關(guān)鍵詞:前沿技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模

      謝煒龍

      [摘 要]隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)也在不斷進(jìn)步,作為數(shù)字化時(shí)代的重要產(chǎn)物——3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸被教育工作者所重視。從3D打印技術(shù)的概念和特點(diǎn)的角度出發(fā),結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,對3D打印在產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用做了一些研究。

      [關(guān)鍵詞]3D打印;產(chǎn)品設(shè)計(jì);教學(xué)應(yīng)用

      社會經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展讓人們的生活水平不斷提升,人們從傳統(tǒng)的物質(zhì)需求已經(jīng)逐漸擴(kuò)展到精神上的需求,而產(chǎn)品設(shè)計(jì)行業(yè)既能滿足人們自身對產(chǎn)品功能性的追求,又能滿足人們對產(chǎn)品造型的情感、個(gè)性、時(shí)尚等多方面的需求。由此可見3D打印技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)行業(yè)中的地位。在教學(xué)中,教師應(yīng)積極運(yùn)用3D打印技術(shù)讓學(xué)生在了解行業(yè)發(fā)展前沿的同時(shí)通過這項(xiàng)技術(shù)為學(xué)生營造出良好的學(xué)習(xí)氛圍,讓學(xué)生能真正地理解新興技術(shù)為本行業(yè)帶來的轉(zhuǎn)變。

      一、3D打印技術(shù)的概念和特點(diǎn)

      (一)3D打印的概念

      3D打印技術(shù)在2013年就已經(jīng)在美國新媒體聯(lián)盟和美國高等教育信息化協(xié)會聯(lián)合發(fā)布的《地平線》中被提及,報(bào)告中明確指出了一些教育行業(yè)可以應(yīng)用的前沿技術(shù),其中就包括3D打印技術(shù)。由此可見,3D打印技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、生物醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)中有了廣泛的應(yīng)用,教師在教學(xué)中應(yīng)積極地轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)視角,讓學(xué)生能真正地接觸到行業(yè)的前沿技術(shù),從而啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,讓學(xué)生能不斷地在應(yīng)用的過程中發(fā)展自身。

      (二)3D打印的主要特點(diǎn)

      產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,3D打印技術(shù)的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:第一,自主性。社會的不斷發(fā)展帶來的是人們生活水平的提升,生活水平的提升讓人們更加向往精神上的享受,人們的個(gè)性得到了解放。3D打印技術(shù)正是在這一背景下誕生的,其原理是以模型文件為基礎(chǔ),將粉末狀的金屬或者塑料進(jìn)行黏合,通過逐層打印的形式來構(gòu)造物體。這種新型的打印技術(shù)讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)的個(gè)性化變?yōu)榭赡?,讓產(chǎn)品更能滿足消費(fèi)者的需求。第二,節(jié)約成本。由于在3D打印技術(shù)中,將復(fù)雜的三維制造過程轉(zhuǎn)變?yōu)槎S制造,極大地減少了制造中模具、工具的磨損,這不僅提升了生產(chǎn)效率和制造的柔性,更節(jié)省了大量的人力物力。

      二、3D打印在產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用研究

      (一)自主設(shè)計(jì),軟件建模

      產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要是體現(xiàn)在“設(shè)計(jì)”上,其對學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力具有很強(qiáng)的要求,傳統(tǒng)課堂由于受到教學(xué)條件的限制,一些學(xué)生的設(shè)計(jì)難以變成實(shí)物,而現(xiàn)在教師可以借助3D打印技術(shù)來實(shí)現(xiàn)從想法到實(shí)物的轉(zhuǎn)變,這樣不僅能提升學(xué)生的專業(yè)知識,更能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,筆者在教學(xué)中,會重點(diǎn)對3D打印技術(shù)的原理進(jìn)行全面介紹。由于3D打印技術(shù)是以數(shù)字文件為基礎(chǔ)的前沿技術(shù),因此筆者首先注重的是學(xué)生的數(shù)字建模能力,因此課程中會選用造型功能強(qiáng)大、體積小巧的曲面建模軟件Rhino(簡稱:犀牛)進(jìn)行指導(dǎo)教學(xué)。在這一過程中,筆者會對學(xué)生分組,使學(xué)生互相學(xué)習(xí)、互相促進(jìn),通過對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識進(jìn)行討論,讓學(xué)生依據(jù)自己的想法進(jìn)行數(shù)字建模,并根據(jù)不同的產(chǎn)品特點(diǎn),鼓勵學(xué)生進(jìn)行不同的造型設(shè)計(jì),激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力的同時(shí)也讓學(xué)生的動手實(shí)踐能力得到提升。

      (二)打印模型,逐步調(diào)整

      建模完成之后下一步就是將模型進(jìn)行打印,在這一過程中,筆者會對學(xué)生設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行篩選,然后讓每個(gè)小組介紹自己的作品,使學(xué)生能在講解的過程中真正地將自身的設(shè)計(jì)理念融會貫通,從而促進(jìn)學(xué)生專業(yè)知識提升。在進(jìn)行建模時(shí),筆者會引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行3D打印并自主完成,最后讓學(xué)生進(jìn)行自我檢查,比如模型是否符合當(dāng)下流行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)尚,產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否和產(chǎn)品功能相契合等,通過這樣不斷地檢查讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身不足的同時(shí)也能提升學(xué)生的專業(yè)能力。讓學(xué)生在打印過程中發(fā)現(xiàn)問題,逐步調(diào)整,真正地促進(jìn)學(xué)生對知識的理解。

      (三)模型修正,完成設(shè)計(jì)

      學(xué)生打印出來的作品還是比較粗糙的,而且由于材料的限制打印出來的作品是顏色單一的,因此筆者在每組學(xué)生打印完成之后,會讓學(xué)生進(jìn)行模型的修正,如拆除支撐、剖光、去毛刺等,然后學(xué)生根據(jù)自身的設(shè)計(jì)理念對模型進(jìn)行配色,比如一些復(fù)雜的零件之間的裝配,讓學(xué)生能真正地了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)的真正用途,逐步加深學(xué)生對產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)理論知識的掌握和應(yīng)用。在這一過程中,學(xué)生的積極性得到了調(diào)動,學(xué)生的專業(yè)技能和專業(yè)能力得到了提升。

      3D打印技術(shù)很大程度上體現(xiàn)了現(xiàn)代社會對信息以及產(chǎn)品的新理解,并且這種技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)行業(yè)中也得到了極為廣泛的應(yīng)用。

      參考文獻(xiàn):

      [1]王輝攝.淺談3D打印技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].職業(yè)教育,2016.

      [2].陳曉航.探討3D打印在中職產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程,2017.

      [作者單位]

      廣州市輕工職業(yè)學(xué)校

      (編輯:溫子超)

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