淺析3D打印技術(shù)在高職院校機(jī)械等相關(guān)課程教學(xué)中的應(yīng)用

翟彥飛

摘要：隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。結(jié)合3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，本文主要探究3D打印在高職院校相關(guān)課程中的應(yīng)用，以提高學(xué)生的理解能力，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果。

Abstract： With the development of 3D printing technology， at present it has been applied in more and more fields. Combined with the advantages of 3D printing technology， this paper mainly explores the application of 3D printing in relevant courses in vocational colleges， so as to enhance students' understanding ability， increase students' interests in learning and improve the teaching effect.

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);課程;應(yīng)用

Key words： 3D printing technology;curriculum;application

1? 產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用

產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程是一門應(yīng)用綜合學(xué)科，將學(xué)生所學(xué)的知識(shí)加以應(yīng)用的一門課程。對(duì)于職業(yè)院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這門課程的難點(diǎn)在于如何找創(chuàng)新點(diǎn)，找到創(chuàng)新點(diǎn)后的設(shè)計(jì)過(guò)程。有很多同學(xué)設(shè)計(jì)的作品只是停留在模型建立階段，至于所選尺寸、材料、結(jié)構(gòu)等是否準(zhǔn)確、合理就不得而知了。為了讓學(xué)生更好的完成自己的創(chuàng)新作品，可以借助于3D打印技術(shù)。學(xué)生可以將自己所建立的三維實(shí)體模型，轉(zhuǎn)換成3D打印軟件所需的格式，在3D打印機(jī)中將所建模型零件打出來(lái)，然后進(jìn)行裝配，獲得產(chǎn)品實(shí)體。對(duì)照打印出的實(shí)體，學(xué)生才能更加直觀地查找自己設(shè)計(jì)作品的缺陷。對(duì)照設(shè)計(jì)缺陷，查找原因，重新對(duì)自己的作品進(jìn)行改進(jìn)，這樣才能創(chuàng)作出更好的作品，也可以從中選擇一些優(yōu)秀作品參加互聯(lián)網(wǎng)+作品大賽。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生才能獲得到更多的能力，開(kāi)闊眼界，增長(zhǎng)知識(shí)，為畢業(yè)找工作積累經(jīng)驗(yàn)。

2? 機(jī)械類課程中的應(yīng)用

機(jī)械類課程主要有：機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。這類課程學(xué)習(xí)起來(lái)難度很大，學(xué)生理解起來(lái)也很枯燥。就機(jī)械制圖課程而言，這門課開(kāi)設(shè)在大一第一學(xué)期，很多學(xué)生一接觸就覺(jué)得很難懂，從而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。從整體情況來(lái)看，大多數(shù)學(xué)生很難跟上老師的節(jié)奏，更不要說(shuō)后期就所學(xué)知識(shí)加以應(yīng)用了。為了更好的完成教學(xué)，切實(shí)讓學(xué)生理解、學(xué)懂，可以借助3D打印技術(shù)。機(jī)械制圖課程需要學(xué)生具有很強(qiáng)的空間想象能力，雖然可以用實(shí)體模型，但是在上課時(shí)模型很難攜帶，也很大，很占地方，會(huì)給老師帶來(lái)不便。用3D打印獲得的模型重量輕，體積小，還可以根據(jù)課程需要進(jìn)行模型打印。

機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)這門課程是機(jī)械相關(guān)工科專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課程。這門課程是其他課程的基礎(chǔ)，因此學(xué)好本課程尤為重要。在機(jī)械設(shè)計(jì)課堂上可以用3D打印機(jī)打印出一些運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接件和一些零部件，這樣結(jié)合實(shí)際機(jī)構(gòu)進(jìn)行講解，學(xué)生才能更容易掌握，理解的更透徹。課程設(shè)計(jì)做的是減速器的設(shè)計(jì)，很多學(xué)生在起初選擇參數(shù)的時(shí)候不知道如何下手，很多學(xué)生也只是將課程設(shè)計(jì)當(dāng)做一次作業(yè)，至于計(jì)算所得到的數(shù)據(jù)能不能用于加工就很難說(shuō)了。有了3D打印技術(shù)，學(xué)生可以將零部件（軸、齒輪、軸承）、箱體、箱蓋等打印出來(lái)，然后進(jìn)行組裝。在組裝的時(shí)候，如果有計(jì)算的尺寸不合理的地方，可以繼續(xù)再修改，再完善，直到裝配完成。這樣才能達(dá)到將基礎(chǔ)知識(shí)加以應(yīng)用的效果，同時(shí)也能增加學(xué)生的自信心，獲得感。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程與3D打印技術(shù)結(jié)合可以創(chuàng)作出更好的作品。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)獲得的是三維圖形，學(xué)生用3D打印機(jī)打印出來(lái)后，可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，提高學(xué)習(xí)動(dòng)力，也可以設(shè)計(jì)一些小的工藝品，如圖1所示，為學(xué)生用3D打印所得作品。

3? 醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)課程的應(yīng)用

醫(yī)學(xué)生在課堂上需要記住很多知識(shí)，大多數(shù)是借助書上的二維圖形，這樣給學(xué)生的印象不深刻，教學(xué)效果也不是很好。為了更好的吸引同學(xué)的注意力，加深印象，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在課堂上可以用三維模型輔助教學(xué)法。如果每一個(gè)器官都需要用三維模型展示，這樣成本會(huì)很高。這個(gè)問(wèn)題借助于3D打印技術(shù)就可以解決，可以根據(jù)授課內(nèi)容需要打印出一些特定器官進(jìn)行授課，這樣既可以滿足多樣化的特點(diǎn)，又可以節(jié)約成本。如圖2打印器官圖所示，為3D打印所得一些人體器官。

4? 結(jié)語(yǔ)

靈活應(yīng)用3D打印技術(shù)可以改善高職院校課程教學(xué)效果，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，為抽象的專業(yè)課程教學(xué)注入活力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王利，黎志勇.3D打印技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018，272（20）：221-222.

[2]楊三艷，李艷.淺談3D打印技術(shù)在機(jī)械類課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].職業(yè)教育研究，2014（10）：166-168.

[3]G. Zeng， Z. Han， S. Liang， et al. The applications and progress of manufacturing of metal parts by 3D printing technology[J]. Materials China， 2014， 33（6）：376-382.

[4]鄧濱，歐陽(yáng)漢斌，黃文華.3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2016，33（04）：71-74.

[5]張海榮，魚泳.3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2015，17（3）：174-175.