桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用

劉健

摘 要：3D打印技術(shù)不需要加工，就能通過計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)快速生產(chǎn)任何形狀的物體，大大縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，近年來得到社會的廣泛關(guān)注，并廣泛利用在汽車、航天航空、醫(yī)療教育、工業(yè)設(shè)計(jì)、模具制造等社會各個領(lǐng)域。將3D打印技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)的模具教學(xué)中，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加直觀、形象的教學(xué)形式，提高教學(xué)效果。本文主要簡單闡述了3D打印技術(shù)的概念，以及它在模具教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù) 模具教學(xué) 實(shí)踐

隨著計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的進(jìn)步，3D打印技術(shù)逐漸成為時下最熱門的一個話題，并廣泛利用在社會各個領(lǐng)域。比如模具制造，主要用于工業(yè)產(chǎn)品中，大大節(jié)省了產(chǎn)品研發(fā)成本和生產(chǎn)的周期。但是目前由于受到材料的限制，3D打印技術(shù)還沒有大面積的普及。將3D打印技術(shù)引用在模具教學(xué)中，能夠便于學(xué)生的理解和記憶，將枯燥的理論課堂與實(shí)際產(chǎn)品進(jìn)行有效地結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，大大提高教學(xué)效率。

一、3D打印機(jī)打印原理

3D打印機(jī)又被稱為三維打印機(jī)，是一種快速成型技術(shù)。它將數(shù)字模型文件作為打印的基礎(chǔ)，通過特殊的粉末狀金屬、蠟材、塑料等可黏合的材料，通過打印機(jī)將一層層的黏合材料打造成一個三維的實(shí)體物品。3D打印技術(shù)的原理，是通過計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)信息和原材放入到打印機(jī)中，打印機(jī)按照設(shè)置的程序一層層地將產(chǎn)品打印出來。

二、桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用

桌面3D打印機(jī)的價格比較便宜，工藝簡單，材料選擇比較多，尺度精度好，易于裝配，能夠快速構(gòu)建中空和瓶狀零件，比較適合模具教學(xué)。

1.桌面3D打印技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

3D打印技術(shù)歸根到底是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的延伸。它拓展了人類的知覺和感覺，促進(jìn)了人類思維的發(fā)展，將3D打印技術(shù)與課堂教學(xué)融合在一起，能夠刺激學(xué)生的感官，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高教學(xué)效果。隨著3D技術(shù)的發(fā)展，目前3D打印技術(shù)已經(jīng)比較成熟，將3D打印技術(shù)引入到模具教學(xué)中來，能夠在教學(xué)活動中，現(xiàn)場打印一些模具的模型，讓學(xué)生更加直觀地了解模具知識和技術(shù)，從而優(yōu)化教學(xué)效果。

2.桌面3D打印技術(shù)在課程設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

模具設(shè)計(jì)課程一般需要一個到兩個星期。教師讓學(xué)生利用所學(xué)的軟件，進(jìn)行繪制模具圖形。教師對學(xué)生的設(shè)計(jì)圖形進(jìn)行指導(dǎo)。如果學(xué)生的模具設(shè)計(jì)尺寸、大小等信息不符合實(shí)際要求，教師會給予學(xué)生一些指點(diǎn)并要求學(xué)生做出相應(yīng)的修改，從而幫助學(xué)生加深對課堂知識的理解。在3D打印技術(shù)應(yīng)用在模具設(shè)計(jì)課程中，學(xué)生設(shè)計(jì)作品完成以后，可以通過3D打印機(jī)將自己設(shè)計(jì)的作品打印出來，既可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又能提高學(xué)生的動手能力。在打印的過程中，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)圖紙存在的問題，從而進(jìn)行修改和調(diào)整，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)水平。目前，國內(nèi)華南理工大學(xué)、華中科技大學(xué)等高校將3D打印技術(shù)應(yīng)用在模具方面已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。比如華中科技大學(xué)成立了材料形成與模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并建立了3D打印材料性能和精度控制方法，形成了一套比較完整的技術(shù)體系。

3.桌面3D打印技術(shù)應(yīng)用在實(shí)踐環(huán)節(jié)

模具是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)。學(xué)生不僅要掌握模具設(shè)計(jì)、制造，還有模具的安裝、維護(hù)和管理。很多高職院校由于受到資金與辦學(xué)條件的限制，無法大量購買設(shè)備。而桌面3D打印機(jī)的成本比較低，可以打印一些體積比較小的模型，也方便教師在課堂上進(jìn)行演示，然后讓學(xué)生進(jìn)行操作，能大大提高學(xué)生的動手能力。

三、小結(jié)

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，未來3D打印機(jī)的成本會逐步下降，3D打印機(jī)將會得到進(jìn)一步的普及和應(yīng)用。所以，教學(xué)也要與時俱進(jìn)，讓學(xué)生接觸到新技術(shù)、新設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，但是在教學(xué)中，也不能完全依賴3D打印技術(shù)，而是要將其與傳統(tǒng)教學(xué)模式結(jié)合起來，切實(shí)優(yōu)化教學(xué)效果。

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（作者單位：青島市技師學(xué)院）