淺析快速制造實(shí)踐在產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)中的地位

郝文勝

摘要：快速制造技術(shù)不僅在小批量制造以及新產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域有著革命性的作用，在開發(fā)人員的教學(xué)中，針對產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)科的多學(xué)科交叉特性以及偏理論化的教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合用人單位要求，總結(jié)現(xiàn)存矛盾中的各方面要素。并根據(jù)快速制造技術(shù)特征，對快速制造實(shí)踐在教學(xué)設(shè)計(jì)中的作用進(jìn)行論證。

關(guān)鍵詞：快速制造；產(chǎn)品設(shè)計(jì)；實(shí)踐教學(xué)

快速制造技術(shù)發(fā)展迅速，這一技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)中的有效應(yīng)用案例在國內(nèi)并不多見，但不可忽視其在教學(xué)中的實(shí)際作用。在國內(nèi)許多設(shè)計(jì)競賽以及畢業(yè)要求中，許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生被要求制作實(shí)體模型。在這一過程中，應(yīng)當(dāng)更深入地探究快速制造實(shí)踐給教學(xué)效果帶來的積極作用。

一、快速制造領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀概要

快速制造技術(shù)，是一種借助于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，或者實(shí)體反求方法采集得到有關(guān)原型或零件的幾何形狀、結(jié)構(gòu)和材料組合信息，從而獲得目標(biāo)原型的概念并以此建立數(shù)字化描述模型，然后將這些信息輸入到計(jì)算機(jī)控制的光、機(jī)、電集成的快速成型制造系統(tǒng)，通過逐點(diǎn)、逐面進(jìn)行材料的三位堆積成型，再經(jīng)過必要的后期處理，使其在外觀、強(qiáng)度和性能等方面達(dá)到設(shè)計(jì)要求，達(dá)到快速、準(zhǔn)確地制造原形或?qū)嶋H零件、部件，而無需傳統(tǒng)的機(jī)械加工和模具技術(shù)。

二、產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)要求與快速制造技術(shù)要求的交叉

借助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行快速制造的前期數(shù)據(jù)模型制作是必不可少的，也是最基本的步驟，根據(jù)高校學(xué)科設(shè)置與快速制造不同途徑的技術(shù)要求，論證現(xiàn)階段教學(xué)設(shè)置的實(shí)用性。

（1）高校產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)科教學(xué)要求

現(xiàn)階段我國工業(yè)設(shè)計(jì)將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工業(yè)設(shè)計(jì)分開設(shè)立專業(yè)，其不同點(diǎn)在于產(chǎn)品設(shè)計(jì)生源側(cè)重于藝術(shù)生，工業(yè)設(shè)計(jì)生源在不同學(xué)校中劃分不同。在基礎(chǔ)教學(xué)階段，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程中偏重于各種不同的三維軟件建模教學(xué)以及二維排版軟件，主要應(yīng)用水平考察方式為設(shè)計(jì)作品，并以圖片方式進(jìn)行提交。

（2）不同的快速制造手段對技能的要求

要求學(xué)生在使用各種手段的快速制造過程中并不是參與全程，最核心的部分是前期數(shù)據(jù)的制作和輸入。與現(xiàn)在的國內(nèi)工業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)科培養(yǎng)計(jì)劃課程設(shè)置在軟件教學(xué)方面重合率很高。另外，需要學(xué)生在快速制造之前將數(shù)據(jù)模型合理化，這種合理指的是能夠符合快速制造的要求，例如將虛擬模型劃分成合理的體塊、對整體結(jié)構(gòu)在制造數(shù)字模型時(shí)要從單純的外觀造型轉(zhuǎn)化為包含有內(nèi)部接結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)這些細(xì)節(jié)的完整設(shè)計(jì)。

（3）高校教學(xué)要求與快速制造實(shí)踐需要的重合

在國內(nèi)高校教學(xué)中，設(shè)計(jì)專業(yè)多偏向?qū)Τ晒恼w效果評價(jià)，忽略了過程，但設(shè)計(jì)在實(shí)踐中恰恰是一個(gè)重在過程的工作。無論是課程評價(jià)還是畢業(yè)評價(jià)，都是導(dǎo)師對于最終效果圖類型的作業(yè)進(jìn)行評估，絕大多數(shù)導(dǎo)師并不會(huì)落實(shí)一張圖片作業(yè)背后的整體過程，自然更不會(huì)去追究學(xué)生頭腦中的隱形過程。這種現(xiàn)象如此普遍不是任課導(dǎo)師單方面的矛盾，而是來自于學(xué)科特征、課程整合、培養(yǎng)計(jì)劃的多樣性矛盾。

三、實(shí)踐技能在教學(xué)成果檢驗(yàn)中的矛盾

由于學(xué)位授予流程，目前設(shè)計(jì)類學(xué)科本科學(xué)位授予要求學(xué)生提交論文以及作品，而高校更關(guān)注論文質(zhì)量，設(shè)計(jì)作品的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并不成體系，即使許多高校要求畢業(yè)展覽中出現(xiàn)實(shí)體模型，這些模型的來歷并不會(huì)納入考核。這就形成了高校教學(xué)成果不能適應(yīng)社會(huì)崗位的技能要求的矛盾。

（1）對教學(xué)成果方案可實(shí)現(xiàn)性的影響

在學(xué)生參與度較高的‘新產(chǎn)品開發(fā)課程中，由于該課程的所在學(xué)段在高年級，并且該課程能力綜合程度高，學(xué)生有機(jī)會(huì)更完整的體驗(yàn)產(chǎn)品開發(fā)流程，即使是一個(gè)并不會(huì)量產(chǎn)的虛擬課題。但是，目前的評價(jià)體系依然是對最終的效果圖做分?jǐn)?shù)量化評估，因此過程摻入水分的幾率依然很高。面對這種現(xiàn)狀，能夠采取的方式有增加階段性成果匯報(bào)；與畢業(yè)課題結(jié)合或者與導(dǎo)師的實(shí)際項(xiàng)目結(jié)合，增加可行性。在實(shí)際操作中，后者更容易接觸到快速制造的實(shí)際操作對接，如此一來，學(xué)生在初次接觸快速制造時(shí)，會(huì)對以往的虛擬課題認(rèn)知進(jìn)行自我推翻與更正，并由于要面對實(shí)際輸出而反復(fù)推敲可行性。由于快速制造基于金錢付出，因此導(dǎo)師也會(huì)更注重虛擬設(shè)計(jì)的可行性并更細(xì)致的對學(xué)生指導(dǎo)。從而教學(xué)中將產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案與快速制造實(shí)際操作對接將增加教學(xué)成果的可實(shí)現(xiàn)性。

（2）關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的用人單位需求調(diào)研

基于教學(xué)成果與社會(huì)崗位技能要求之間存在矛盾，矛盾的一個(gè)重要方面是用人崗位的實(shí)際要求，對英才網(wǎng)、直聘網(wǎng)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)是崗位的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，所有的崗位都明確要求了熟練的軟件操作技能，但很少有用人單位對應(yīng)屆生有關(guān)于新產(chǎn)品開發(fā)方面技能的經(jīng)驗(yàn)要求。這也是造成課程設(shè)置評估體系弱化可行性的原因之一。但絕不能成為忽略可行性的理由，因?yàn)楫a(chǎn)品開發(fā)課程的設(shè)置以及學(xué)位授予流程中的模型制作，已經(jīng)是一種虛擬開發(fā)。解決矛盾的關(guān)鍵在于學(xué)校對學(xué)生提交成果的過程監(jiān)管，而不是單一注重結(jié)果。綜上所述，學(xué)校方面將快速制造部分設(shè)備引進(jìn)到學(xué)校內(nèi)部是有效監(jiān)管過程，提高教學(xué)成果質(zhì)量的關(guān)鍵。

四、在教學(xué)過程中融入快速制造技術(shù)的可行性

由于快速制造在同一時(shí)間同一設(shè)備僅能制造一個(gè)模型，因此造成了時(shí)間方面不足以滿足國內(nèi)高校選課制度大量人數(shù)的要求；另外，目前精度較高的快速制造設(shè)備價(jià)格依然較高，在高校教學(xué)中難以普及。另一方面，目前國內(nèi)高校產(chǎn)品設(shè)計(jì)師資自身面對新的快速制造設(shè)備了解度較低，無法進(jìn)行日常設(shè)備維護(hù)和課堂指導(dǎo)。因此短時(shí)間內(nèi)想要達(dá)到在學(xué)生學(xué)習(xí)階段能更普遍接觸到快速制造過程，需要與社會(huì)上的快速制造機(jī)構(gòu)進(jìn)行對接，進(jìn)行校外培養(yǎng)也是一種思路。

（作者單位：青島科技大學(xué)文學(xué)與藝術(shù)學(xué)院）