淺談數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)對高職院校的影響

摘 要：在提出“中國制造2025”的大背景下，3D打印技術(shù)作為先進(jìn)制造的一項(xiàng)重要技術(shù)手段，正在迅速崛起，也為傳統(tǒng)加工方法錦上添花。探討加強(qiáng)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造理念，深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，激發(fā)職業(yè)院校學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與潛能，推動技能人才的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：中國制造2025；3D打印技術(shù)；數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-9132（2019）13-0005-01

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.13.001

3D打印技術(shù)的快速發(fā)展充分調(diào)動了高職院校對數(shù)字化設(shè)計(jì)與先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的積極性，促進(jìn)高職院校對學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的及時調(diào)整，以適應(yīng)迅速發(fā)展的、智能化的新時代。

一、“3D打印+”模式成為未來發(fā)展趨勢，為學(xué)生提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的新機(jī)會

3D打印技術(shù)改變了傳統(tǒng)制造的減材或等材的加工方法，屬于數(shù)字化智造的快速增材制造技術(shù)，具有不受產(chǎn)品復(fù)雜程度限制、提高材料利用率、加快生產(chǎn)速度、減少反復(fù)設(shè)計(jì)次數(shù)、實(shí)現(xiàn)集成優(yōu)化設(shè)計(jì)和個性化定制等優(yōu)點(diǎn)。3D打印技術(shù)在工業(yè)、航天、汽車、軍事、建筑、日常用品、動漫、生物醫(yī)學(xué)、牙科、首飾、教育、娛樂、文化創(chuàng)意、文物考古、交通工具等衣食住行各個方面都有深入研究和應(yīng)用，逐步形成“3D打印+”模式。在“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”口號的帶動下，這種模式的出現(xiàn)為各個專業(yè)的學(xué)生提供了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的新機(jī)會。他們可以將自己所學(xué)專業(yè)與3D打印技術(shù)相結(jié)合，在擁有專業(yè)知識的基礎(chǔ)上發(fā)揮3D打印的優(yōu)勢，走出一條屬于自己的創(chuàng)業(yè)路。

3D打印在科研領(lǐng)域、市場領(lǐng)域和生產(chǎn)領(lǐng)域中也發(fā)揮出它的巨大優(yōu)勢，尤其在市場領(lǐng)域，針對新產(chǎn)品上市初期，生產(chǎn)商可以直接通過3D打印制造出多款產(chǎn)品進(jìn)行群眾性測試，測試之后對大眾熱衷產(chǎn)品進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，可以做到完全針對市場，直接面向消費(fèi)需求做到有的放矢。

二、數(shù)字化設(shè)計(jì)與3D打印相結(jié)合是機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢

數(shù)字化設(shè)計(jì)是基于三維建模軟件類似于Creo、UG NX、SolidWorks等主流CAD軟件進(jìn)行構(gòu)思與設(shè)計(jì)的一種方法，區(qū)別于通過力學(xué)、數(shù)學(xué)建模等方式，運(yùn)用計(jì)算、類比、經(jīng)驗(yàn)公式等方法長周期、低效率的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，它直接從三維出發(fā)，更關(guān)注于產(chǎn)品自上而下的設(shè)計(jì)，它不僅僅局限于產(chǎn)品的圖形表達(dá)，更注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和創(chuàng)造性思維。并且設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品可以快速檢驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，直觀性強(qiáng)，及時改進(jìn)，效率高，實(shí)用性強(qiáng)。數(shù)字化設(shè)計(jì)是新時代設(shè)計(jì)人才的必備能力，也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)各環(huán)節(jié)中的基礎(chǔ)，這就為教學(xué)提出了相應(yīng)的新目標(biāo)[1]。

三維軟件的學(xué)習(xí)是數(shù)字化設(shè)計(jì)建模的基礎(chǔ)。在平時的軟件學(xué)習(xí)課程中要加強(qiáng)建模思路的培養(yǎng)，強(qiáng)化讀圖能力，要做到快速讀懂圖紙，建出模型，以適應(yīng)緊張的比賽與競爭激烈的工作崗位。

將數(shù)字化設(shè)計(jì)與3D打印相結(jié)合，通過打印的產(chǎn)品及時修改數(shù)字模型，可助力產(chǎn)品快速創(chuàng)新；可快速形成產(chǎn)品的模具；可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速制造……是機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)發(fā)展的新出路。

要求鍛煉學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和對先進(jìn)制造方式的運(yùn)用，促使其在平時多觀察多思考，把生活中常用的機(jī)構(gòu)運(yùn)動形式有所掌握。解決問題是創(chuàng)新的唯一途徑，我們要不斷地發(fā)現(xiàn)問題，尋找對策，試錯，直到解決問題。創(chuàng)新的基礎(chǔ)來源于解決問題，通過解決一開始對策中出現(xiàn)的問題思考如何使方案變得更好就是創(chuàng)新的過程。物聯(lián)網(wǎng)之父凱文·阿什頓認(rèn)為，在解決問題中再出現(xiàn)新的問題，然后再找到解決問題的辦法，逐步提升解決問題的能力，這個循環(huán)是創(chuàng)新唯一的途徑[2]。

三、加強(qiáng)三維軟件運(yùn)用，利用軟件優(yōu)化輔助教學(xué)

各高校在大學(xué)一年級都要開設(shè)《機(jī)械制圖》課程，這門課程能鍛煉學(xué)生的空間想象力和思維可視化能力，但對于剛?cè)雽W(xué)的大一新生來說比較困難。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，使其能夠讀懂圖紙，教師可以借助于三維軟件幫助學(xué)生構(gòu)建空間思維，引導(dǎo)他們?nèi)绾稳ハ胂蠼M合體的構(gòu)成以及立體的形成方式，同時也為后期學(xué)習(xí)軟件奠定一定基礎(chǔ)。三維軟件的建模要在讀懂圖紙的前提下才能正確建模，正確表達(dá)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中的機(jī)械原理部分理論性和系統(tǒng)性都較強(qiáng)，學(xué)生不易理解。在講解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和分析傳動裝置的部分引入軟件輔助教學(xué)，進(jìn)行運(yùn)動仿真都會很好地幫助學(xué)生理解掌握運(yùn)動過程，可以直觀地展示出產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程，為學(xué)生理解掌握機(jī)械設(shè)計(jì)，培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、創(chuàng)意思維起到不可或缺的作用。

四、結(jié)語

數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造正在成為現(xiàn)在生產(chǎn)的重要方式，因此相關(guān)人才的培養(yǎng)刻不容緩。各種相關(guān)大賽為教學(xué)和人才培養(yǎng)提出了新的思考和要求。教學(xué)改革、課程建設(shè)和人才培養(yǎng)是需要與時俱進(jìn)的，要跟上未來發(fā)展趨勢，新時代的數(shù)字工匠與先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用是我們高職高專類院校重點(diǎn)培養(yǎng)的目標(biāo)和方向。積極與企業(yè)合作，以企業(yè)對人才的需求為導(dǎo)向，以各類數(shù)字化、信息化、智能化大賽為抓手，學(xué)習(xí)新思想及時更新教學(xué)理論，立志于培養(yǎng)新時代高職技術(shù)人才，一起開啟新征程。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾文忠.“3D”數(shù)字化大賽促進(jìn)機(jī)械類教學(xué)改革和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[J].時代農(nóng)機(jī)，2017（7）：205.

[2]凱文·阿什頓.被誤讀的創(chuàng)新[M].北京：中信出版集團(tuán)股份有限公司，2017.

[責(zé)任編輯 杜建立]

作者簡介： 孫旋（1987.10— ），女，漢族，河北昌黎人，講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。