3D打印技術下的汽車CAD教學實踐

胡彧

（成都師范學院，四川 成都 611130）

3D打印技術下的汽車CAD教學實踐

胡彧

（成都師范學院，四川 成都 611130）

隨著我國新興產業(yè)的崛起，新興的科學技術開始在越來越多的領域被應用，而且取得了非常不錯的成效，這其中就包括3D打印技術。3D打印技術是一種能夠快速成型的技術手段，這種技術一出現，就被很多國家廣泛應用乃至工業(yè)制造、人臉識別等產業(yè)領域。本文通過對3D打印技術的優(yōu)勢分析，并為其在汽車CAD教學領域中的教學實踐提出了幾點切實可行的建議，以促進3D打印技術能夠在教學實踐中走得更遠。

汽車；3D；打印；CAD

1 3D打印技術的出現于引進

當今社會中存在著很多能夠簡化原本非常復雜的生產技術的新興產業(yè)技術，他們在很大程度上為各產業(yè)節(jié)省了成本，提高了效率，而3D打印技術就是這些技術中的一員。3D打印技術最早出現在20世紀80年代的美國，但是，當初我國剛剛施行改革開放，人們的生活溫飽初步解決，對于這些高科技來說，根本沒有機會去引進或接觸，就更不要談國家專利限制以及3D打印技術機器的高昂價格了。進入新世紀以來，我國在世界經濟格局中的地位越來越重要，外來技術的引進也越來越廣泛，3D打印技術才開始正式出現在我國公眾的視野當中。而且，經過我國很多產業(yè)領域的試用，3D打印技術越來越受歡迎，而且由于3D打印技術發(fā)展的越來越成熟，它所表現出來的實際運用成果也越來越優(yōu)秀，甚至有人將3D打印技術稱為新世紀環(huán)境下的“蒸汽機”。由于我國是制造業(yè)大國，而3D打印技術又在制造業(yè)領域發(fā)揮了非常重要的作用，因此，我國一直都對3D打印技術十分重視，從2012年年終開始，我國在3D打印技術上的經濟投入進一步加大，并且為3D打印技術的發(fā)展制定了多方面的政策，利用政策性的優(yōu)勢使3D打印技術能夠更多地運用在我國的生產行業(yè)之中，以幫助3D打印技術能夠在我國有較為長足的發(fā)展與進步。

2 3D打印技術區(qū)別于其它成型技術的優(yōu)勢

3D打印技術的快速發(fā)展，說明了這項技術能夠在很多制造業(yè)領域以及其他領域的研發(fā)，發(fā)揮越來越重要的作用，因此，清楚地認識到3D打印技術區(qū)別于其他傳統(tǒng)成型技術的優(yōu)勢，就顯得十分重要，不僅能夠通過這些優(yōu)勢對3D打印技術進行再改進，而且還能對傳統(tǒng)的成型技術進行改善。

2.1 降低了本來制造多樣化產品的成本

在傳統(tǒng)的制造業(yè)中，有很多制造工序非常復雜、類型多樣化的產品，這些產品在通過傳統(tǒng)的成型技術進行制造的時候，制造的人力物力資源成本非常高，而且制造難度的增加使得制造的產品有效性較低、制造效率較低。但是3D打印技術的出現改變了這一現狀，3D打印技術大大的優(yōu)化了制造的復雜工序和降低類型多樣化的產品制造難度，而且還節(jié)省了大量的人力物力成本。在3D打印技術的支撐下，制造工藝復雜的產品的成本，并不比傳統(tǒng)工藝下的成本多多少，而且制造一個相對來說非常復雜的產品所用的時長，也并不比傳統(tǒng)的工藝打印一些簡單的產品長。所以，以往傳統(tǒng)技藝所限制的工匠師的創(chuàng)造力，可以以3D打印技術作為依托，去盡情發(fā)揮，最重要的是同時節(jié)省了大量的時間、人力物力成本，不僅僅改善了傳統(tǒng)打印工藝，而且還逐漸改變了我們的生活方式，讓我們的生活變得更加的便捷。

2.2 打印產品無需組裝

這一個優(yōu)勢是3D打印技術下最具備碾壓性質的，在傳統(tǒng)的制造打印工藝之下，如果想要將一些復雜的產品進行成型制作，那么就需要不同的部門，甚至不同國家的打印企業(yè)進行不同部件的制造打印，然后再通過人力或者其他機械力量、有時甚至是跨地域進行組裝，才能最終成型，在這個過程中，所耗費的人力財力物力遠遠超過了3D打印技術的成本。在3D打印技術的幫助下，3D打印機可以根據產品的不同性質、不同特點，進行不同的打印制造，而且關鍵是不用組裝，縮短了原料的供應，大大節(jié)省了原本在運輸、組裝上所花銷的費用。

2.3 節(jié)省了時間、空間成本

在傳統(tǒng)的打印制造工藝上，制造難度相當大，制造工藝復雜，因此，很多時候，企業(yè)都是進行大批量的生產，一旦產品出現一些其它問題，那么這些產品的存放與銷售，就將成為企業(yè)最頭疼的問題。而3D打印技術就不同了，3D打印技術不僅可以依據不同客戶的不同要求，而進行不同產品的打印與制造，不僅能夠按需生產，而且可以在最短時間內交付生產結果，節(jié)省了成型產品的運輸空間與存放空間，也就節(jié)省了中間的運輸時間與運輸費用，大大減少了因為組裝以及其它過程所產生的時間與空間成本。

2.4 易學且減少了原材料的浪費

傳統(tǒng)的打印技術，一般都是學徒跟著有經驗的師傅進行學習，學習的結果除了要看學徒自身以外，最起碼要進行將近3年的學習過程，而且，就算是特別有經驗的工人，在現實的生產制造方面也會出現失誤，這樣的話，整個產品就作廢了，不僅浪費了大量的原材料，而且學徒掌握這門技術也需要較長的周期。

但是3D打印技術相對于這一方面有著非常巨大的優(yōu)勢，3D打印技術通過計算機進行簡單的控制，產品打印制造進行的操作，要比傳統(tǒng)的注塑機的操作少得多，而且產品成型率非常高，不僅節(jié)約了時間，還節(jié)約了原材料。

3D打印技術的優(yōu)勢相對于傳統(tǒng)工藝而言，具有碾壓性質的優(yōu)勢，因此，在未來的生產生活當中，3D打印技術勢必會成為主導某一領域的高科技技術，而且會給我們的生活學習工作帶來很多的便利，相信在汽車CAD的教學領域也會有所發(fā)展。

3 3D打印技術在汽車CAD教學中的有效實踐

3D打印技術在其他領域、行業(yè)的成功勢必引起不同制造行業(yè)的使用風潮，因此，為了能夠讓未來從事這一行業(yè)的人才，能夠盡早的對3D打印技術進行初步的接觸及應用，就應該盡快將3D打印技術應用到關于汽車CAD的教育實踐當中去，為汽車CAD領域的未來的工作者提供便利，促進他們對于兩種技術的了解與使用。

3.1 改變傳統(tǒng)觀念、放棄對傳統(tǒng)工藝的依賴

由于我國教育的特性，很多地區(qū)的學校都深受傳統(tǒng)教育觀念的影響，汽車CAD的學習也一樣，受到了傳統(tǒng)工藝的影響，很多教師和學生都覺得傳統(tǒng)的制造工藝，能夠滿足現在汽車的快速發(fā)展，但現實并不是如此。所以，第一步要做的就是引導教師與學生改變傳統(tǒng)的教學與學習觀念，對3D打印技術在汽車CAD教學的應用有一個明確的認識，而并不是堅守著效率低下的傳統(tǒng)制造工藝，與時俱進的更新自己的學習觀念，才能夠跟上時代的進步。

3.2 將3D打印技術與教學實際相結合，提升學生實力

教師在進行教學的時候，一定要將3D打印技術的原理以及操作關鍵教授給學生，讓學生對這種技術有深層的了解，并且將自身的學習與3D打印技術聯(lián)系起來，運用自己所學的技術去實際操作3D打印技術，才能真正做到活學活用。

3.3 慎重選擇教學重點

教師在將3D打印技術引進到汽車CAD教學課堂的時候，要學會從二維的實際教學內容改變到三維教學內容，讓學生能夠手工繪制圖紙，能夠對3D打印技術與汽車CAD實踐進行熟練操作，尤其是在汽車裝配工藝方面，使學生能夠根據3D打印技術對汽車CAD在實際工藝方面有清楚的認識。

3.4 著重加強學生對建模技術的學習

將3D打印技術引進到汽車CAD教學的過程當中，3D打印技術主要側重的是三維建模技術，對三維建模技術的掌握程度，直接影響著學生在未來工作中對于汽車CAD工藝的熟練程度，所以，對于一些基本操作，比如旋轉、拉伸、打孔等，都需要進一步的學習。

3.5 Pro/E與3D打印技術相結合

盡管3D打印技術相比其他傳統(tǒng)的制造工藝有著非常巨大的優(yōu)勢，但是3D打印技術必須通過固定的格式來實現運用，因此，雖然3D打印技術為汽車CAD課程的實踐提供了非常大的便利，但是，教師需要根據教學過程中的實際內容需求來設計課堂內容，來讓學生的實際操作能力得到最大程度地提升。

3.6 對汽車CAD技術的深入了解

學生在進行3D打印技術學習的時候，必須對汽車CAD技術有較為深層的了解，才能夠將3D打印技術與汽車CAD緊密的聯(lián)系起來。比如，對汽車的發(fā)動機、底盤、連桿系統(tǒng)等關鍵的組織結構進行模型的了解，教師在這個環(huán)節(jié)之中，要不斷鼓勵學生動手打印不同的實體汽車部件，然后將打印出來的成型體，進行裝配拆裝工作，在不斷進行動手實踐的過程之中，鞏固自己的知識，提升自己的能力。

4 結語

3D打印技術在許多領域內都取得了成功，在制造業(yè)領域的地位已經越來越高，并且這項技術發(fā)揮的作用也不斷增強，相信這項技術能夠在引進課堂之后得到更為長足的發(fā)展，教師在課堂教學實踐的時候，就需要將3D打印技術與汽車CAD實踐更多的結合起來，在汽車CAD領域以及其他領域都得到使用，并對其進行合理的創(chuàng)新，為我國培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀人才，促進我國的生產發(fā)展。

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