高職教學模式下3D打印技術在CADCAM教學中的應用

杜宛謙

（咸陽職業技術學院，陜西 咸陽 454950）

在目前的教學體系中，各個教學環節環環相扣，各司其職。對于技能教學我國給予了極高的重視，對于目前高職學生的技能培訓我國始終給予高度重視，使得學生真正能夠學到一技之長。隨著計算技術的發展，CAD、CAM技術有了顯著的提高，相關的教學也在不斷深入，并且為了更好的完成教學，進行各種方式的創新教學。近年來3D打印技術發展迅速，3D打印的方法不斷革新，將3D打印技術引入CAD、CAM技術中不僅能提高學生的設計水平，還能夠更好的學習目前的先進制造技術，將實現一定程度的教學突破。

1 CAD/CAM的教學現狀

CAD/CAM是較為先進的計算機設計方式，在機械領域是非常實用的設計工具，對于這門課程的學習，需要大量的實際練習才能夠真正掌握，對此，目前的CAD/CAM教學存在很多問題，尤其是在高職教育當中。

1.1 重視程度不足

CAD/CAM不僅僅是一門單一的課程，是各個學科交叉而成，具有一定的復雜性，但是實用效果顯著，它涵蓋了計算機與網絡技術、圖形處理技術、工程分 析技術、工程數據庫、優化設計、機械設計與制造、數控（NC）技術等多學科的內容，是綜合性、邊緣性、系統性的交義學科的綜合運用。該課程涉及各種軟件、硬件以及模型計算，要想真正熟練掌握必須進行刻苦的練習。但是現在的各個高校、職業院校對該課程重視程度越來越低，不僅改變課程類型，還縮短教學時長。由于該課程較為困難，老師在教學時顧慮學生的理解能力進行課程講解的簡化，對于復雜難懂的部分選擇性略過，并且課后師生交流時間不足，難以達到良好的學習效果。

1.2 教學設施不足

對于CAD/CAM教學設施的配備，只有在一些重點院校進行了全面的配備，對于一般的高校或者職業院校配備的CAD/CAM設備很少能夠達到全面的覆蓋，僅有為數不多的設備供給學生使用，并且很多設備都較為老舊，性能不足。由于硬件條件的限制，軟件功能實現便不理想，很多知識僅僅停留在課本的理論層面，與該課程的實踐性有所脫節，造成教學效率的降低。

1.3 教學內容簡化

對于CAD/CAM的教學，并沒有體現出現在的技術性優勢，以及延續以往傳統的機械教學方式，通過老師的上課進行理論傳授，通過某個零件進行舉例練習，而學生們的練習也僅僅停留在老師所規定的范圍內，并沒有大型實戰項目的練習。并且隨著教學改革，將原本數量不多的教學課時進一步縮減，課程內容也進行簡化，難以調動學生們的學習積極性，降低學生的整體學習效率。

1.4 教學手段單一

由于種種的約束條件，多年來對于CAD/CAM的課程教學依舊處于傳統的老舊階段，教學方式單一、教學手段單一、教學設備單一，雖然進行了一定的教學改進，如加入課程設計、上機練習，但是起到的效果并不明顯，缺乏系統的操作實踐。并且目前的教學僅僅停留在教學，與實際的設計、生產脫節嚴重，大多數學生真正踏入崗位后所學的知識并不能夠很好地適應崗位需求。

2 3D打印技術的簡介

3D打印技術是近些年來較為熱門的技術，3D打印是在三維模型建立的基礎上進行實體建模的技術，通過將模型的建立、模型的分層，逐層粘接，將模型進行立體還原，該技術打破了傳統加工技術的壁壘，突破了規則加工的加工方式，能夠實現任何形式的三維加工，只要能夠建立出相關的模型，便能夠通過該技術進行立體還原。

目前，根據3D打印機使用材質的不同，可以將3D打印技術劃分為高分子聚合反應技術、燒結和融化技術、粉末粘合技術、熔融沉積造型技術、層壓制造技術、氣溶膠打印技術、生物繪圖技術等。

隨著該技術的逐漸成熟發展，應用的場所也越來越多，目前主要用于航空工業、汽車工業、專業設計（產品設計和建筑設計的模型制造）、醫療外科（量身定做的矯正牙套、假牙、助聽器）等領域。該技術具有高度的靈活性，可以進行各種形式加工操作。

3 將3D打印技術引入CAD/ACM的教學

3D打印技術與CAD/ACM技術有很多相似之處，都靈活運用于各個加工領域，各自都具有不俗的地位，但是兩者又不是完全分離的領域，只有通過CAD/CAM的三維模型設計與建立才能進行3D打印，兩者是相互作用的關系，因此在教學中可以進行兩者的穿插教學，提升教學的水平與質量，調動學生的積極性。

3.1 教學內容的革新

3D打印技術引入CAD/CAM課堂后，教學內容及側重都需相應的改變，就內容而言，3D打印技術的理論課程要加入，可進行兩者的穿插講解，相應的理論課時可根據具體的需要進行加長或者縮短。實際的練習的時長要加長，增加學生們的動手實踐能力，相應的，該課程的總時長要加長，以便有更多的時間進行專業知識的學習。

3.2 教學方式創新

3D打印與CAD/CAM相結合是一次很好的創新機會，將兩種實踐性課程進行有效結合，開闊學生的視野，調動學生的積極性。除正常的理論課與實踐課之外，可進行相關的趣味性活動，如進行3D打印比賽，讓學生自行設計模型進行加工，進行工藝、質量及外觀形狀的評比，通過比賽來吸引學生進行創新學習，打破原本沉悶的教學方式。再者可以進行校企合作教學，通過企業提供的實踐平臺讓學生真正的去動手操作，去設計加工零件，體驗從設計到實際生產的整個過程，不僅能夠提高學生們的學習效率，還能為以后的工作打下一定的基礎。

4 結語

為了迎合國家的教育模式與人才的培養，對于教學方式與質量都應給予高度重視，以保證高水平人才的輸出。文章首先對目前高職教學系統中CAD/CAM的教學進行討論，了解當前該課程教學存在的問題與難題；其次對目前的3D打印技術進行簡單介紹，了解的當下的先進制造工藝；最后通過分析兩者的共同點，嘗試將3D打印技術引入到CAD/CAM的教學當中去，以提高整體教學的系統性與全面性，提高學生的創造思維與創造能力。通過兩者的結合來進行整體教學質量的提高。