淺析快速制造實踐在產品設計教學中的地位

郝文勝

摘要：快速制造技術不僅在小批量制造以及新產品開發領域有著革命性的作用，在開發人員的教學中，針對產品設計學科的多學科交叉特性以及偏理論化的教學現狀，結合用人單位要求，總結現存矛盾中的各方面要素。并根據快速制造技術特征，對快速制造實踐在教學設計中的作用進行論證。

關鍵詞：快速制造；產品設計；實踐教學

快速制造技術發展迅速，這一技術在產品設計教學中的有效應用案例在國內并不多見，但不可忽視其在教學中的實際作用。在國內許多設計競賽以及畢業要求中，許多產品設計專業學生被要求制作實體模型。在這一過程中，應當更深入地探究快速制造實踐給教學效果帶來的積極作用。

一、快速制造領域發展現狀概要

快速制造技術，是一種借助于計算機輔助設計，或者實體反求方法采集得到有關原型或零件的幾何形狀、結構和材料組合信息，從而獲得目標原型的概念并以此建立數字化描述模型，然后將這些信息輸入到計算機控制的光、機、電集成的快速成型制造系統，通過逐點、逐面進行材料的三位堆積成型，再經過必要的后期處理，使其在外觀、強度和性能等方面達到設計要求，達到快速、準確地制造原形或實際零件、部件，而無需傳統的機械加工和模具技術。

二、產品設計教學要求與快速制造技術要求的交叉

借助計算機軟件進行快速制造的前期數據模型制作是必不可少的，也是最基本的步驟，根據高校學科設置與快速制造不同途徑的技術要求，論證現階段教學設置的實用性。

（1）高校產品設計學科教學要求

現階段我國工業設計將產品設計與工業設計分開設立專業，其不同點在于產品設計生源側重于藝術生，工業設計生源在不同學校中劃分不同。在基礎教學階段，將計算機輔助設計課程中偏重于各種不同的三維軟件建模教學以及二維排版軟件，主要應用水平考察方式為設計作品，并以圖片方式進行提交。

（2）不同的快速制造手段對技能的要求

要求學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據的制作和輸入。與現在的國內工業設計、產品設計學科培養計劃課程設置在軟件教學方面重合率很高。另外，需要學生在快速制造之前將數據模型合理化，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、對整體結構在制造數字模型時要從單純的外觀造型轉化為包含有內部接結構、加強結構這些細節的完整設計。

（3）高校教學要求與快速制造實踐需要的重合

在國內高校教學中，設計專業多偏向對成果的整體效果評價，忽略了過程，但設計在實踐中恰恰是一個重在過程的工作。無論是課程評價還是畢業評價，都是導師對于最終效果圖類型的作業進行評估，絕大多數導師并不會落實一張圖片作業背后的整體過程，自然更不會去追究學生頭腦中的隱形過程。這種現象如此普遍不是任課導師單方面的矛盾，而是來自于學科特征、課程整合、培養計劃的多樣性矛盾。

三、實踐技能在教學成果檢驗中的矛盾

由于學位授予流程，目前設計類學科本科學位授予要求學生提交論文以及作品，而高校更關注論文質量，設計作品的評價標準并不成體系，即使許多高校要求畢業展覽中出現實體模型，這些模型的來歷并不會納入考核。這就形成了高校教學成果不能適應社會崗位的技能要求的矛盾。

（1）對教學成果方案可實現性的影響

在學生參與度較高的‘新產品開發課程中，由于該課程的所在學段在高年級，并且該課程能力綜合程度高，學生有機會更完整的體驗產品開發流程，即使是一個并不會量產的虛擬課題。但是，目前的評價體系依然是對最終的效果圖做分數量化評估，因此過程摻入水分的幾率依然很高。面對這種現狀，能夠采取的方式有增加階段性成果匯報；與畢業課題結合或者與導師的實際項目結合，增加可行性。在實際操作中，后者更容易接觸到快速制造的實際操作對接，如此一來，學生在初次接觸快速制造時，會對以往的虛擬課題認知進行自我推翻與更正，并由于要面對實際輸出而反復推敲可行性。由于快速制造基于金錢付出，因此導師也會更注重虛擬設計的可行性并更細致的對學生指導。從而教學中將產品設計方案與快速制造實際操作對接將增加教學成果的可實現性。

（2）關于產品設計相關專業的用人單位需求調研

基于教學成果與社會崗位技能要求之間存在矛盾，矛盾的一個重要方面是用人崗位的實際要求，對英才網、直聘網中產品設計是崗位的統計發現，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屆生有關于新產品開發方面技能的經驗要求。這也是造成課程設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，因為產品開發課程的設置以及學位授予流程中的模型制作，已經是一種虛擬開發。解決矛盾的關鍵在于學校對學生提交成果的過程監管，而不是單一注重結果。綜上所述，學校方面將快速制造部分設備引進到學校內部是有效監管過程，提高教學成果質量的關鍵。

四、在教學過程中融入快速制造技術的可行性

由于快速制造在同一時間同一設備僅能制造一個模型，因此造成了時間方面不足以滿足國內高校選課制度大量人數的要求；另外，目前精度較高的快速制造設備價格依然較高，在高校教學中難以普及。另一方面，目前國內高校產品設計師資自身面對新的快速制造設備了解度較低，無法進行日常設備維護和課堂指導。因此短時間內想要達到在學生學習階段能更普遍接觸到快速制造過程，需要與社會上的快速制造機構進行對接，進行校外培養也是一種思路。

（作者單位：青島科技大學文學與藝術學院）