增材制造技術在機械工藝技術專業教學中的應用實踐探究

李傳奇 于佳鑫 曹麗梅 趙東輝

摘要：增材制造技術作為制造業領域的新技術，是一項具有里程碑意義的制造技術。通過分析增材制造技術的研究現狀，發展趨勢和專業人才培養現狀，以培養應用型人才為目的，結合專業特點和創新型人才培養需求。闡述了增材制造技術在機械工藝技術專業教學過程中的應用，提升了該專業學生對增材制造技術的了解和應用，增強學生的專業技能，提升學生的核心競爭力，滿足企業和社會發展對應用型人才的需求。

關鍵詞：增材制造技術;機械工藝技術專業;應用型人才

增材制造技術的應用現狀

增材制造技術歸屬先進制造技術領域，具有高柔性、響應快、制造工藝簡捷等獨特優勢，其范圍越來越廣泛，涵蓋了機械電子、航空航海、生命醫療、生物技術、建筑、紡織服飾、工業設計等諸多領域，尤其在科研開發和個性化制造領域，增材制造技術的敏捷制造和柔性制造優勢非常明顯，成為科技創新的獨特利器。近幾年來，隨著工業應用級增材制造設備功能的不斷完善，成型材料逐漸豐富，制造工藝日趨成熟，硬件及耗材價格持續降低，增材制造技術在社會生產的應用越來越廣泛。

增材制造技術是近10多年來制造領域的前沿技術，融合了材料科學、機械科學、計算機控制、軟件算法等多學科內容，具有顯著的多學科交叉特征。隨著增材制造技術發展，各行業對于專業人才的需求大大增加，目前國內增材制造技術人才方面，嚴重匱乏 阻礙了這一技術的推廣應用。國內高校對增材制造技術學科人才培養非常重視，主要通過課程教學和實驗教學的方式開展。

增材制造技術引入機械工藝技術專業的教學價值

在機械工藝技術專業的教學中，對培養學生機械加工工藝理論要求較高，而借助增材制造技術，自行操作實踐，有利于學生在實踐中充分了解機械理論知識，并將理論知識轉化成現實。將增材制造技術融入機械工藝技術專業教學中，可以幫助學生獲得專業的靈感，將理論教學與實踐相互結合，將理論知識充分融入到實踐當中，讓學生充分體會到實驗教學所帶來的成就感，極大提升了學生們的動手能力和專業的實踐能力。

隨著增材制造技術在工業領域中的應用，機械工藝技術專業學生要適應社會經濟發展方式的變化，學習新技術和新知識，不斷豐富自己的專業知識和技能。在適應社會發展變化和企業對人才的要求的情況下，提升自己的專業理論知識和實際操作技能，逐步提升自身的專業核心素養，提升自身的競爭實力。

增材制造技術在機械工藝技術專業教學中的應用實踐研究

增材制造過程包括前處理、打印、后處理。首先，利用三維繪圖軟件繪制三維模型，并轉換成STL格式;其次，導入打印軟件進行分層切片處理，同時設定打印參數，如打印材料、層厚、速度、溫度等，設置輔助支撐，計算出打印時間，連接并調整打印機， 進行模型打印;最后，打印完成的模型，有的需要去除支撐等輔助部分，有的需要進一步打磨處理、熱處理等，以提高表面質量。

增材制造技術包含了從三維繪圖到打印成型多方面的理論知識和實踐技能，重在實踐，因此，可以將增材制造技術融入多個教學環節中，強調以多課程教學融合為基礎，實現各實踐環節鞏固提高。結合機械制圖、機械原理、機械設計、增材制造技術等課程內容，將增材制造技術融入機械工藝設計專業課程設計、開放實驗、畢業設計、創新設計大賽等實踐環節，形成一套多方位的教學培養體系，使學生掌握在各種增材制造技術工作原理的基礎上，熟練使用增材制造設備，并能進行創新產品的設計、制造等工作，培養學生的創新與實踐能力。

增材制造技術的教學和實踐內容主要包括兩部分： 一是指導和培訓學生學習掌握相關知識;二是學會使用增材制造設備，制作實物模型。

在開設的增材制造技術選修課程中，系統講授增材制造技術相關知識，包括技術原理、圖形打印前處理、增材制造設備的介紹及使用，在進行實驗教學過程中指導學生通過三維軟件設計的零件（例如：減速器底座、上蓋、 軸承端蓋）進行三維造型，在增材制造設備上打印零件模型，以提高學生的動手實踐能力，培養工程實踐素質，激發團隊協作精神。在畢業設計環節，指導學生按教師分配的任務完成機械的三維模型設計，并選擇部分零件進行打印。這部分實踐內容作為課程任務的一部分，并在考核中占有一定比例。

傳統方式下的加工成本高，耗時長，不可取。而在增材制造技術下的零件設計，不僅成本低，用時時間短，極大提高了作業效率，提升產品競爭能力的同時，減少工具對人體造成的傷害，不斷激發學生的競爭意識和比賽的積極性。通過理論與實踐相結合的學習，使學生掌握增材制造技術的相關知識，并對相關技能進行充分的訓練，提高實際應用能力，并在創新活動中加以利用。

結束語

綜上所述，隨著經濟發展方式的變化和社會對人才需求的 轉變，企業對高素質人才的需求愈發旺盛。所以要求教師不斷 灌輸新的知識，豐富學生理論知識的同時提升學生的實踐技能。 在機械工藝技術專業的教學中，引入增材制造技術教學，提高學生的專業學習熱情。利用增材制造技術解決機械工藝技術專業教學中的個別難題，在教學過程中激發學生的學習新鮮感和成就感，逐步提高學生的實 踐技能和在社會上競爭的專業實力。

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