3D打印在产品设计教学中的应用研究

来源:用户上传      作者:

　　[摘 要]随着现代社会的不断发展，科学技术也在不断进步，作为数字化时代的重要产物——3D打印技术已经逐渐被教育工作者所重视。从3D打印技术的概念和特点的角度出发，结合教学实践，对3D打印在产品设计教学中的应用做了一些研究。
　　[关键词]3D打印;产品设计;教学应用
　　社会经济的蓬勃发展让人们的生活水平不断提升，人们从传统的物质需求已经逐渐扩展到精神上的需求，而产品设计行业既能满足人们自身对产品功能性的追求，又能满足人们对产品造型的情感、个性、时尚等多方面的需求。由此可见3D打印技术在产品设计行业中的地位。在教学中，教师应积极运用3D打印技术让学生在了解行业发展前沿的同时通过这项技术为学生营造出良好的学习氛围，让学生能真正地理解新兴技术为本行业带来的转变。
　　一、3D打印技术的概念和特点
　　（一）3D打印的概念
　　3D打印技术在2013年就已经在美国新媒体联盟和美国高等教育信息化协会联合发布的《地平线》中被提及，报告中明确指出了一些教育行业可以应用的前沿技术，其中就包括3D打印技术。由此可见，3D打印技术已经在工业制造、产品设计、建筑设计、生物医疗等各个行业中有了广泛的应用，教师在教学中应积极地转变传统的教学视角，让学生能真正地接触到行业的前沿技术，从而启发学生的创新思维，让学生能不断地在应用的过程中发展自身。
　　（二）3D打印的主要特点
　　产品设计中，3D打印技术的主要特点体现在以下两个方面：第一，自主性。社会的不断发展带来的是人们生活水平的提升，生活水平的提升让人们更加向往精神上的享受，人们的个性得到了解放。3D打印技术正是在这一背景下诞生的，其原理是以模型文件为基础，将粉末状的金属或者塑料进行黏合，通过逐层打印的形式来构造物体。这种新型的打印技术让产品设计的个性化变为可能，让产品更能满足消费者的需求。第二，节约成本。由于在3D打印技术中，将复杂的三维制造过程转变为二维制造，极大地减少了制造中模具、工具的磨损，这不仅提升了生产效率和制造的柔性，更节省了大量的人力物力。
　　二、3D打印在产品设计教学中应用研究
　　（一）自主设计，软件建模
　　产品设计主要是体现在“设计”上，其对学生的创新和创造能力具有很强的要求，传统课堂由于受到教学条件的限制，一些学生的设计难以变成实物，而现在教师可以借助3D打印技术来实现从想法到实物的轉变，这样不仅能提升学生的专业知识，更能进一步激发学生的学习兴趣。例如，笔者在教学中，会重点对3D打印技术的原理进行全面介绍。由于3D打印技术是以数字文件为基础的前沿技术，因此笔者首先注重的是学生的数字建模能力，因此课程中会选用造型功能强大、体积小巧的曲面建模软件Rhino（简称：犀牛）进行指导教学。在这一过程中，笔者会对学生分组，使学生互相学习、互相促进，通过对产品设计的相关理论知识进行讨论，让学生依据自己的想法进行数字建模，并根据不同的产品特点，鼓励学生进行不同的造型设计，激发学生创新能力的同时也让学生的动手实践能力得到提升。
　　（二）打印模型，逐步调整
　　建模完成之后下一步就是将模型进行打印，在这一过程中，笔者会对学生设计的作品进行筛选，然后让每个小组介绍自己的作品，使学生能在讲解的过程中真正地将自身的设计理念融会贯通，从而促进学生专业知识提升。在进行建模时，笔者会引导学生进行3D打印并自主完成，最后让学生进行自我检查，比如模型是否符合当下流行的产品设计时尚，产品设计是否和产品功能相契合等，通过这样不断地检查让学生发现自身不足的同时也能提升学生的专业能力。让学生在打印过程中发现问题，逐步调整，真正地促进学生对知识的理解。
　　（三）模型修正，完成设计
　　学生打印出来的作品还是比较粗糙的，而且由于材料的限制打印出来的作品是颜色单一的，因此笔者在每组学生打印完成之后，会让学生进行模型的修正，如拆除支撑、剖光、去毛刺等，然后学生根据自身的设计理念对模型进行配色，比如一些复杂的零件之间的装配，让学生能真正地了解产品设计的真正用途，逐步加深学生对产品设计相关理论知识的掌握和应用。在这一过程中，学生的积极性得到了调动，学生的专业技能和专业能力得到了提升。
　　3D打印技术很大程度上体现了现代社会对信息以及产品的新理解，并且这种技术在产品设计行业中也得到了极为广泛的应用。
　　参考文献：
　　[1]王辉摄.浅谈3D打印技术在产品设计课程教学中的应用[J].职业教育，2016.
　　[2].陈晓航.探讨3D打印在中职产品设计教学中的应用[J].新课程，2017.
　　[作者单位]
　　广州市轻工职业学校
　　（编辑：温子超）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15023859.htm