高职教学模式下3D打印技术在CADCAM教学中的应用

杜宛谦

（咸阳职业技术学院，陕西 咸阳 454950）

在目前的教学体系中，各个教学环节环环相扣，各司其职。对于技能教学我国给予了极高的重视，对于目前高职学生的技能培训我国始终给予高度重视，使得学生真正能够学到一技之长。随着计算技术的发展，CAD、CAM技术有了显著的提高，相关的教学也在不断深入，并且为了更好的完成教学，进行各种方式的创新教学。近年来3D打印技术发展迅速，3D打印的方法不断革新，将3D打印技术引入CAD、CAM技术中不仅能提高学生的设计水平，还能够更好的学习目前的先进制造技术，将实现一定程度的教学突破。

1 CAD/CAM的教学现状

CAD/CAM是较为先进的计算机设计方式，在机械领域是非常实用的设计工具，对于这门课程的学习，需要大量的实际练习才能够真正掌握，对此，目前的CAD/CAM教学存在很多问题，尤其是在高职教育当中。

1.1 重视程度不足

CAD/CAM不仅仅是一门单一的课程，是各个学科交叉而成，具有一定的复杂性，但是实用效果显著，它涵盖了计算机与网络技术、图形处理技术、工程分 析技术、工程数据库、优化设计、机械设计与制造、数控（NC）技术等多学科的内容，是综合性、边缘性、系统性的交义学科的综合运用。该课程涉及各种软件、硬件以及模型计算，要想真正熟练掌握必须进行刻苦的练习。但是现在的各个高校、职业院校对该课程重视程度越来越低，不仅改变课程类型，还缩短教学时长。由于该课程较为困难，老师在教学时顾虑学生的理解能力进行课程讲解的简化，对于复杂难懂的部分选择性略过，并且课后师生交流时间不足，难以达到良好的学习效果。

1.2 教学设施不足

对于CAD/CAM教学设施的配备，只有在一些重点院校进行了全面的配备，对于一般的高校或者职业院校配备的CAD/CAM设备很少能够达到全面的覆盖，仅有为数不多的设备供给学生使用，并且很多设备都较为老旧，性能不足。由于硬件条件的限制，软件功能实现便不理想，很多知识仅仅停留在课本的理论层面，与该课程的实践性有所脱节，造成教学效率的降低。

1.3 教学内容简化

对于CAD/CAM的教学，并没有体现出现在的技术性优势，以及延续以往传统的机械教学方式，通过老师的上课进行理论传授，通过某个零件进行举例练习，而学生们的练习也仅仅停留在老师所规定的范围内，并没有大型实战项目的练习。并且随着教学改革，将原本数量不多的教学课时进一步缩减，课程内容也进行简化，难以调动学生们的学习积极性，降低学生的整体学习效率。

1.4 教学手段单一

由于种种的约束条件，多年来对于CAD/CAM的课程教学依旧处于传统的老旧阶段，教学方式单一、教学手段单一、教学设备单一，虽然进行了一定的教学改进，如加入课程设计、上机练习，但是起到的效果并不明显，缺乏系统的操作实践。并且目前的教学仅仅停留在教学，与实际的设计、生产脱节严重，大多数学生真正踏入岗位后所学的知识并不能够很好地适应岗位需求。

2 3D打印技术的简介

3D打印技术是近些年来较为热门的技术，3D打印是在三维模型建立的基础上进行实体建模的技术，通过将模型的建立、模型的分层，逐层粘接，将模型进行立体还原，该技术打破了传统加工技术的壁垒，突破了规则加工的加工方式，能够实现任何形式的三维加工，只要能够建立出相关的模型，便能够通过该技术进行立体还原。

目前，根据3D打印机使用材质的不同，可以将3D打印技术划分为高分子聚合反应技术、烧结和融化技术、粉末粘合技术、熔融沉积造型技术、层压制造技术、气溶胶打印技术、生物绘图技术等。

随着该技术的逐渐成熟发展，应用的场所也越来越多，目前主要用于航空工业、汽车工业、专业设计（产品设计和建筑设计的模型制造）、医疗外科（量身定做的矫正牙套、假牙、助听器）等领域。该技术具有高度的灵活性，可以进行各种形式加工操作。

3 将3D打印技术引入CAD/ACM的教学

3D打印技术与CAD/ACM技术有很多相似之处，都灵活运用于各个加工领域，各自都具有不俗的地位，但是两者又不是完全分离的领域，只有通过CAD/CAM的三维模型设计与建立才能进行3D打印，两者是相互作用的关系，因此在教学中可以进行两者的穿插教学，提升教学的水平与质量，调动学生的积极性。

3.1 教学内容的革新

3D打印技术引入CAD/CAM课堂后，教学内容及侧重都需相应的改变，就内容而言，3D打印技术的理论课程要加入，可进行两者的穿插讲解，相应的理论课时可根据具体的需要进行加长或者缩短。实际的练习的时长要加长，增加学生们的动手实践能力，相应的，该课程的总时长要加长，以便有更多的时间进行专业知识的学习。

3.2 教学方式创新

3D打印与CAD/CAM相结合是一次很好的创新机会，将两种实践性课程进行有效结合，开阔学生的视野，调动学生的积极性。除正常的理论课与实践课之外，可进行相关的趣味性活动，如进行3D打印比赛，让学生自行设计模型进行加工，进行工艺、质量及外观形状的评比，通过比赛来吸引学生进行创新学习，打破原本沉闷的教学方式。再者可以进行校企合作教学，通过企业提供的实践平台让学生真正的去动手操作，去设计加工零件，体验从设计到实际生产的整个过程，不仅能够提高学生们的学习效率，还能为以后的工作打下一定的基础。

4 结语

为了迎合国家的教育模式与人才的培养，对于教学方式与质量都应给予高度重视，以保证高水平人才的输出。文章首先对目前高职教学系统中CAD/CAM的教学进行讨论，了解当前该课程教学存在的问题与难题；其次对目前的3D打印技术进行简单介绍，了解的当下的先进制造工艺；最后通过分析两者的共同点，尝试将3D打印技术引入到CAD/CAM的教学当中去，以提高整体教学的系统性与全面性，提高学生的创造思维与创造能力。通过两者的结合来进行整体教学质量的提高。