3D打印技术在工程机械专业教学中的应用

摘 要：随着科学技术的不断进步，教育行业也要随之改革和发展，那么在工程机械专业教学中的教学模式也要随着社会发展而不断创新和改革。尤其是到了近几年来，工程机械专业越来越多的先进教学理念和先进的教学设备被引入到了课堂教学当中。本文就是介绍了3D打印技术在工程机械专业教学中的应用，通过分析3D打印技术以及他所发展的现状，从而在工程机械专业教学中被成功的应用，以此来提高学生的学习兴趣，不断优化工程机械专业的教学效果。

关键词：3D打印技术；工程机械专业；教学

一、3D打印技术简介

3D打印在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”。3D打印技术的工作原理是运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，在打印的时候通过多层打印，从而得到想要的零件。3D打印技术最常用的领域往往就是在模具制造和工业设计当中，这些领域经常需要制作模型。而且现在的3D打印技术正在趋向于产品制造方向发展。3D打印机按其发展的历史来看分为很多种类，而此次在本文中所用的3D打印机是激光立体印刷术，所用的材料是塑料粉末状材料。

二、工程机械专业教学的特点

1.教学模型缺乏。在工程机械专业当中，在课堂上对于教学模型的使用率是非常高的，教学模型在工程机械专业的课堂教学中已经成为了一个必不可少的辅助工具。这是由于工程机械专业所具有自己的独特特征，因为工程机械专业在整个教学的目标中所要求学生必须能够具有一定的三维空间的想象能力，对于机械的零部件以及对整个机械的整体构造都能够在脑海中形成一个三维立体的画面。而在现实中的工程机械专业课堂教学中，由于学校的财务状况或者是其他的一些原因，往往都会造成相应的一些教学模型比较缺乏，尤其是对一些重大型的或是比较昂贵的教学模型更是少之又少，所以这也就给工程机械专业的课堂教学带来了一定的困扰。

2.教学模型与教材图形不一致。在工程机械专业的课堂教学中，对于课堂教学的机械制图中所需要的三维立体模型往往都是非常复杂的，而且随着现代制造业的快速发展，对于工程机械专业教学来说，课堂上的教学也要随着时代的发展而已有所更新。但是工程机械专业教材如果有了改变，那么这就势必会造成与之前教材相对应的教学模型也要随着相应的改变，从而这就造成了教材的内容与教学模型不匹配情况的出现，而通过前面的分析我們也知道，工程机械专业涉及的教学模型往往都是比较复杂而且庞大的，价格也不低，所以频繁的更换也不太现实。那么如果用3D打印技术这个问题就会得到很好的解决，教师可以根据教学内容改变让学生参与到教学模型的制作过程中，这样不仅有了教学模型，而且能够让学生通过亲自动手有一个更直观的感受。

3.实物过于庞大，实物拆解组装耗时过长。在工程机械专业学习的时候，往往会涉及到在现场实际拆解设备的课堂实践活动，那么如果面对的是实物的机械设备模型，由于它们的体积都过于庞大和笨重，这就会导致学生在拆解的过程中所耗的时间太长，从而会影响教学的进度。那如果使用3D打印技术，这一问题就会迎刃而解，不仅学生在拆解设备的时候方便了很多，还会大大的缩短拆解组装的时间，提高了教学的效果。

三、以挖掘机的主泵为例，如图1所示

图1是挖掘机的柱塞泵，该柱塞泵有100公斤重，拆解一次至少需要20分钟的时间，理论讲解该泵的结构原理来说，是得不偿失的。而如果用3D打印技术将挖掘机的柱塞泵打印出来，那么这样既节省了时间又节省了经费。如图2所示：

图2是挖掘机柱塞泵的主要零部件，如果将该泵的主要零部件打印出来，拿到课堂上就可以轻松的讲解，当然，该打印零件在实践教学方面是无法代替实物的，学生还是需要对实物泵进行拆解和安装，以提高实践动手能力。

四、总之

总而言之，随着3D打印技术被广泛的应用到工程机械专业的教学当中，其成效已经非常明显的显露出来了。但是3D打印技术毕竟发展起来的时间还不长，如果想要此项技术被广泛而熟练的应用到工程机械的课堂教学中，仍需要学校、教师、学生的共同努力，从而来改善和推动工程机械专业教学效果的提升。

参考文献

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[2]李升，颜志勇，李思思，向国平.3D打印在高职教学设计中的应用探究[J].科技风，2016（15）.

[3]刘柱栋.3D打印技术在高职院校专业教学中的应用[J].电子技术与软件工程，2016（15）.

课题项目：辽宁省交通高等专科学校项目“基于VR虚拟现实技术的减速器拆装应用研究”（项目编号：lnccjyky201709）。