中国现代教育装备
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 教育科技  
基于3D打印的先进制造技术创新实验开发
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2022-4-19 16:31:20
  [导读]开发了一个基于3D打印技术,将三维CAD设计、有限元分析、3D打印、逆向工程等先进技术相结合的综合性创新实验。以微型四旋翼飞行器机身的轻量化设计为目标,用三维CAD软件设计机身结构,通过ANSYS软件对机身结构进行有限元分析,利用3D打印制作出机身,使用手持三维扫描仪对打印的机身进行三维重构和精度分析。该创新实验培养了学生的工程设计思维、综合分析思维、数字化思维和创新意识,提高了学生的动手实践能力,取得了良好的教学效果。

  制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基[1]。在机械工程专业学生培养过程中,要注重培养学生的工程设计思维、综合分析思维、数字化思维和创新意识,提高学生的创新精神和综合实践能力。实践教学环节对学生的创新精神和综合技能培养有着非常重要的作用。在实践教学中,给予学生足够多的现场实践和综合性项目训练的机会,使学生熟练掌握专业基本技能,形成创新意识,以增强学生实践创新或进一步深造的后劲[2]。但是原有的实践教学环节多为单一的、验证性实验,与其他课程之间缺乏联系,实践教学效果满足不了当前社会对高素质工科综合性人才的需求。为此,很多高校根据自身专业特点开发了综合性创新实验[3-10]。

  新疆大学机械工程专业是教育部2019年首批国家级一流本科专业建设点。随着“双一流”建设、“部区合建”的开展,新疆大学在科研平台建设方面取得了长足的进步。为了使科研平台建设成果服务于一流本科教育的创新实践环节,学院依托自治区重点实验室—新疆增材再制造技术重点实验室,开发了集3D打印、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、逆向工程技术为一体的综合性创新实验。该实验能够使学生更深入掌握相关的先进技术,提高学生的综合素质。

  1 创新实验的开发思路

  2 结构设计

  3 有限元分析

  4 3D打印

  5 精度检测

  6 整机装配与试飞

  7 结语

  本文开发了一个将三维CAD设计、有限元分析、3D打印、逆向工程等先进技术相结合的综合性创新实验。通过微型四旋翼飞行器机身的轻量化设计、制作、精度分析、装配试飞等环节,将多门课程的内容有机结合,使学生能够综合应用学到的理论知识和实践技能来解决实际工程问题,培养了学生的工程设计思维、综合分析思维、数字化思维和创新意识,提高了学生的动手实践能力,取得了良好的教学效果。

  参考文献

  [1] 国务院关于印发《中国制造2025》的通知[EB/OL].http://www.gov.cn/zhengce/content/2015-05/19/content_9784.htm.

  [2] 母小勇.一流本科教育:培养目标与实现路径[J].中国高教研究,2020(7):33-39.

  [3] 蒙臻,倪敬,周晶,等.工业机器人伺服系统服役性能综合性实验设计[J].实验技术与管理,2020,37(6):48-52.

  [4] 刘军强,闫莉,王洪喜.面向机电产品开发全过程的机制专业综合实践模式[J].高教学刊,2020(28):59-62.

  [5] 刘勇,严炳辉,徐海涛,等.电子信息类专业多技能综合训练的实践教育模式改革[J].高教学刊,2020(16):79-81.

  [6] 罗艳,冯娴婧,覃杨.基于药学专业认证的天然药物化学实验教学改革[J].教育现代化,2018,5(45):83-84.

  [7] 姜素霞,郑安平,丁莉芬.面向创新型人才培养的自动控制原理实践教学改革[J].实验室科学,2016,19(1):128-130,134.

  [8] 王新伟,赵建勋,李艳伟.材料工程基础课程的实验教学改革与实践[J].长春教育学院学报,2015,31(7):70-71.

  [9] 吴荣.材料物理专业实践创新能力培养模式的研究[J].实验室研究与探索,2012,31(12):113-116.

  [10] 辛江慧,张雨,邹政耀.汽车液压与气压传动课程创新实验研究[J].中国教育技术装备,2012(33):132-134.

乌日开西•艾依提 阿依古丽•喀斯木 贾儒 新疆大学机械工程学院


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