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一款3D打印发动机教具设计
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苏士昌邹伟
摘要:针对教师上《发动机构造与检修》这门课程教学时,存在理论教学效果不佳,学生学习兴趣不浓的现象,设计了一款3D打印发动机教具来改善教学,该教具可完美展示发动机的内部构造及工作原理,具有体积小,质量轻,方便携带等诸多优点,解决了教师不能将沉重发动机带入课堂的难题,同时提高了学生的学习兴趣。实践效果证明,采用3D打印发动机教具教学可明显提高该门课程学生的理论和实践水平,具有很大的推广价值。
关键词:3D打印发动机教具
Designofa3Dprintingengineteachingaid
SuShi-changZouWei
Abstract:Inviewofthephenomenonthatthetheoreticalteachingeffectisnotgoodandthestudentsinterestinlearningisnotstrong,a3Dprintingengineteachingaidisdesignedtoimprovetheteaching.Theteachingaidcanperfectlydisplaytheinternalstructureandworkingprincipleoftheengine.Ithasmanyadvantagessuchassmallsize,lightweight,convenientcarrying,etc.,whichsolvestheproblemthatteacherscantsolve,thatis,theheavyenginecannotbecarriedintotheclassroomproblems,whileimprovingstudentsinterestinlearning.Thepracticeresultsshowthattheuseof3Dprintingengineteachingaidscansignificantlyimprovethetheoreticalandpracticallevelofstudentsinthiscourse,andhasgreatpromotionvalue.
Keywords:3Dprinting,engine,Teachingaids
目前,大多数职业院校存在师资不足,实训设备不足的现象,且职业院校的定位是培养高技能人才,而目前大多数教师在教学时存在照本宣科现象,全程在讲PPT,导致学生学习兴趣不浓,不想听课[1-2]。其实,职业院校的教师们一直在做同一件事,怎样提高学生的学习兴趣,有教师提出,把发动机搬上讲台,可是一个发动机重达上百斤,搬上讲台教学谈何容易,如果不把发动机搬上讲台,可学生听课一知半解,完全跟不上教师的节奏,学习效果差,对教师们的教学不满意[3-5]。3D打印技术已广泛应用于航天航空、医疗器械、汽车、教学教具等领域,由于其应用广泛,故被广大教学工作者所关注。众所周知,汽车发动机和底盘总成是由许多零部件组合而成,拆卸起来比较困难,不利于教学。因此,借助3D打印机打印汽车零部件模型运用到教学中,就会让学生在“教、学、做”三位一体中起到事半功倍的效果。为了改变这种现象,我们设计了一款3D打印发动机教具来改善教学。
1发动机教具设计思路
汽车零部件三维模型可通过正向建模造型技术和逆向工程技术进行三维建模,正向造型可借助UG、PRO/E、SOLIDWORKS等软件进行三维造型设计,对于复杂曲面的零部件,正向造型过程中往往会比较困难,这时可通过逆向工程技术反向建模来设计零部件,需要运用的工具有三維激光扫描仪,运用的软件有GeomagicStudio。三维造型之后,借助3D打印机打印三维模型即可得到需要的汽车构造教具。教具设计主要是根据逆向工程三维扫描结合UG正向建模三维软件设计教具模型,通过3D打印机打印成形[6]。其主要制作流程如下:3D扫描仪对实训教具进行三维扫描→获取点云→曲面重建→生成STL格式的三维立体模型→3D打印机打印。
2逆向工程技术简介及操作过程
逆向工程在汽车零部件设计有着广泛的应用,特别是针对复杂曲面的零部件设计,正向三维建模软件UG、Pro/E在设计时就存在较大困难,此时,采用逆向工程做反求可快速建模设计零部件,达到省时省力的作用。目前常用的扫描仪有两类,一类是手持式三维扫描仪,另一种是三角坐标式三维扫描仪,扫描可得到发动机零部件的点云,导
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