0引言
3D打印技术又称增材制造技术,是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,它由零件的三维数据直接制造零件,不需要有生产流水线,只要根据图纸放入需要的材料,就能快速生产出所需要的东西。3D打印技术是正在快速发展的一项技术。3D打印技术目前已是科技发展的重要标志之一,是“中国制造2025”战略实践中重要组成部分。目前全世界非常关注智能制造(“智能工厂”、“智能物流”和“智能生产”),3D打印技术则是智能制造的关键技术之一,它的发展代表了智能制造的发展方向。
近几年,3D打印技术在我国的应用越来越广,这项技术已应用到了医学、生物、建筑、食品、电子等各个行业领域,各行业市场需求量日趋增大。因此3D打印的生产及研发的企业如雨后春笋般的出现。国家也向3D打印行业给出政策扶持。3D打印市场需求发展速度太快,3D打印技术相关专业人才缺口巨大,社会上也没有专业学习3D 打印技术的培训机构或学校,因此,无法提供强有力的人才支撑。很多职业院校也从市场的变化中得知了人才紧缺的现象,也不断尝试开设3D打印的相关课程及实训,也有部分学校开设相关的专业方向。那我们如何抓住这个时机并做出相应的详细规划,这对于解决我国制造行业人才缺口,推动我国3D打印行业和职业教育的内涵发展,服务《中国制造2025》具有深远意义。
1增设3D打印技术专业的必要性
1.13D打印技术对中国工业升级发展具有重大意义
“让抽象变成现实,让世界更加精彩”,3D打印技术正以其技术的独特性、创造性改变着人们固有的思维习性、行为方式和行动结果。因此,3D打印技术正在全球范围内受到人们尤其是经济、技术发达国家和地区的人们的高度关注。正在创造性地构建世界第一、第二大经济体国家新型大国关系的中美两国对3D打印技术的发展表示出极大的关注。中美两国也都成功地将3D打印技术引入到本国尖端工业的发展之中,正在为国家尖端建设创造出前无古人的业绩。
1.2地方政府部门对3D打印技术发展日趋重视
国家教育部快速成形制造技术工程研究中心无锡3D 打印产业创新基地揭牌。该基地落户于无锡市惠山城铁站区,由中国工程院院士卢秉恒领衔,目前已建设形成科技人才与项目服务中心、智能制造技术应用研究中心、3D打印技术及应用研究中心等6个双创平台。3D打印作为智能制造的重要方面,已成为全球最具活力的新兴产业之一,发展潜力巨大。无锡3D打印产业创新基地主要承担高端装备制造、文化创意、汽车、生物医疗、工业设计和先进制造的相关技术服务和技术咨询。未来,创新基地将以市场需求为导向,积极构建“研究机构+领军企业+众创空间+创投基金+对接产业+校友资源”的创新创业生态体系,通过建设3D打印云平台智能化示范工厂,逐步建成具有代表性的先进制造与3D打印数字智造产业化示范园区,助力智能制造产业的加快发展。
1.33D打印技术发展需要人才支撑
3D打印产业的发展需要大量的3D打印行业人才。当下全球3D打印市场规模已经呈几何级增长态势。与3D 打印产业雨后春笋般的发展速度相比,3D打印专业人才的培养尚处于初级阶,很多企业也表示,目前市场人才紧缺,并且不够专业,企业花费培养成本较高并速度慢。这种问题会在一定程度上会限制3D打印产业的发展。基于这种情况,那么通过3D打印教育培训进行相关人才的培养就变得迫在眉睫。3D打印人才需求分析如表1所示
。
表13D打印人才需求分析表
2增设3D打印技术专业方向的可行性
2.13D打印技术的人才培养方案
人才培养方案的制定最核心部分就是专业课程体系的制定。职业院校的专业课程制定过程一般为:第一步,学
增设3D打印技术专业方向的
必要性及可行性分析
吴淼;顾国强
(江苏省无锡交通高等职业技术学校,无锡214000)
摘要:3D打印技术的快速发展引起了人才需求的空白期,从而引起了职业院校的高度重视。很多职业院校正在探索建设3D打印技术专业或专业方向。本文从3D打印技术对中国工业发展的意义,地方部门对3D打印技术的重视及市场人才紧缺等方面阐述了开设3D打印技术专业的必要性。再从3D打印技术专业课程体系建设、开设专业软硬件配备,校企合作共同培养等方面论证了开设
3D打印技术专业的可行性。
关键词:3D打印技术;模具设计专业;人才需求;必要性;可行性
Internal Combustion Engine&Parts
校会对针对专业相关企业对本专业人才的需求数量及岗位要求进行分析,分析出培养人才所需具备的专业知识水平,专业能力水平及技能要求等,然后拟定课程意见,最后结合同类专业的课程设置来确定出专业课程。但是,3D打印技术虽然是机械行业的一个分支,但与传统制造完全不同,在相关行业企业应用中还没有很好地推广应用,人才需求的能力和知识目标不明确,就业岗位也不明确。因此,该专业的课程体系的构建也无法根据传统思路进行研究。根据目前3D打印技术的应用范围分析,应用于机械行业较广,很多企业在选择人才的专业偏向于机械专业。本文以机械行业中模具专业为基础增设3D打印技术专业方向为例来制定人才培养方案。
3D打印技术专业课程的制定是以就业为导向。目前从企业人才需求条件及市场的应用可分析出,3D打印技术专业人才培养的核心技能是两大方面:三维建模技术及逆向工程,再综合考虑3D打印技术专业的特殊性、就业岗位性质以及机械传统行业的要求,确定出专业基础、技能及综合能力培养课程。在机械行业中主要应用3D打印技术来缩短新产品开发周期、不易制造的复杂、精密零部件的快速制造。因此,在3D打印技术专业课程制定中,可以在传统机械专业的专业课程体系的基础上考虑。因此本文在研究3D打印技术课程体系构建是以模具设计专业的专业方向分支进行研究的。以3D打印技术专业核心技能:三维建模技术及逆向工程为重点建设依据,兼顾制造工艺如3D打印工艺、3D模型的自动编程及数控加工等,开设如《CAD/CAM》、《工业产品设计》、《模具制造技术》、《特种加工技术》、《3D
打印技术》、《三维扫描技术》《UG三维建模设计》等课程。
由此,制定出如图1的课程体系。
图13D打印技术专业课程体系
2.2增设3D打印技术专业的软硬件
2.2.1软件——
3d打印未来发展方向—师资队伍建设
师资是专业建设过程中最关键的一项,教师是课程知识的传授者,是否有专业的师资队伍直接关系到人才培养的质量。由3D打印技术专业设置的课程体系可见,专业基础课与传统机械专业的基本相同,专业
技能课和综合课程与传统机械专业中的模具设计专业的课程也有大部分相同,只是在此基础上添加了3D打印核心技能的相关课程,如3D打印技术、3D打印模型处理技术、机电产品三维逆向建模设计与制造、Geomeyatic软件建模等核心技术课程。由此可见,3D打印技术专业的师资可以与传统机械专业的师资共用,特别是模具设计专业。在此基础上选拔一些年经教师针对3D打印专业核心技能课程相关知识再进行培训,就能够组建一支完整的3D打印技术专业的师资队伍。
2.2.2硬件——
—实训基地建设
专业建设是为企业培养人才,机械相关行业的人才最重要的就是操作技能,实训基地建设那就是专业建设中的又一关键项。3D打印技术专业实训基地建设需要满足以下几个要求:第一、要实现整个专业教师教学及学生实训课程的实施。因此,实训基地的建设要根据人才培养方案中实训课程的种类和专业预计师生数,从实训项目类别、设备种类及数量、场地大小的选择及布置、设备工艺性能等方面综合考虑。其次,根据企业对从业人员的职业技能要求越来越高,且随着现代企业的技术变革及产业升级发展,对学校培养人才的要求越来越高。因此,在实训基地建设过程中,可以根据企业对人才培养的知识技能要求(表2),从是否能与相关企业的就业岗位要求很好衔接等方面考虑。第三,近几年,国家对3D打印技术相关的技能竞赛项目逐渐重视起来。因此,实训基地建设过程中还要考虑学生参加各类技能竞赛的
培训方面的条件。最后,从实训基地建设长远发展角度考虑,还需注重实训基地中实训室能否发挥服务创业创新、科研开发,实现为合作企业解决技术难题、同步发展的作用。综合考虑以上四个方面,在建设3D打印实训基地过程中,因分为校内实训基地和校外实训基地两大块,校内实训基地建设见表3,主要分三维建模设计、逆向工程、3D打印三大模块。
表2某3D打印企
业岗位技能培训要求
表3某职业学
校3D打印实训室设备配置
2.3“厂进校,校进厂”共建绿人才培养方案2018年10月,人社部、财政部印发《关于全面推行企业新型学徒制的意见》。《意见》明确,从2018年起到2020年底,努力形成政府激励推动、企业加大投入、培训机构积极参与、劳动者踊跃参加的职业技能培训新格局,力争培训50万以上企业新型学徒。3D打印技术作为一个新颖专
1技术原理及性能指标
对设备图纸进行3D转化并应用于培训中,我们选择的是达索SolidWorks软件。它之所以能应用于培训中是因为它具有以下特点:①软件功能强大、操作方便。②良好空间呈现效果。③良好的人机交互效果。④强大的三维造型功能。
2技术的创造性与先进性
2.1三维模型在设备认知培训中的应用
新员工在进厂后要进行设备认识的学习,现场中我们只能看到设备的轮廓,在对员工进行设备内部结构培训时,我们往往采用设备的二维图纸作为培训的主要资料,在传统的二维图纸上具有尺寸、技术要求、标题栏、公差、零件编号等多种信息,作为没有识图基础的员工要想通过二维图纸来读懂零件,想象出它的具体形状很困难,但图1中,我们通过Solidworks软件绘制出设备三维模型来学习设备的结构组成。
如图1所示,这是我厂磨煤机机械部分装配总图。如果借助二维图来学习磨煤机的整体结构其过程将非常复杂,首先二维平面内无法直观的表达磨煤机这样复杂的设备的全貌,至少需要三个主要视图,这需要员工具有较高的读图能力。但三维图纸只需一个模型。其次若全面展示磨煤机内部结构,一张二维总装配图是远远不够的,还需要提供给学员其他部件的装配图,而三维时模型可以通过不同的模型渲染功能直观地在一个模型内展现出所有部件的内部结构,完成对设备的全面学习,简洁易懂,事半功倍。
2.2三维模型在装配培训中的应用
机务检修中零部件装配工艺是一项十分重要的工作。以往的装配工艺的培训中使用文本资料、二维机械
图纸或者二维照片,讲解过程显得抽象,且要求员工具有足够的空间想象能力及实践操作经验,对于新员工不切合实际。虽然检修期间可以进行实操,但并不是所有员工都有机会。所以利用三维模型进行装配工艺培训时,可以妥善的解决以上问题。
Solidworks可以按原比例生成三维模型。这样我们可以将某个设备所有零件快速转化成三维模型,建立一个零件库,解决传统装配培训中零部件过大,无培训场地、无充足时间及安全性的问题。如图2所示,这是磨煤机耳轴部件的装配体爆炸视图,学员在利用Solidworks进行该部件装配培训时,可以自己动手,利用模型,按照耳轴部件的装配工艺顺序进行装配学习,相比传统的培训,印象更加深刻,培训效果显著。
装配培训中最重要的一点就是装配各个部件之间间隙的调整,整个装配工艺的好与坏都体现在装配间隙大小的掌握情况。传统装配培训中,往往都是师父个人检修经验的讲解,具体为什么要留间隙,间隙的大小是多少学员们很难
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个人简介:王涛(1991-),男,甘肃张掖人,毕业于兰州理工大学机电工程学院,机械设计制造及自动化专业,助理工程
师,研究方向为火电厂机务检修培训创。
业,在实现企业新型学徒制有很大优势。利用这个契机,企业和学校的合作方式在专业建设及人才培养的过程中是至关重要的。
为了培养3D打印技术应用型高质量人才,要与专业相关企业实施紧密合作,要实施“厂进校,校进厂”的新型校企合作模式,共同科学地制定培养应用型人才方案。企业是学校人才培养质量好坏的最终体现,人才培养方案制定是否合理,就看人才是否能够更快、更好的适应企业就业岗位。校企双方共同构建课程体系,教师、工程师共同授课,既能使学校根据企业需求来动态地培养人才,更能让企业参与到学校的人才培养过程,了解学校是如何培养人才,根据企业的发展不断优化学校的人才培养方案的制定,做到校企人才直供,企业和学校共同发展,真正实现现代学徒制模式。
3结论
以上是以机械行业的模具设计专业为基础,针对高职专业开设3D打印技术专业方向的必要性及可行性分析。从国家发展,市场需求来看,开设3D打印技术专业,培养3D打印技术专业人才是非常有必要的。目前高职院校也
存在专业发展滞后、生源紧缺的瓶颈,急切需要开设新专业,探索能够更快适应社会发展的人才培养方式,从而促进职业教育的良性发展。
参考文献:
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[5]彭志强,谭伟林.3D打印技术在高职机械专业教学中的应用[J].内燃机与配件,2019(21):280-281.
设备图纸3D转化在检修培训中的应用
王涛
(甘肃电投张掖发电有限责任公司,张掖734000)
摘要:三维CAD技术在电厂机务培训中有很重要的作用,它不仅可以改变传统的培训模式,还可以有效的缩短培训时间,节约培训成本,提高培训质量,是现代化电力企业培养人才的重要手段。
关键词:三维CAD技术;机务专业;培训
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