激光快速成形机在一体化教学中的应用
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摘 要：本文主要介绍了激光快速成形机在一体化教学形式中作为应用于教学载体制造设备的教学意义，以及在教学过程中是怎样应用于教学实验，让学生体会到工作即学习、学习即工作的工作情境，进而达到提高学生的学习兴趣、提高学生的综合素质的目的。同时也介绍了当前国内流行的一体化教学方法和先进制造技术中的激光成形技术。
关键词：激光快速成形机 一体化教学 应用
一、一体化教学
一体化教学是目前国内较为流行的一种全新教学方法，它是以学生作为教学主体、以理论和实践结合、让学生在一个真实的工作情境中体会工作即学习，学习即工作的教学方法。它具有以下优点：
一是可以化被动学习为主动学习，打破了传统教学中的以教师作为教学主体，充分调动学生的学习主动性和积极性。
二是可以提升学生的思维能力，特别是创造性思维。在一体化教学当中，教学内容的更广阔性，不再以教本教材为中心，无形之中给予了学生更为宽广的思维空间。
三是理论和实践相结合，完全解决了传统教学当中的理实脱节的问题。
四是以培养学生能力本位，提升学生综合职业能力为目标。
二、激光快速成形机的成形原理以及应用范围
1.激光快速成形机的原理
激光快速成形技术作为先进制造技术的重要部分，是在计算机技术、数控加工技术、数控控制技术、激光技术和化工材料技术之上发展起来的，它是将虚实的空间设计概念在短时间内转化为可视化现实产品的一种重要手段。在机械产品的加工当中，如果被加工零件形腔过于复杂（比如镂空件），对于现行的加工设备来说是很难加工或是是无法加工的。在此情形下，快速成形思路才应运而生，它很好地突破了传统加工限制，利于更好更方便地加工复杂形腔零件。
它是利用光敏树脂材料（一种新形复合材料，常温液态）对紫外激光的敏感性，将一定功率的紫外激光照射到材料上产生光聚合反应，使其物理特性发生改变（照射层将变硬），激光每照射完一层后，机床工作台（Z轴）下降到相应的深度，如此重复。一层层堆积形成三维实体，最后整个零件加工完成。
2.激光快速成形机的应用领域
（1）机械工业领域。激光快速成形机制作的样件可以直观地以实物的形式把设计师的创意可视化、方便产品的外观造形和人体工程学评测。
（2）电子工业领域。在电子市场中，产品的更新换代周期越来越短，必然引发产品外壳的设计更新，而激光成形设备正好满足零件试样生产，快速开发产品。
（3）现代医疗领域。现代医疗领域，快速成形配套软件可根据医疗设备的CT数据重新建模，并快速的制造出人类骨骼、神经、牙齿等相关人体构件物理模形，帮助各科医生进行手术规划准备，更好地为患者服务。
（4）个人设计领域。激光成形机的数据来源自计算机CAD技术，进而个人的思维灵感设计，通过低成本、高效率的激光成形设备可以快速地制作实物表现出来。
三、教学载体制造设备的教学意义
经过教学试验，利用先进的一体化教学方式，配合激光快速成形机快速制造教学载体，与传统的教学实训方式和传统加工设备相比，其优势突显如下：
第一，在一体化教学方式下，学生开放式的思维创造和对现有产品的新思路都可以经过激光快速成形机制造出来，摆脱了传统加工中的设备加工限制，从而更能激发学生的创作热情。
第二，激光快速成形设备的市场应用非常广泛，在某种程度上，学生可以主动开发出学习任务，与市场接轨，既充分调动了学生的学习积极性和主动性，也让学生体会到工作即学习、学习即工作的真实情境，最后形成的实习产品同时也具有市场价值，同时也将一体化教学提高到一个新的层次。
第三，在使用激光快速成形机制作之前，要由计算机生成三维数据再进行制造，如果制造不理想，反过来操作计算机修改三维数据，即综合提高学生解决问题的能力，也提高了教学层次。同时实习需要使用计算机以及相关的配套软件，也使得教学资源得到充分使用。
第四，激光快速成形机可以在短时间内制造出教学任务载体，使教学不再纸上谈兵、空洞，让学生从对零件的理性认识提升到感性认识。对“懒惰形”学生的学习积极性问题也具有极大的改进。通过教学实验，原来对实习不感兴趣的学生，通过一体化教学和以制造工作任务载体的激光成形机的使用，不仅开放了学生的创造思维，也让学生的学习态度发生了根本性的改变。
目前国内的一体化教学大多处于理实结合的初级状态，存在学生脱离社会生产实践，培养的学生企业用不了，最终导致就业难的问题。而以激光快速成形机在一体化教学中作为教学载体制造设备的应用，不但完成了理实结合的统一，也结合了社会生产实际，达到了一体化教学的工作任务来源于企业生产实践的目标，开发出的工作任务同时具有市场价值，学生相应的职业能力在社会上也得到认可，彻底突破了就业的瓶颈，也使一体化教学上升到以工学一体化为主的新阶段。
（作者单位：江西技师学院）