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3D技术在汽车设计专业的教育教学中的应用探索

参赛方向: 3D设计与3D打印,面向教育教学的3D/VR/AR创新应用,企业命题

参赛赛区: 四川赛区

参赛组别: 教师组

参赛院校: 四川工业科技学院

参赛院系: 创新创业学院

参赛教师: 徐帅兵,岳关举,曾尧

项目简介

3D技术在汽车设计专业的教育教学中的应用探索项目的目的是探索如何将3D设计、3D打印技术和3D/VR/AR技术应用到汽车设计相关专业的教育教学中去,改变传统的汽车设计专业教育教学方式,实现做中学,学中做,在培养学生汽车相关理论知识的同时,提高学生的软件和硬件的使用技能,并且激发学生的创新激情和热情。

项目涵盖三个部分:第一个部分是利用所学汽车理论知识,借助于三维软件如UGSolidWorks或者CATIA等三维软件建立所设计汽车的三维零件模型,并进行零部件的虚拟装配;

第二部分是借助于桌面FDM 3D打印机及相应的切片软件Cura打印设计汽车的每个三维零件,经过去支撑和表面光洁度处理,将其装配在一起。装配过程中如果发现零件有问题,对其进行修配,对修配后的零件进行三维模型的修改,重新打印后装配,组装成汽车初步设计模型;

第三部分是借助于三维扫描仪实现零部件的快速逆向建模,即在已有的零部件的基础上,借助于三维扫描仪快速实现零件的三维建模,在建立的三维模型的基础上实现逆向设计。

项目详情

项目详情:

第一步骤:是利用所学汽车理论知识,借助于三维软件如UGSolidWorks或者CATIA等三维软件建立所设计汽车的三维零件模型,并进行零部件的虚拟装配,如下图所示





第二步骤借助于桌面FDM 3D打印机及相应的切片软件Cura打印设计汽车的每个三维零件,经过去支撑和表面光洁度处理,将其装配在一起。装配过程中如果发现零件有问题,对其进行修配,对修配后的零件进行三维模型的修改,重新打印后装配,组装成汽车初步设计模型,如图a、图b和图c所示。




第三步骤是利用三维扫描仪对设计的车身结构进行扫描,初步获得所建车架的扫描点云和三维封装模型。



以上便完成了整个项目的框架,接下来便是对整个设计流程的归纳与总结,形成一份可以用于教学,也可以用于学生自己学习的内部教材。


难点创新

项目设计的难点:

       汽车的结构设计与3D打印零部件的装配。汽车设计需要系统的汽车理论知识和零部件结构设计知识,打印的零部件装配又考查了学生的汽车制造工艺学知识。

创新:将3D设计、3D打印和三维扫描技术与汽车设计专业教学相结合,使得整个学习更加充实,同时使得学生在整个学习过程中更加充满激情,且可以学到更加多的技能。

成果成效

1)初步设计了一款电动小车,且建立了所有零部件的三维模型,并利用3D打印机打印装配;

2)形成一套完整的设计流程说明书,且与整个设计过程相配套;

3)初步建立了与汽车设计课程设计相关的软硬件需求体系文件,并在学校建立了相应的实验实训中心

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