三維CAD技術在教學和設計中的應用

現(xiàn)代化教學和技術創(chuàng)新是21世紀學校和企業(yè)競爭的焦點之所在，,而產品創(chuàng)新既是技術創(chuàng)新的主要組成部分，也是技術創(chuàng)新的物化成果和集中體現(xiàn)，同時現(xiàn)代設計技術是實現(xiàn)產品創(chuàng)新的關鍵。

　　一、現(xiàn)代化教學已充分認識到多媒體教學的優(yōu)勢，并使之廣泛應用，而三維CAD技術對教學也有很大的幫助

　　1、在教學很多課程需要實物模型幫助學生理解教學內容，而傳統(tǒng)的教學方式是利用實物或者教師自制簡單模型。存在的問題是實物攜帶困難，根據(jù)教學需要更改模型的可操作性也不大，自制模型簡單，缺少變化，并且要花費教師的很多時間，沒有經驗的年輕教師完成這項工作也有困難。如果沒有模型，僅僅依靠講解，這樣要想把一個立體結構講清楚又是很困難的事情，對于缺少對實物感官認識的學生理解沒有模型的講解不是一個簡單的事情，這個過程很容易出現(xiàn)偏差。

　　2、教學中存在的另一個問題是傳統(tǒng)的教學模型更新?lián)Q代的速度慢，而幾十年不變的教學模型已不能滿足教學和科技時代不斷進步的需要，傳統(tǒng)教學模型基本上不能夠修改，更換時的問題是新模型或實物成本高，舊模型基本沒有再利用的價值。

　　3、三維CAD技術在教學中的應用完全可以避免傳統(tǒng)教具的缺點，它在具有實物教具直觀，容易理解的優(yōu)點的同時，克服了傳統(tǒng)教具的不足，避免了攜帶困難，模型修改方便，添加新模型的成本低(計算機建模)，學生根據(jù)自己的理解也可自己和建立新模型，達到降低教學成本，提高教學質量的目的。另一方面，使學生在學習階段就能不斷了解新技術，也為之將來走向社會打下良好的基礎。

　　二、三維CAD設計的技術基礎

　　1、設計手段的計算機化?，F(xiàn)代設計技術已離不開計算機的參與和支持，計算機已成為現(xiàn)代設計技術的必備工具，這一點已經被現(xiàn)代企業(yè)、學校在計算機應用的實際情況所證實。三維CAD技術正是充分發(fā)揮計算機優(yōu)勢的有力工具。

　　2、設計范疇的擴大化?，F(xiàn)代產品設計概念已不僅是產品本身結構、性能、工藝等的設計，還應包括與之相關的一切過程。而三維CAD技術是現(xiàn)代設計的基礎，能夠為后續(xù)的CAE(計算機輔助分析系統(tǒng));CAM(計算機輔助制造系統(tǒng));NCP(數(shù)控編程系統(tǒng));PDM(產品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng))等提供完整統(tǒng)一的產品數(shù)據(jù)信息，大大地簡化后續(xù)工作，優(yōu)化整個設計過程。

　　3、設計過程的并行化和智能化。局域網和INTERNET的普及，已使絕大多數(shù)人認識到，網絡將是二十一世紀發(fā)展的首選工具。一個大中型產品的設計不是一個人或少數(shù)幾個人就能夠完成的，而網絡將這種設計任務的并行性的可能性大大提高。三維CAD技術使得設計人員之間的交流更容易，減少了交流過程中的不必要錯誤，網絡交流更直觀。

　　(1)設計和生產的一體化。計算機技術在設計中的應用已從以往的計算、繪圖和制造發(fā)展到當今的三維建模、虛擬制造、智能設計及CAD/CAE/CAM集成階段。三維參數(shù)化設計軟件作為當今最先進的CAD軟件，在發(fā)達國家與工程設計有關的各個領域中得到廣泛應用。比如：美國福特公司為迎接21世紀而制定的革命性的技術發(fā)展計劃《FORD2000》，應用三維CAD技術后將新型汽車開發(fā)周期從18個月壓縮到12個月，減少了90%的實物模型，減少新產品的設計更改50%以上，減少新汽車試制成本50%，提高投資收益30%。波音公司新一代777客機生產中實現(xiàn)了“無圖紙設計“，其先進的CAD/CAM技術，走在了全世界的前面。

　　(2)強調顧客參與化。新世紀需求的產品內涵是一組能滿足消費需求的理解，需求是產品存在和發(fā)展的先決條件。那么一個優(yōu)秀的產品設計應充分考慮消費者的意見，應盡力讓消費者參與到設計中來，這樣就必須讓消費者充分理解設計者的設計意圖，而一個消費者大多數(shù)不具備理解產品圖紙的專業(yè)知識，這時設計的直觀性就顯得非常重要。

　　(3)追求產品的精神功能和環(huán)保性。這一點是在設計者思想重視的同時，依靠設計能力的和設計質量的提高來保證的。 現(xiàn)代三維CAD技術正逐步走向成熟，微機平臺技術也已開始在實踐中發(fā)揮作用，并且以其對硬件要求不高，操作簡便，容易上手，價格較低等優(yōu)點，已被學校和中小型企業(yè)接受，希望這種技術能夠為學校和企業(yè)帶來效益，提高學校和企業(yè)的整體設計能力，在二十一世紀的技術創(chuàng)新中發(fā)揮作用。