浅谈三维CAD技术在教学和设计中的应用

HEATS

　　现代化教学和技术创新是21世纪学校和企业竞争的焦点之所在，,而产品创新既是技术创新的主要组成部分，也是技术创新的物化成果和集中体现，同时现代设计技术是实现产品创新的关键。

/ P' P% P7 B8 ] s! F

　　一、现代化教学已充分认识到多媒体教学的优势，并使之广泛应用，而三维CAD技术对教学也有很大的帮助

3 V4 I# z7 N5 F$ R, J( y) V" j2 Y

　　1、在教学很多课程需要实物模型帮助学生理解教学内容，而传统的教学方式是利用实物或者教师自制简单模型。存在的问题是实物携带困难，根据教学需要更改模型的可操作性也不大，自制模型简单，缺少变化，并且要花费教师的很多时间，没有经验的年轻教师完成这项工作也有困难。如果没有模型，仅仅依靠讲解，这样要想把一个立体结构讲清楚又是很困难的事情，对于缺少对实物感官认识的学生理解没有模型的讲解不是一个简单的事情，这个过程很容易出现偏差。

1 L' E# ^4 w6 @$ e6 P% x/ l- k

　　2、教学中存在的另一个问题是传统的教学模型更新换代的速度慢，而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要，传统教学模型基本上不能够修改，更换时的问题是新模型或实物成本高，旧模型基本没有再利用的价值。

, g8 c' E# _/ m z ) P4 e- ?+ p0 _" e, i; M9 W$ v1 z: B- C

　　3、三维CAD技术在教学中的应用完全可以避免传统教具的缺点，它在具有实物教具直观，容易理解的优点的同时，克服了传统教具的不足，避免了携带困难，模型修改方便，添加新模型的成本低(计算机建模)，学生根据自己的理解也可自己和建立新模型，达到降低教学成本，提高教学质量的目的。另一方面，使学生在学习阶段就能不断了解新技术，也为之将来走向社会打下良好的基础。

- |0 A: T S6 o3 H- o, r8 w

　　二、三维CAD设计的技术基础

' z; h: @3 ^4 ~% G$ s$ M

　　1、设计手段的计算机化。现代设计技术已离不开计算机的参与和支持，计算机已成为现代设计技术的必备工具，这一点已经被现代企业、学校在计算机应用的实际情况所证实。三维CAD技术正是充分发挥计算机优势的有力工具。

+ n5 E# M' e* T @ ' B* Q2 h4 W1 K% }% X/ A

　　2、设计范畴的扩大化。现代产品设计概念已不仅是产品本身结构、性能、工艺等的设计，还应包括与之相关的一切过程。而三维CAD技术是现代设计的基础，能够为后续的CAE(计算机辅助分析系统);CAM(计算机辅助制造系统);NCP(数控编程系统);PDM(产品数据管理系统)等提供完整统一的产品数据信息，大大地简化后续工作，优化整个设计过程。

　　3、设计过程的并行化和智能化。局域网和INTERNET的普及，已使绝大多数人认识到，网络将是二十一世纪发展的首选工具。一个大中型产品的设计不是一个人或少数几个人就能够完成的，而网络将这种设计任务的并行性的可能性大大提高。三维CAD技术使得设计人员之间的交流更容易，减少了交流过程中的不必要错误，网络交流更直观。

r5 l! C/ j5 N: t: _; ~ 8 i- f7 U) ]) x+ V2 }

　　(1)设计和生产的一体化。计算机技术在设计中的应用已从以往的计算、绘图和制造发展到当今的三维建模、虚拟制造、智能设计及CAD/CAE/CAM集成阶段。三维参数化设计软件作为当今最先进的CAD软件，在发达国家与工程设计有关的各个领域中得到广泛应用。比如:美国福特公司为迎接21世纪而制定的革命性的技术发展计划《FORD2000》，应用三维CAD技术后将新型汽车开发周期从18个月压缩到12个月，减少了90%的实物模型，减少新产品的设计更改50%以上，减少新汽车试制成本50%，提高投资收益30%。波音公司新一代777客机生产中实现了“无图纸设计“，其先进的CAD/CAM技术，走在了全世界的前面。

; P" Y. `% y$ ^& ~7 m; E

　　(2)强调顾客参与化。新世纪需求的产品内涵是一组能满足消费需求的理解，需求是产品存在和发展的先决条件。那么一个优秀的产品设计应充分考虑消费者的意见，应尽力让消费者参与到设计中来，这样就必须让消费者充分理解设计者的设计意图，而一个消费者大多数不具备理解产品图纸的专业知识，这时设计的直观性就显得非常重要。

' z+ X& z4 A5 {$ G+ U3 r

　　(3)追求产品的精神功能和环保性。这一点是在设计者思想重视的同时，依靠设计能力的和设计质量的提高来保证的。

$ ]: \0 k' a5 T, S

　　现代三维CAD技术正逐步走向成熟，微机平台技术也已开始在实践中发挥作用，并且以其对硬件要求不高，操作简便，容易上手，价格较低(国产“金银花“MDA系统价格已低于¥5000)等优点，已被学校和中小型企业接受，希望这种技术能够为学校和企业带来效益，提高学校和企业的整体设计能力，在二十一世纪的技术创新中发挥作用。

5 J! e8 b* H5 A* D; ? $ j6 z. e- O. `' j2 t " t8 {2 w+ S5 v- U) b8 M