三維CAD技術(shù)在教學(xué)和設(shè)計中的應(yīng)用

現(xiàn)代化教學(xué)和技術(shù)創(chuàng)新是21世紀(jì)學(xué)校和企業(yè)競爭的焦點(diǎn)之所在，,而產(chǎn)品創(chuàng)新既是技術(shù)創(chuàng)新的主要組成部分，也是技術(shù)創(chuàng)新的物化成果和集中體現(xiàn)，同時現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵。

　　一、現(xiàn)代化教學(xué)已充分認(rèn)識到多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，并使之廣泛應(yīng)用，而三維CAD技術(shù)對教學(xué)也有很大的幫助

　　1、在教學(xué)很多課程需要實(shí)物模型幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，而傳統(tǒng)的教學(xué)方式是利用實(shí)物或者教師自制簡單模型。存在的問題是實(shí)物攜帶困難，根據(jù)教學(xué)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(fèi)教師的很多時間，沒有經(jīng)驗(yàn)的年輕教師完成這項(xiàng)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(jié)構(gòu)講清楚又是很困難的事情，對于缺少對實(shí)物感官認(rèn)識的學(xué)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(xué)中存在的另一個問題是傳統(tǒng)的教學(xué)模型更新?lián)Q代的速度慢，而幾十年不變的教學(xué)模型已不能滿足教學(xué)和科技時代不斷進(jìn)步的需要，傳統(tǒng)教學(xué)模型基本上不能夠修改，更換時的問題是新模型或?qū)嵨锍杀靖?，舊模型基本沒有再利用的價值。

　　3、三維CAD技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用完全可以避免傳統(tǒng)教具的缺點(diǎn)，它在具有實(shí)物教具直觀，容易理解的優(yōu)點(diǎn)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(jī)建模)，學(xué)生根據(jù)自己的理解也可自己和建立新模型，達(dá)到降低教學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量的目的。另一方面，使學(xué)生在學(xué)習(xí)階段就能不斷了解新技術(shù)，也為之將來走向社會打下良好的基礎(chǔ)。

　　二、三維CAD設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ)

　　1、設(shè)計手段的計算機(jī)化。現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)已離不開計算機(jī)的參與和支持，計算機(jī)已成為現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的必備工具，這一點(diǎn)已經(jīng)被現(xiàn)代企業(yè)、學(xué)校在計算機(jī)應(yīng)用的實(shí)際情況所證實(shí)。三維CAD技術(shù)正是充分發(fā)揮計算機(jī)優(yōu)勢的有力工具。

　　2、設(shè)計范疇的擴(kuò)大化。現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計概念已不僅是產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)、性能、工藝等的設(shè)計，還應(yīng)包括與之相關(guān)的一切過程。而三維CAD技術(shù)是現(xiàn)代設(shè)計的基礎(chǔ)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的CAE(計算機(jī)輔助分析系統(tǒng));CAM(計算機(jī)輔助制造系統(tǒng));NCP(數(shù)控編程系統(tǒng));PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng))等提供完整統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息，大大地簡化后續(xù)工作，優(yōu)化整個設(shè)計過程。

　　3、設(shè)計過程的并行化和智能化。局域網(wǎng)和INTERNET的普及，已使絕大多數(shù)人認(rèn)識到，網(wǎng)絡(luò)將是二十一世紀(jì)發(fā)展的首選工具。一個大中型產(chǎn)品的設(shè)計不是一個人或少數(shù)幾個人就能夠完成的，而網(wǎng)絡(luò)將這種設(shè)計任務(wù)的并行性的可能性大大提高。三維CAD技術(shù)使得設(shè)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(wǎng)絡(luò)交流更直觀。

　　(1)設(shè)計和生產(chǎn)的一體化。計算機(jī)技術(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用已從以往的計算、繪圖和制造發(fā)展到當(dāng)今的三維建模、虛擬制造、智能設(shè)計及CAD/CAE/CAM集成階段。三維參數(shù)化設(shè)計軟件作為當(dāng)今最先進(jìn)的CAD軟件，在發(fā)達(dá)國家與工程設(shè)計有關(guān)的各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。比如：美國福特公司為迎接21世紀(jì)而制定的革命性的技術(shù)發(fā)展計劃《FORD2000》，應(yīng)用三維CAD技術(shù)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(shí)物模型，減少新產(chǎn)品的設(shè)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(jī)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了“無圖紙設(shè)計“，其先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)，走在了全世界的前面。

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

　　(3)追求產(chǎn)品的精神功能和環(huán)保性。這一點(diǎn)是在設(shè)計者思想重視的同時，依靠設(shè)計能力的和設(shè)計質(zhì)量的提高來保證的。 現(xiàn)代三維CAD技術(shù)正逐步走向成熟，微機(jī)平臺技術(shù)也已開始在實(shí)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(diǎn)，已被學(xué)校和中小型企業(yè)接受，希望這種技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)校和企業(yè)帶來效益，提高學(xué)校和企業(yè)的整體設(shè)計能力，在二十一世紀(jì)的技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮作用。