你能想象整個學院的沙盤是學生3D打印的嗎?在濟寧市工業技師學院,11名學生花了倆月做到了。在這家學院,新老專業都穿上了智能化的“潮衣裳”。比如傳統的機械工程類專業,學生不僅要學習機械、電工方面的知識,還要用軟件進行機械工程設計,將平面圖紙制成3D運動圖像。今年18歲的梅重陽就曾在機械工程設計省級比賽中獲得二等獎。

學生3D打印的學校沙盤。

薛孝磊指導梅重陽進行機械工程設計。

每名學生負責一個建筑

從建模到打印自行完成

“將整個學院建筑按照1:200的比例縮小,參照建筑施工圖將建筑物在電腦上畫出來,然后用3D打印技術打印出了學院沙盤。”這項任務是3D打印專業老師褚騰騰和他的學生花了兩個月的時間完成的。這個3D打印沙盤在第二屆山東省技工院校學生創新創意作品大賽中獲得了三等獎。

褚騰騰介紹,沙盤包括教學樓、連廊、鐘樓等共11個建筑物,而2016級3D打印班剛好11個學生,每個學生負責了一個建筑物。

“這是一個龐大的工程。”褚騰騰說,在電腦上用軟件畫出建筑需要15天,而打印整整費時45天。機器有時候得打一天一夜,學生第一次做難度這么高的任務,但從建模到打印都是自己完成。

學院的打印機只能打印出230mm×140mm×160mm的物體,而建筑物按比例縮小后的尺寸比打印機打出來的標準尺寸還要大。因此,只能采取分割打印的方式,把建筑物分成兩部分或四部分進行打印,后期用黏土進行粘連。“建筑打印出來是白色的,學生再用毛筆蘸上丙烯顏料一點一點為建筑物上色。”讓褚騰騰很欣慰的是,通過這次鍛煉,學生們都表示進行精細打印是“小菜一碟”。

在3D打印教室,到處都是學生的作品,有帶有明星頭像的燈籠、多彩的章魚、能發光的月球燈、小木屋等。對于3D打印專業的學生來說,只要腦子里有想法,大多數都能打印出來,這也是一個不錯的商機。比如,打印一個直徑為14cm的月球燈需20個小時,網上能賣到200元,而成本卻不到30元。

3D打印專業2016年秋季才開始招生,在學院剛起步,但是褚騰騰對專業未來十分看好。“國家大力支持智能制造,學生未來可以從事3D打印機器生產與調試、商務拓展、個性定制、模具設計等方面的工作,就業面廣闊。”

傳統機械基礎上學設計

老牌專業“智能化”

“你看,這臺電腦上的Inventor就建了一個正搖手的機器人模型。”梅重陽是濟寧市工業技師學院機電技術應用專業的一名學生,曾在2017年山東省“技能興魯”職業技能大賽機械工程設計Inventor項目中獲得二等獎。在學院,除了基本的機械知識,還要學習Inventor等機械設計軟件,正是這樣的教學模式讓梅重陽對Inventor產生了濃厚的興趣。

Inventor是一款三維設計軟件,可用于創建完整的數字樣機,軟件用電腦上的產品數字模型代替物理樣機,模擬機器在真實條件下如何運轉,從而分析設計上的不足并進行修改,最終直接進行產品投產。

隨著時代的發展,智能化在機械行業的應用更加廣泛,傳統教學顯得舉步維艱,機械工程設計教學成了學院機械工程系改革的不二之選。薛孝磊是梅重陽的指導老師,他表示,“教學主要分為工藝設計和工業設計,前者要設計產品外形,后者是機器設備的零件建模及零件組裝的表達方案。機器換人必將替代一線工人,而學院則把培養方向瞄準培養‘一線設計工人’。”

在設計時,梅重陽需要將一個二維平面圖紙想象成三維形狀,然后在軟件中將三維形狀表示出來,而“識圖”成了最大的難題。“以參賽的搖手機器人模型來說,要將12頁A4紙正反面畫得滿滿的零件一個一個想象出來,然后在軟件中進行裝配、表達,零件量大,需要注意的細節也很多。”梅重陽說。

建模、裝配、設計表達、動畫渲染……梅重陽坦言,每次進行設計,腦子里就“灌”滿了新東西。“為了讓機器人在電腦上運動起來,能夠進行搖頭、踢腿的動作,我就要惡補很多動畫知識。”

5小時做成15秒動畫

“很有成就感”

“一位公主從庭院慢慢地走出來,伸了個懶腰,抬頭驚見遠方天空沖來一個飛碟……”短短15秒的動畫,是劉博文費盡心思花了5個小時完成的作品,也是這名17歲少年參加2017年濟寧市職業院校技能大賽動畫制作項目獲得一等獎的作品。

數字媒體日漸興盛,濟寧市工業技師學院緊跟形勢,計算機專業辦得有聲有色。不僅是劉博文,與他一同參賽的另一位同學也獲得了一等獎。“學生們在玩動畫時都一心撲在上面。”計算機專業教師趙秋毅笑著解釋,他們都說看到自己做的東西動起來,非常有成就感。

同樣,做動畫也需要進行建模、繪字貼圖、綁定骨骼、繪制權重、編輯動畫、燈光、攝像頭運動、渲染輸出、后期特效、完整輸出等一系列流程。其中,綁定骨骼常常讓劉博文頭疼不已。“綁定骨骼必須讓人物關節和相應的點在電腦上對準位置,一共需要對30個關節。”劉博文介紹,必須要根據順序精確對準一個點后,才能進行下一個。如果沒有綁定骨骼,運動時人物的各個關節就不能同步。

“我今年三年級,在一年級下學期我就可以做動畫了。”劉博文坦言,自己剛開始做的動畫很差勁,做一個小球彈跳就要兩天,現在只要5小時就可以做出一個有場景的人物動畫。作為班里做動畫成績最好的學生,在專業選擇上,他似乎找到了興趣結合點,“平時我非常喜歡看動漫,也比較喜歡計算機方面的東西,畢業后想要從事平面設計或動畫方面的工作。”

（齊魯晚報·齊魯壹點記者 周國芳 見習記者 王小涵）

[責任編輯：楊凡、彭芳]

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