基于工業(yè)設(shè)計模型的高校實驗室建設(shè)
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了基于工業(yè)設(shè)計模型的高校實驗室建設(shè)范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要:模型制作是工業(yè)設(shè)計專業(yè)的重要課程，并貫穿于整個設(shè)計專業(yè)學習當中，而且模型的制作和應(yīng)用非常依賴于模型制作實驗室。本文在介紹工業(yè)模型類別基礎(chǔ)上探討了實驗室建設(shè)的思路和方案，并據(jù)此進行了具體的實驗室建設(shè)。最后，指出基于工業(yè)設(shè)計模型建設(shè)高校實驗室的現(xiàn)實意義。
關(guān)鍵詞:工業(yè)設(shè)計模型;高校實驗室;建設(shè)方案;實施
工業(yè)設(shè)計師將自身的構(gòu)思進行視覺化的重要方式就是進行模型設(shè)計，也是把想象力和創(chuàng)造力轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袑嵱脙r值的產(chǎn)品的重要階段。模型始終伴隨著工業(yè)設(shè)計的創(chuàng)立和發(fā)展，已經(jīng)成為設(shè)計過程中必不可少的工具〔1〕。需要重視的是，模型制作是工業(yè)設(shè)計專業(yè)的重要課程，并貫穿于整個設(shè)計專業(yè)學習當中，而且模型的制作和應(yīng)用非常依賴于模型制作實驗室。高校的模型制作實驗室是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)造能力的重要場所，而如何提高學生創(chuàng)新能力和動手能力是實驗室建設(shè)的關(guān)鍵所在〔2〕。顯然，基于工業(yè)設(shè)計的模型制作實驗室建設(shè)的水平會直接決定了產(chǎn)品模型的制作工藝和水平，但是現(xiàn)階段我國大部分高校對于模型制作實驗室建設(shè)重視程度不足，投入經(jīng)費有限，很難滿足教學需要。因此本研究針對工業(yè)設(shè)計模型的高校實驗室建設(shè)進行深入探討，并提出了一些改進措施。
1工業(yè)設(shè)計模型類別
根據(jù)工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計流程，本研究將工業(yè)設(shè)計過程分為四個階段，其中每個階段都有專門的功能需求，針對不同的功能需求和設(shè)計任務(wù)，模型所起到的作用也各不相同。需要說明的是，產(chǎn)品設(shè)計階段具有非常明顯的過程性，因此要求模型設(shè)計同樣要具有過程性。產(chǎn)品設(shè)計分類以及對應(yīng)的模型設(shè)計類別圖.(1)創(chuàng)意模型。創(chuàng)意模型又被稱為粗摸，顧名思義，就是在客戶需求的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)意設(shè)計時，通常會采用模糊概括的方式來表現(xiàn)該創(chuàng)意模型，既可以表現(xiàn)出產(chǎn)品的創(chuàng)意構(gòu)思、形狀特點、人機關(guān)系等〔3〕，又可以驗證設(shè)計人員的設(shè)計思路，還可以作為設(shè)計團隊的原始樣本，為以后的實物模型提供參考。(2)表現(xiàn)模型。在產(chǎn)品設(shè)計的初期階段，專業(yè)的設(shè)計人員都會根據(jù)設(shè)計創(chuàng)意，利用塑料、油泥以及陶土等簡易材質(zhì)來構(gòu)建組胚模型，模型注重產(chǎn)品設(shè)計的整體表現(xiàn)，對細節(jié)不作過多的考慮，其主要功能就是將設(shè)計人員的構(gòu)思進行快速呈現(xiàn)，這也是設(shè)計人員比較產(chǎn)品的形狀、尺度以及大小的重要依據(jù)。由于初期模型的呈現(xiàn)方式比較直觀和簡潔，因此在具體制作模型的過程中會不斷激發(fā)設(shè)計人員的創(chuàng)作靈感，還可以實時地修改和調(diào)整模型的具體參數(shù)。
2基于工業(yè)設(shè)計模型的高校實驗室建設(shè)
模型制作實驗室應(yīng)該以可持續(xù)發(fā)展的角度來進行規(guī)劃，堅持動態(tài)的發(fā)展戰(zhàn)略〔4〕。一般情況下，實驗室建設(shè)可以分為兩個階段進行，第一個階段主要以手工的模型制作為主，第二個階段以計算機輔助設(shè)計為主.
2．1以手工為主的模型制作工作室
以手工為主的模型制作工作室可以按照不同的材質(zhì)進行模型加工，其可以勝任從參考模型到樣品模型階段的工作。因為這種工作室的工作性質(zhì)和工作方式非常類似，所以其材料也可以進行綜合利用，而且還可以根據(jù)需要進行磨合。另外，只要將分區(qū)進行合理分配，就可以讓材料的使用率提高，比如樹脂和石膏材質(zhì)的工作室、木質(zhì)和塑料材質(zhì)的工作室都是可以讓材料進行交叉使用，提高材質(zhì)的利用率。但是，油泥材質(zhì)的制作工作室對于室內(nèi)環(huán)境的要求非常高，比如室內(nèi)溫濕度、塵土等因素都需要考慮;如果塑料材質(zhì)的制作工作室要求的精度較高時，實驗室還應(yīng)該配備專業(yè)的真空吸塑機，與傳統(tǒng)的工業(yè)真空吸塑機不同，這種實驗室配備的真空吸塑機具有占地較少、模具更換簡單以及工作噪音小等特點〔5〕。
2．2計算機輔助模型制作工作室
計算機輔助模型制作工作室的主要功能就是將設(shè)計的虛擬模型轉(zhuǎn)變?yōu)槿S實體模型，其可以自動地將設(shè)計人員的構(gòu)思轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶓w模型，當然還要保證一定的精度，現(xiàn)在很多工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計都要經(jīng)歷計算機輔助模型階段。根據(jù)使用設(shè)施進行分類，可將模型制作技術(shù)分為數(shù)據(jù)加工類型和速成加工類型〔6〕。這兩類加工類型特點各異，相互補充，比如數(shù)控加工類型的模型具有精度高、模型強度大、但是對于制作人員的要求較高，而速成加工類型的模型具有強度小、易斷裂，不能制作結(jié)構(gòu)復雜的模型，但是操作簡單。實驗室應(yīng)該根據(jù)本身的實驗特點合理選購加工設(shè)備。
3高校實驗室建設(shè)的具體實施
3．1實驗室硬件建設(shè)
(1)選址制作模型的實驗室場所應(yīng)該選擇在比較獨立的位置，也可以根據(jù)需要設(shè)定在離教學區(qū)域距離不遠的位置。與此同時，實驗室的數(shù)量要達到教學和實驗需要，實驗室的房間要適中，如果實驗室面積過大可以利用隔板等設(shè)施進行隔離，將較大的實驗室隔離位多個較小的實驗室。另外，實驗室應(yīng)該采光足夠，利于通風散熱，而且配套的實驗室器材、桌椅以及實驗用品要準備妥當。如果實驗室旁邊配備多媒體教室就有利于具體地講解實驗過程，從而提高實驗教學效果。總體上看，可將模型制作的實驗室分為干濕兩個類型，并在空間區(qū)域上進行隔離，其中干型實驗區(qū)域又可分為靜態(tài)區(qū)域和動態(tài)區(qū)域，比如可將噪聲較大、灰塵較多的區(qū)域以及實驗氣體刺激、有一定污染性的區(qū)域安排在動態(tài)區(qū)域〔7〕。濕型區(qū)域要配備水源和專門的實驗下水管道，如果條件允許，可以選擇通風較好、采光較好的區(qū)域作為濕型區(qū)域。(2)布局根據(jù)模型制作的工藝和使用材質(zhì)的不同，要求實驗室的面積約為200平方米，主要分為模型打磨室、制作室、精修室、噴漆室以及存儲室組成，而且要求實驗室采光充足、通風性良好。具體來講，打磨室和制作室需要安裝特定插座，打磨室配備四個試驗臺，八個虎鉗、主要用于切割和打磨粗糙的密度板;制作室是學生學習和實踐的主要場所，要求配備一個烘箱，以便于加熱和烘烤油泥材質(zhì)以及ABS材質(zhì)的模型，另外還要配備六個中型試驗臺以及三十五個實驗板凳，實驗室臺面建議使用鋼化玻璃，以便于學生進行模型切割，并在墻邊設(shè)置展覽區(qū)域;精修室建議進行無塵處理，用于放置大型激光雕刻機;噴漆室是模型制作的最后環(huán)節(jié)，要求有極好的通風條件，燈光設(shè)施齊備，可在墻壁上安裝換氣扇若干;存儲室主要存儲各種實驗室備用器材、實驗耗材，要求達到防水、防霉以及防火的標準。
3．2實驗室軟件建設(shè)
(1)規(guī)范制度嚴格和合理的規(guī)范制度是模型制作實驗室能夠正常運行的重要保證，構(gòu)建責任明確的崗位制度、實驗設(shè)備以及實驗物品使用制度、實驗安全制度以及實驗室工作量化制度等。當然，制作模型實驗室的管理部門隸屬于高校教務(wù)管理部門，但是日常的管理則歸各個學院實驗室負責，也就是由專門的實驗室人員負責。一般情況下，實驗室的設(shè)備需要由各院系提出申請，并由學院管理部門審批，學院行政部門統(tǒng)一采購，并將實驗器材錄入到學校實驗資產(chǎn)庫。一般的實驗消耗品經(jīng)費可由學院實驗管理部門根據(jù)教學和科研工作量進行統(tǒng)籌規(guī)劃，實驗室人員只需要負責日常實驗管理工作，比如實驗設(shè)備的維護、實驗室衛(wèi)生、實驗課準備以及相關(guān)的實驗技術(shù)指導工作等。(2)師資建設(shè)模型的設(shè)計和制作人員是實驗室建設(shè)的骨干力量，其主要由實驗室技術(shù)人員以及專職教師組建，是一支具有高素質(zhì)和高技術(shù)水平的實驗專業(yè)隊伍，該隊伍的整體素質(zhì)會直接影響到實驗室作用是否突出以及教學質(zhì)量是否達標。實驗室技術(shù)人員既可以針對現(xiàn)有的實驗人員經(jīng)過專業(yè)實驗培訓，考核達標后進入實驗室工作，也可以在高校的雙師型教師中進行選拔和篩選。如果實驗人員暫時不能勝任實驗室工作，可以給予一定時間的學習，或者外出培訓〔8〕。
4基于工業(yè)設(shè)計模型實驗室建設(shè)意義
4．1強化實踐課程的深入
高校可以根據(jù)工業(yè)設(shè)計課程的特點，利用模型制作課程來輔助工業(yè)設(shè)計的其他課程，當然除了模型制作課程外，其他相關(guān)的工業(yè)設(shè)計課程比如人機工程學以及專題設(shè)計學等都可以與產(chǎn)品的模型制作課程產(chǎn)生良好的化學反應(yīng)，尤其是大學生的畢業(yè)設(shè)計，這可以將多個學科進行有效的鏈接和應(yīng)用。模型制作課程是貫穿于整個工業(yè)設(shè)計類大學生的學習中，而且將工業(yè)設(shè)計最重視的實踐性進行到底。因此在工業(yè)設(shè)計類課程的教學過程中，應(yīng)該重視模型制作類課程，讓大學生的設(shè)計概念不僅僅局限于二維層面，而要重視面向三維立體以及多角度呈現(xiàn)方式。總而言之，工業(yè)設(shè)計課程可以融入多種模型制作技術(shù)，其不僅可以激發(fā)大學生的動手實踐能力，而且還可以提高大學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。
4．2提高創(chuàng)新實踐能力
專題設(shè)計。專題設(shè)計課程重視大學生的設(shè)計思維和設(shè)計能力，要求以手工繪制的方式快速形象地表現(xiàn)產(chǎn)品的外感、形狀、功能、內(nèi)在結(jié)構(gòu)以及色彩肌理等特性。但是現(xiàn)實情況卻是大學生知識將專題設(shè)計僅僅局限于手工繪制上，或者利用計算機輔助設(shè)計軟件來建立三維模型圖，無法制作出真實立體的模型來。模型制作是大學生對于設(shè)計思路、設(shè)計方案的直觀表現(xiàn)，利用模型可以全面地展現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品的更多設(shè)計細節(jié)。競賽模型。競賽模型是大學生參加設(shè)計比賽時所設(shè)計的模型，其價值在于大學生利用合理的比例呈現(xiàn)出其創(chuàng)意構(gòu)思，并讓大賽評委進行比較、審核以及評價等，從而幫助大學生解決產(chǎn)品設(shè)計層面的問題，減少因設(shè)計不當引起的不必要的人力資源和物質(zhì)資源浪費。畢業(yè)設(shè)計模型。畢業(yè)設(shè)計模型是大學生在大學四年最后學習成果的一種總結(jié)，重點考察的是大學生如何從設(shè)計理念開始，經(jīng)過設(shè)計方案、設(shè)計草圖、三維效果圖，最后到實體模型制作的過程，導師在大學生設(shè)計過程中對于模型的設(shè)計理念、模型大小、內(nèi)在結(jié)構(gòu)以及功能設(shè)計提出指導意見，幫助大學生提高設(shè)計水平。
5結(jié)論
工業(yè)設(shè)計模型制作方法不僅僅是一種設(shè)計表現(xiàn)，而且還是一種具體設(shè)計呈現(xiàn)手段，因此對于大學生而言，這兩者是相輔相成，相互促進的。重視模型制作的實驗室建設(shè)，是高校提高大學生實踐教學能力的重要體現(xiàn)，對于提高工業(yè)設(shè)計類學科的教學質(zhì)量以及培養(yǎng)創(chuàng)新型技術(shù)人才有著重要意義.
參考文獻
〔1〕王麗霞，朱春良．從虛擬模型到實物模型〔J〕．機械設(shè)計與制造，2010，(9):90－91．
〔2〕焦斌．工業(yè)設(shè)計模型制作實驗室建設(shè)研究〔J〕．傳媒論道，2014，(3):125－126．
〔3〕嚴虎．淺談工業(yè)設(shè)計模型制作實驗室的建設(shè)〔J〕．場館管理，2013，(10):237－238．
〔4〕劉加貴．關(guān)于工業(yè)設(shè)計模制作實驗室建設(shè)的探討〔J〕．實驗技術(shù)與管理，2007．24(7):26－27．
〔5〕郭愛蓮，王海鋒．工業(yè)設(shè)計模型制作實驗室建設(shè)與管理探索〔J〕．科學管理，2013，(10):13－14．
〔6〕劉加貴．關(guān)于工業(yè)設(shè)計模型制作實驗室建設(shè)的探討〔J〕．實驗技術(shù)與管理，2007(7):142－144．
〔7〕肖立峰．具有創(chuàng)造特征的模型制作實驗室的建設(shè)與實踐〔J〕．實驗室研究與探索，2010(20):31－33
〔8〕黃晶．工科院校工業(yè)設(shè)計開放型模型實驗室建設(shè)初探〔J〕．藝術(shù)與設(shè)計，2011(6):130－131．
作者：張?zhí)斐?單位：安徽機電職業(yè)技術(shù)學院數(shù)控工程系