注塑成型工艺过程及典型缺陷分析虚拟仿真实验

实验教学方法

1.使用目的

实验基于生产实际案例,以学生为主体,目的是让学生通过典型塑件的整个生产流程,熟悉注塑机及模具的组成、结构和工作原理,掌握注塑成型工艺过程及原理,深入理解主要工艺参数等对塑件质量的影响及改进措施。实验通过任务驱动和问题探究的方法,使学生通过交互环节,进行方案设计、流程操作、缺陷分析和工艺优化。增强学生自主学习的能力,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,提高学生综合专业素养。

2.实施过程

学生在开展实验前可通过教师指导的真实实验或现场视频等方式,初步认知实际生产环境和整个工艺过程。

虚拟环境中分别构建“工艺设计室”和“生产加工车间”,并设置“工艺工程师”和“加工操作员”两个虚拟人物,在此基础上,按照如图所示的过程进行虚拟实验操作。

具体实施过程如下图所示

3.实施效果

本实验将专业理论知识和生产实际有机融入虚拟情景中,具有丰富的融入感和带入感,通过如下图所示的工艺方案设计、有限元分析结果和问题情景对话等,学生“真实”体验并主动参与工艺设计、设备操作、注塑加工和缺陷分析的整个生产过程,充分发挥学生的主体地位,有效激发了学生的学习兴趣和专注度,切实提高了学生的分析能力、设计能力和实践能力。

(a)工艺卡设计 (b)有限元分析结果
(c)情景对话
生产过程的交互环节

本实验向全校和相关企业开放,为本校相关专业本科、研究生专业学习及企业人员岗前培训、技能提升提供了服务,使用人数达800 人次/年,得到了广泛的认可。实验可在任何地点、任何时间灵活地开展,打破了传统实验在时间和空间上的限制,弥补了传统实践教学的不足。且显著降低了实验成本,每年节省实践经费约10万元。将专业基础课、专业课等课程的相关知识有机的结合在一起,帮助学生在实践中认知理论,使学生对专业知识体系和工程应用有系统的认识。