山東大學(xué)師生利用電弧增材技術(shù)制造1:25縮比的長(zhǎng)征5號(hào)火箭模型

來源：山東大學(xué)
作者：工程訓(xùn)練中心焊接及電弧增材制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)室教師 孫震

勞動(dòng)教育與實(shí)踐創(chuàng)新在培養(yǎng)卓越工程師中具有重要作用。不久前，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生策劃和完成了一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性和實(shí)踐教育意義的嘗試——利用電弧增材制造技術(shù)制造一枚1:25縮比的長(zhǎng)征5號(hào)火箭模型。

這個(gè)項(xiàng)目始于一個(gè)半月前。在完成了學(xué)校課程安排的焊接實(shí)訓(xùn)后，機(jī)械工程學(xué)院2021級(jí)卓越班的本科生周子琪主動(dòng)與我溝通，表達(dá)了進(jìn)一步深入實(shí)踐、貼近工程實(shí)際的渴望。正逢我在思考如何創(chuàng)新工程實(shí)踐教學(xué)形式，學(xué)生的積極態(tài)度和求知欲啟發(fā)了我，于是我們著手做一些新的嘗試。

世界首枚3D打印運(yùn)載火箭Terran 1中85%的部件采用了電弧增材制造技術(shù)，它的成功發(fā)射不僅證明了該技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，也為全球制造業(yè)的未來指明了方向。我國(guó)同樣正積極探索這一技術(shù)在航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用，這也是我個(gè)人教學(xué)和科研的重點(diǎn)方向。基于這樣的技術(shù)背景，我們啟動(dòng)了制造長(zhǎng)征5號(hào)火箭模型的嘗試，一是想通過實(shí)踐這一前沿技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生在課后深入探索其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用；二是通過這一項(xiàng)目，探索和實(shí)踐新的工程訓(xùn)練及勞動(dòng)教育教學(xué)模式，培養(yǎng)能夠滿足新質(zhì)生產(chǎn)力要求的卓越工程師。

我們的旅程從一個(gè)平板和一盤焊絲開始。根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的模型圖紙，我們采用電弧增材制造技術(shù)，在平板上一層層地疊加材料，逐步打印出火箭模型。焊接雖然是學(xué)生們?cè)诠こ逃?xùn)練中最為熟悉的一項(xiàng)技術(shù)，但將其應(yīng)用于復(fù)雜項(xiàng)目的實(shí)踐，則是全新的挑戰(zhàn)。項(xiàng)目的大部分工作都是在我們的休息時(shí)間完成的，忙碌到深夜已經(jīng)成了常態(tài)。這種高強(qiáng)度的工作，對(duì)個(gè)人的體力和意志力無疑都是極大的考驗(yàn)。項(xiàng)目實(shí)施過程中遇到了不少困難，既有技術(shù)層面的，如材料選擇、打印精度控制、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等；也有實(shí)施層面的，如時(shí)間安排與協(xié)調(diào)等。每當(dāng)遇到難題，我們都一起尋找解決方案，齊心協(xié)力，一項(xiàng)一項(xiàng)地解決它們。

經(jīng)過一個(gè)半月的連續(xù)奮戰(zhàn)，這項(xiàng)挑戰(zhàn)終于完成了。這個(gè)過程對(duì)我和學(xué)生來說，既是一次技術(shù)的試煉，也是一次精神的錘煉。今天，當(dāng)我們站在成品面前，所有的疲憊都煙消云散了。這個(gè)高達(dá)近3米的火箭模型，不僅是我們技術(shù)能力的證明，更是對(duì)勞動(dòng)價(jià)值觀的最好實(shí)踐。我深感所有的付出都是值得的。

這一項(xiàng)目的成功是對(duì)當(dāng)前工程實(shí)踐教學(xué)形式的一次創(chuàng)新，通過將具體的技術(shù)前沿項(xiàng)目融入到工程實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生的實(shí)踐能力得到強(qiáng)化，不但提高了他們面對(duì)未來工業(yè)挑戰(zhàn)的創(chuàng)新精神和解決問題的能力，也使學(xué)生體驗(yàn)到勞動(dòng)的價(jià)值和意義，進(jìn)一步感受到勞動(dòng)與創(chuàng)新和科技發(fā)展之間的聯(lián)系。

基于此項(xiàng)目的成功實(shí)施和所獲得的寶貴經(jīng)驗(yàn)，作為工程訓(xùn)練中心焊接及電弧增材制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，我計(jì)劃將其作為一個(gè)重要的落腳點(diǎn)，探索和優(yōu)化我們的先進(jìn)制造技術(shù)工程實(shí)踐教學(xué)形式。從本學(xué)期開始，工程訓(xùn)練中心將承擔(dān)面向全校的勞動(dòng)教育實(shí)踐課程，我也將積極這一實(shí)踐形式應(yīng)用到其中，激發(fā)學(xué)生們對(duì)工程和技術(shù)領(lǐng)域的興趣，鼓勵(lì)他們積極參與到科技創(chuàng)新中來，惠及更廣泛的學(xué)生群體，也為他們未來在新質(zhì)生產(chǎn)力背景下的職業(yè)生涯奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。