添加剂制造中创造力教学的挑战

添加剂制造业的设计自由（AM）是一种祝福和诅咒。虽然许多人被新发现自由兴奋的那个逐层制造，但同样大量的人最终被所有自由瘫痪了 - 我从哪里开始？！？

我在我的学生和行业中看到过这一点，有些二分法已经出现。例如，许多工程学生争取所有这些自由，因为他们的大多数课程都侧重于解决问题，设计规范，会议要求和避免失败。与此同时，艺术家和建筑师被教导接受歧义和不确定性，并对他们所面临的任何问题挑战假设和限制。他们在工程师满足约束时搜索机会。授予，这是一个过度简化来说明一个点，但你可以看到它如何促使学生和未来的员工 - 他们如何在现在和将来学习。

同样的事情似乎在行业中发生，尽管它以略微不同的方式表现出来。那些有20多年的机械加工（或锻造或铸造）设计零件的经验，对与该过程相关的限制有敏感知识，并且难以让那种知识接受上午的设计自由。当他们意识到他们意识到他们的制造经验如此紧密地联系起来，我已经看到了人们在讲习班期间吹嘘的人们在讲习班期间吹嘘。正如我之前所说的那样，只要问某人，“为什么是一个通函？”并看看他们是如何回应的。

但现在一个洞可以是任何形状，应该是什么形状？其中有问题：我们习惯于设计（和教学）这么多约束，一旦被删除或放松，我们往往不知道从哪里开始。幸运的是，这就是今天重点关注的很多工程设计教育研究，即，我们如何教人们与AM的创造性？

由于国家科学基金会的资金，我的同事尼克梅内尔博士（项目领导），斯嘉丽博士，我一直在博士工作。学生Rohan Prabhu，在我们的课堂和实验室运行实验，以评估AM（DFAM）的不同教学方式。因此，我们的学习主要集中在DFAM知识的排序和排序和随后的设计挑战的性质和内容。We divide DFAM into restrictive (design strategies to mitigate the limitations of an AM process, e.g., thin walls, overhangs, warping/distortion, anisotropy) and opportunistic (design strategies to innovate with AM, e.g., part consolidation, lattice structures, topology optimization, mass customization). The design challenges range from open-ended (e.g., design a solution for hands-free viewing of a smartphone) to highly constrained (e.g., tolerances for mating interfaces, build time or material restrictions), and some are competitive in nature (e.g., the tallest and lightest weight structure will win) while others are not.

这项工作仍在进行中，但迄今为止，有超过740名学生参与，一些有趣的结果开始出现 - 他们并行在过去五年中我在行业研讨会中看到的。

首先，它是很多学生更容易学习，使用和召回财务和行政管理司的对机会主义者的限制性方面（即约束）。如果我们已经习惯于处理限制，这不应该令人惊讶。这几乎始终是大多数练习工程师想知道的第一件事，即给定流程的设计准则是什么，这样我就可以确保我的部分不会失败。这是对任何其他制造过程存在的相同心态，并且在临到AM时，它是最艰难的休息之一。

其次，一旦我们最初想到的DFAM的机会主义方面，我们就没有看到创造力的巨大收益。我们研究了限制性与机会主义的订购，它在一个开放的挑战中介绍了第一次与第二次，我们没有看到我们的有用性，独特性和整体创造力的指标的显着差异。技术善良（即成功打印的可行性）确实有所改善，但这主要归因于学习DFAM的限制性方面。

什么似乎是使用财务和行政管理司的机会方面更大的驱动因素是设计挑战本身的性质。在一个开放的挑战中，动机是利用AM的设计自由，而在更受限制的问题中，或者更好的竞争中，动机是创意，以减轻重量，建造时间或实现聪明的解决方案外部。一个复杂的问题。Again, this parallels what I’m seeing in industry: is AM being driven within the company by a passionate few (i.e., technology push) or is it being used to solve challenging problems in creative ways while delivering new value (i.e., market pull)? The former leads to a burst of excitement that will fade away if it is not connected to the latter, and the latter will be difficult to achieve if the mentality focuses solely on design guidelines.

所有这一切的根本都是课堂内或公司内失败的文化。如果设计挑战与年级相关联，那么学生将采取更少的风险，并且在临到AM时会有很多创造力。同样的事情也发生在行业中。愿意在评估您将进行评估的现有项目上与您的现有项目进行创造性。直接涉及公司的失败文化。对在航空航天和医疗公司失败的态度，例如，是从消费者的产品或工业设计公司非常不同，虽然没有人喜欢失败，那些愿意接受，并从失败中汲取教训也是那些推动边界和学习如何成为上午最具创造力的。