3d打印在教學中的應用研究

1、本文參與課題項目：山東省濟寧市技工教育和職業(yè)培訓科研課題《高技能人才培養(yǎng)模式研究》，編號：RSJYZ2014003。3D3D打印在教學中的應用研究打印在教學中的應用研究牛一帆牛一帆（山東省濟寧市技師學院，濟寧272000）【摘要摘要】3D打印是一種新型的快速成型技術(shù)，它以計算機三維設(shè)計模型為藍本，用軟件將其離散分解成若干層平面切片，然后由3D打印機將粉末狀、液狀或絲狀金屬、陶瓷、塑料、細胞組織等材料逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實體

2、產(chǎn)品。目前，該技術(shù)已在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應用。對3D打印的技術(shù)原理、特點、發(fā)展，3D打印在教學中的應用及作用做了深層次的探討。最后，針對3D打印在教學中的應用，提出了需進一步思考和解決的相關(guān)問題?！娟P(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】3D打印；三維模型；逐層疊加；教學創(chuàng)新；創(chuàng)造力；個性化【中圖分類號中圖分類號】G42【文獻標識碼文獻標識碼】AResearchonTeachingApplicationof3DPrintingNIUYifan(JiningC

3、ollegeofTechnicianJining272000China)Abstract:3Dprintingtechnologyisanewrapidprototypingtechnologythat3Dmodeldesignedbycomputerisblueprint.3Dmodelisdecomposedintoseveralplanelayersbysoftwarethenpulverousliquidfilamentousm

4、etalceramicplasticcelltissueothermaterialsareoverlainlayerbylayerby3Dprintereventuallyphysicalproductismolded.Atpresentthistechnologyhasbeenwidelyappliedinvariousfields.Technologyprincipleacteristicsdevelopmentapplicatio

5、ninteachingof3Dprintingaredeeplyexpled.Finallyrelatedproblemsneedtobefurtherthoughtsolvedtoapplicationof3Dprintinginteachingareputfward.Keywds:3Dprinting；3Dmodel；overlyinglayerbylayer；teachinginnovation；creativity；person

6、ality3D打?。═hreeDimensionsPrinting）是一種新型的快速成型技術(shù)，它是以計算機三維設(shè)計模型為藍本，用軟件將其離散分解成若干層平面切片，然后由數(shù)控成型系統(tǒng)利用激光束、熱熔噴嘴等方式將粉末狀、液狀或絲狀金屬、陶瓷、塑料、細胞組織等材料進行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實體產(chǎn)品的技術(shù)[1]。該技術(shù)綜合了數(shù)字建模技術(shù)、信息技術(shù)、機電控制技術(shù)、材料科學與化學等諸多方面的前沿技術(shù)知識，是一種具有高科技含與傳統(tǒng)制造業(yè)的

7、“減材制造技術(shù)”相反，3D打印遵從的是加法原則，即“逐層疊加”原則，不再需要傳統(tǒng)的刀具、夾具和機床，能實現(xiàn)設(shè)計制造一體化，從而大幅降低了生產(chǎn)成本，縮短了加工周期，提高了原材料和能源的利用率，減少了對環(huán)境的影響。3D打印可以實現(xiàn)大規(guī)模的個性化生產(chǎn)，可以制造出傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)無法制造出的外形成型產(chǎn)品的密度也更加均勻?？梢詫崿F(xiàn)首件的凈型成形，大大減小了后期的輔助加工量，避免了委外加工的數(shù)據(jù)泄密和時間跨度。另外，由于其制造準備和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時間大幅減

8、少，使得單件試制、小批量生產(chǎn)的周期和成本降低，特別適合新產(chǎn)品的開發(fā)和單件小批量零件的生產(chǎn)。3D打印技術(shù)目前也存在很多問題，比如某些行業(yè)缺乏宏觀規(guī)劃和引導、企業(yè)對技術(shù)研發(fā)投入不足、打印精度和打印速度不能滿足需求等。（二）（二）3D打印技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀打印技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀第一臺商用3D打印機出現(xiàn)在1986年，但3D打印技術(shù)的真正確立是以美國麻省理工大學的ScansE.M.和CimaM.J.等人于1991年申報的關(guān)于三維打印專利為標志的[4]

9、。經(jīng)歷二十多年的探索和發(fā)展后，3D打印無論在技術(shù)、造價，還是應用領(lǐng)域方面都有了長足的進步。在打印技術(shù)方面，目前，主流打印機能夠在0.01mm的單層厚度上實現(xiàn)600dpi分辨率的打印精度，較先進的產(chǎn)品已經(jīng)具備每小時1英寸以上的垂直打印速率，并可實現(xiàn)24位色彩的彩色打印。用于打印的材料涵蓋從石料、金屬到目前占主流地位的高分子材料，甚至是面粉、蛋白粉等食品原料。目前，已開發(fā)出的可打印材料約為14類，可混搭出一百多種耗材。在造價方面，3D打印機

10、的售價正在迅速降低。3D打印的應用領(lǐng)域也在迅速擴張。此外，全球第一家3D打印照相館也于2013年初在日本開業(yè)，用戶經(jīng)過拍照、建模、打印三個階段，就可以為自己制作一個三維頭像。另外，微軟Windows8.1操作系統(tǒng)和Photoshop圖像處理軟件也已經(jīng)開始支持3D打印功能。二、二、3D打印在教學中的應用研究打印在教學中的應用研究（一）（一）3D打印在教學中的具體應用打印在教學中的具體應用1.3D打印在各學科教學中的創(chuàng)新應用打印在各學科教學