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1、3d打印技術論文淺談3d打印技術論文
淺談3d打印技術論文 淺談3d打印技術與發(fā)展 關于3d打印技術的論文
3D打印又稱為增材制造,近年來得到了快速發(fā)展,應用領域不斷增加。整理了淺談3d打印技術論文,歡迎閱讀!
淺談3d打印技術論文篇一 3D打印技術
摘 要:3D打印又稱為增材制造,近年來得到了快速發(fā)展,應用領域不斷增加。本文對3D打印的原理及應用現(xiàn)狀進行了分析,對3D打印在教學領域的應用模式進行了探討。
關鍵詞:3D打印;應用現(xiàn)狀;教學領域
1 引言
3D打印,又稱為增材制造,是快速成型技術的一種,被譽為 第三次工業(yè)革命的重要標志,以其 制造靈活和節(jié)約
2、原材料的特點在制造業(yè)掀起了一股浪潮。近年來,隨著3D打印技術的逐步成熟、精確,打印材料種類的增加,打印價格的降低,3D打印得到了快速發(fā)展,應用領域不斷增加,不僅在機械制造、國防軍工、建筑等領域得到廣泛應用,也逐漸進入了公眾視野,走進學校、家庭、醫(yī)院等大眾熟悉的場所,在、生物醫(yī)療、玩具等行業(yè)也得到了廣泛關注及應用,作為工作者,本文將在介紹3D打印的原理、優(yōu)勢、應用現(xiàn)狀的基礎上,重點探討3D打印在領域的角色及應用模式。
2 3D打印概述
2.1 3D打印原理
3D打印(3D printing,又稱三維打印),是利用設計好的3D模型,通過3D打印機逐層增加塑料、粉末狀金屬等材料來制
3、造三維產品的技術[1]。一般來說,通過3D打印獲得物品需要經歷建模、分割、打印、后期處理等四個環(huán)節(jié)[2],其中3D虛擬模型,可以是利用掃描設備獲取物品的三維數(shù)據(jù),并以數(shù)字化方式生成三維模型,或者是利用AutoCAD等工程或設計軟件創(chuàng)建的3D模型,有些應用程序甚至可以使用普通的數(shù)碼照片來制作3D模型,比如123D Catch[3]。
2.2 3D打印的優(yōu)勢
與傳統(tǒng)制造技術相比,3D打印不需事先制模,也不必鑄造原型,大大縮短了產品的設計周期,減少了產品從研發(fā)到應用的時間,降低了企業(yè)因開模不當可能導致的高成本風險,使得特殊和復雜結構的模型的制作也變得相對簡單,產品也更能凸顯個性化。另外,
4、3D打印是增材制造,使用金屬粉或其他材料,使部件從無到有制造出來,大大減少了原材料和能源的消耗,生產上實行了結構優(yōu)化。
2.3 3D打印的應用現(xiàn)狀
近年來,3D打印得到了快速發(fā)展,幾乎應用于各個領域。在模具加工和機械制造領域,使用3D打印相對快速地進行模具的設計與定制,打印復雜形狀的各種零件,打印具有足夠強度的個性化幾何造型的物件。在航空航天、國防軍工領域,3D打印應用于外形驗證、關鍵零部件的原型制造、直接產品制造等方面。如空客公司從打印飛機小部件開始,逐步發(fā)展,計劃在2050年左右打印出整架飛機。生物醫(yī)療領域,醫(yī)學工作者利用3D打印技術打印出患者的心臟模型,缺損下頜骨模型,患者外
5、傷性腦內血腫顱腦模型等,用于輔助診斷并制定術前手術方案,降低了手術難度,減少了手術時間,為患者帶來了精準化的治療。人工椎體和人體氣管軟骨的打印讓人體器官的3D打印成為可能。3D打印的處方藥產品SPRITAM(左乙拉西坦)片劑可用于各種癲癇疾病的治療。建筑工程領域,3D打印建筑不需使用模板,打印的建筑物重量輕,強度大,時間短,產生的建筑垃圾及建筑粉塵少,且可以循環(huán)使用,綠色環(huán)保。3D打印在首飾、食品、玩具和日常用品的設計和生產中也有廣泛應用,可以很好地彰顯用戶的個性化特點和需求。3D打印在太陽能電池板和特殊材料的制造方面的應用也有突破。
3 3D打印在教學領域的應用
3D打印在教學方
6、面的探索性活動也已經展開,并應用在數(shù)學、航空、電子、設計、機電工程、生物醫(yī)學、天文等大部分學科中,取得了良好的教學效果。基于3D打印的快速生成能力,使得數(shù)字化模型能快速轉化為立體實物,借助立體實物的生成過程及使用可以提高教學效果,增強學生合作、設計、創(chuàng)新等能力。
3.1打印三維教具學具輔助教學
在課程教學中,借助于多媒體教學手段,一些抽象的圖像可以相對直觀的顯示出來,但針對的是群體,形成的是暫時的視覺感受,印象并不是很深刻,也不易理解。借助3D打印,可以把數(shù)字化的圖像轉化成實物的教具和學具,每個同學都有機會親手感受,而且還可以親自設計、策劃,無疑對知識點的理解,知識的掌握及應用有很
7、大的促進作用。比如:數(shù)學課可以打印出幾何曲面、剖面立體實物;動畫設計可以打印出3D人物,動物角色模型,且可以根據(jù)實效及時修改;語文課可以把要講解的地域打印出來,如__的胡同,同學們可以拿著模型理解胡同的特點,體驗胡同文化,講述胡同的來龍去脈;機械制造課可以根據(jù)課程內容打印相關的零件、齒輪、連桿等。
3.2 實_實踐過程中輔助創(chuàng)新設計
職業(yè)學校實_實踐教學活動較多,鉗工實_、數(shù)控機床實_、電子電工實_、動畫設計、物聯(lián)網設計等,都需要借助相應的模型,并設計出一定的模型。借助于3D打印,同學們對需要設計的模型有一個大體的認識,然后經過集體分組的討論、設計、修改等過程,不僅能增加學生的學_
8、興趣,促進學生交互學_,協(xié)作學_,且能提高學生的設計水平、思維能力和實踐能力。比如在模具設計實_中,采用項目式教學法,應用3D打印,學生分組設計、分組打印,學生在親眼目睹自己的設計零件打印成型的過程及成品后,學_興趣大增,多次討論修改的過程也大大提升學生的設計水平。在CAD課程實踐環(huán)節(jié)中,使用3D打印機,可以根據(jù)教學需要來設計教學內容,對學生的設計作品3D打印出來進行評比并組裝,不僅使學生熟練掌握設計軟件建模的基本思路和流程,而且對如何從設計作品到具體的實物的生成有一個明確的認識,有利于日后學生進一步的學_和發(fā)展。
3.3 就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導
近年來,大學畢業(yè)生人數(shù)急劇增加,就業(yè)壓力增大
9、,國家大力提倡大學生創(chuàng)業(yè),整個社會也興起了一股自主創(chuàng)業(yè)的熱潮。對于職業(yè)學校的學生來說,有一定的專業(yè)知識,有較強的動手操作能力,有創(chuàng)業(yè)的熱情與激情。借助于3D打印設備,創(chuàng)業(yè)指導老師可以指導學生創(chuàng)辦創(chuàng)意設計3D打印工作室,利用所學的專業(yè)知識,設計出相關產品并打印出來進行銷售,同時也可為社會客戶提供DIY服務,收取一定的培訓費和制作費,也可以在校企合作的基礎上為合作企業(yè)提供設計和3D打印服務。通過3D打印的上述創(chuàng)業(yè)實踐活動,加深學生對專業(yè)知識的鞏固、對設計過程的了解,并培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和能力。
3.4 圖書館應用
圖書館引入3D打印服務是圖書館從文獻服務走向創(chuàng)新服務的途徑。國外很多圖書館
10、都開展3D打印服務,國內的綜合圖書館,如上海圖書館、蘇州圖書館也開展3D打印服務,高校中的上海交通大學圖書館也開展3D打印服務,并且通過舉辦3D打印設計大賽積極推廣此項服務,通過比賽普及3D打印知識,讓同學們了解3D打印前沿科技,啟發(fā)學生們用創(chuàng)新思維發(fā)現(xiàn)問題、智慧解決問題。學校圖書館可以配備一兩臺3D打印機,并在保證健康和安全的基礎上,充分考慮費用、提交步驟、等待和篩選時間等、制定詳細的3D打印制度或政策,并鼓勵學生打印原創(chuàng)作品,以發(fā)揮學生的專業(yè)特長,激發(fā)學生的創(chuàng)造力和想象力。
4 結束語
3D打印正從工業(yè)領域,走向各個應用領域。不久的將來,也會像電腦、手機、互聯(lián)網一樣進入我們的社會和每個家庭。工作者應積極利用這項新技術,促進教學模式和教學活動的創(chuàng)新,更好地提高教學質量和教學效果,提高學生的實踐能力和創(chuàng)新水平。
參考文獻
[1] 張飛相. 3D打印技術的發(fā)展現(xiàn)狀及其商業(yè)模式研究[J]. 新聞傳播, (2): 51-53.
[2] 李青,王青. 3D打印―一種新興的學_技術[J]. 遠程雜志(4):29-35.
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