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2023-12-24

浅谈3D打印创新实验室建设

浅谈3D打印创新实验室建设

1.1 3D打印概述
3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。
3D打印产业目前在高速的发展中,技术日益成熟,特别是在消费级3D打印领域,已经逐渐用于一些产品的直接制造。伴随着科技的发展和进步,可预见的未来的十年,3D打印将会给全球的制造业领域带来极大的颠覆。而生活智能化科技化的发展趋势也将带动制造业数字化的发展,3D打印科技在推动制造业数字化的发展中起到了至关重要的作用。
1.2 3D打印实训室建设意义和价值
3D打印机技术被称之为”第三次工业革命”,其最大的魅力在于为创意设计提供了无限的可能性。将3D打印技术引入中学课程,有助于学生综合素质能力的提高和发展。
1、教育目标
科技前沿——学习、认识前沿的先进制造技术、逆向工程技术等
特色教育——通过与传统课程结合,激发学习乐趣
综合发展——学习设计建模和3D打印机的使用技能
学以致用——创新设计、团队合作、参加竞赛
2、3D打印或将颠覆传统教育方式
一些在传统教育中表现不好的学生,主要是因为所学的课程理论性太强,没有兴趣,死记抽象概念让学生通过了考试,但考试过后就很快忘记了,3D打印机可以让枯燥的课程变得生动起来,它是一种同时拥有视觉和触觉的学习方式,具有很强的诱惑力,在触觉学习中,学生不是在黑板或显示器上简单地看文字或图形,而是通过他们的触觉抓住核心概念的三维模型,这样能够吸收和消化知识,使学生不再遗忘所学的课程。英国著名教师戴夫怀特曾经说过:如果你能抓住学生的想象力,你就能抓住他们的注意力。 
1.3 3D打印创新实训室的主旨规划
本实训室软件套件旨在培养学生的艺术素养(欣赏及制作)、计算机新技术的接触及应用(设计软件、三维打印机实操)、提供实训室架构、师资培养、课程设计、软硬件更新及其它配套服务。3D打印课程培养的是学生的学术思维及能力,通过对青少年进行3D打印创新意识、技术手段的培养,大大拓宽学生的学习视野。很多学生可以利用3D打印结合自己的创新思维,设计出更好的作品。     
利用讲解案例过程嵌入理论知识的教学方法,让学生先动手操作然后认知3D打印的概念,这样更能深刻感受新科技的魅力。由教师带领学生去做一个个案例,在此基础上再由学生自由发挥,利用所学软件技术去表达自己的创意及想法。 
2.3D打印创新实训室
2.1 3D打印流程
3D打印流程图
2.2 场地规划及配置
一、教室配置
1.使用面积:80㎡-100㎡以上 
2.实训室位置:实验教室应保证最佳建筑朝向,室内避免直射阳光,主要采光面应位于学生座位的左侧。
3.环保:教室内部装饰应选用环保型材料,室内环境噪声应低于 55 分贝,金属制品和木制品制作实训室可高于此标准。新建、改建、扩建实训室及附属用房时,甲醛、苯、氡等有害气体和放射性污染应符合相关标准中的限量值。对于在学生活动中可能产生较多垃圾的实训室,要配置足够的垃圾桶,垃圾应分类收集。  
4.温度:室内温度应在 4℃至 30℃之间。室内可安装空调,温度宜控制在 16℃~28℃。 3D打印实训室应保持室内温度恒温。
5.供电:用电负荷应留有余地,以满足不断增加的现代化教学设备的需要; 按规范敷设强、弱电线,空调专线敷设,安装漏电过载保护器和可靠的接地保护。  
6.综合布线:按有关技术规范敷设强、弱电线。强电电源插座与照明用电应分路设计、分别控制,用电负荷应留有余量,并安装漏电、过载和触电保护器,有可靠的接地保护措施。弱电应考虑冗余,在合适位置配备足够的网络信息接口。  
7.安全:实训室应配备有效的防火、防盗、防潮等设施设备。应加强对工具、仪器和设备等的安全管理,加强对师生的安全教育,增强安全意识,确保师生人身安全。 
二、实训室人员配置
1、工作室专业3D打印工程师:
能够使用3D建模软件进行3D建模;熟悉主流3D打印成型工艺原理;具备3D打印机的日常使用和维护技能,并获得相关行业公司的技能培训证书;熟悉3D扫描技术,能够使用3D扫描仪。 
2、优秀科技老师:
能够使用3D建模软件进行3D建模;熟悉各类3D打印成型工艺原理;具备FDM桌面3D打印机的日常使用和维护技能,并获得相关行业公司的技能培训证书。