3d打印技術(shù)的應(yīng)用論文2500字
現(xiàn)如今，3D打印機(jī)是民用市場出現(xiàn)的一個新詞，在專業(yè)領(lǐng)域有另一個名稱叫“快速成形技術(shù)”。學(xué)習(xí)啦小編整理了3d打印技術(shù)2500字論文，希望能對大家有所幫助!
3d打印技術(shù)2500字論文篇一：《試談3D打印技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展》
【摘要】本文通過分析3D打印機(jī)的原理，總結(jié)了幾種典型的3D打印技術(shù)，分析其市場應(yīng)用和發(fā)展方向，得出3D打印技術(shù)的發(fā)展會引領(lǐng)第三次工業(yè)革命的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】3D;打印機(jī);3D打印技術(shù)
1.前言
近來，三維(3D)打印技術(shù)[1]在發(fā)達(dá)國家興起，前不久在網(wǎng)上流傳的3D打印手槍，引來許多網(wǎng)友圍觀。3D打印現(xiàn)在已不再只是概念產(chǎn)物，全球已有不少公司推出了個人3D打印機(jī)，它已在平常生活中開始普及。2012年4月，英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》刊文認(rèn)為，3D打印技術(shù)將與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起，推動第三次工業(yè)革命的實現(xiàn)。傳統(tǒng)制造技術(shù)是“減材制造技術(shù)”，3D打印則是“增材制造技術(shù)”，它具有制造成本低、生產(chǎn)周期短等明顯優(yōu)勢。
2.3D打印機(jī)的原理及技術(shù)
2.1 3D打印機(jī)
3D打印機(jī)是近年來在民用市場出現(xiàn)的一個新詞。在專業(yè)領(lǐng)域有另一個名稱叫“快速成形技術(shù)”[2]?？焖俪尚渭夹g(shù)誕生于20世紀(jì)80年代后期，是基于材料堆積法的一種全新制造技術(shù)。它集分層制造技術(shù)、機(jī)械工程、數(shù)控技術(shù)、CAD、激光技術(shù)、逆向工程技術(shù)、材料科學(xué)于一體，可以直接、快速、自動、精確地將設(shè)計電子模型轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蛑苯又圃炝慵?，從而為零件原型制作、新設(shè)計思想的校驗等方面提供了一種低成本而高效的實現(xiàn)手段?？焖俪尚渭夹g(shù)就是利用三維CAD的數(shù)據(jù)，通過快速成型機(jī)，將一層層的材料堆積成實體原型。
不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同，成形原理和系統(tǒng)特點也各有不同。但是基本原理一樣，那就是“分層制造，逐層疊加”[3]，類似于數(shù)學(xué)上的積分過程。形象地講，快速成形系統(tǒng)就像是一臺“立體打印機(jī)”，因此得名。
2.2 3D打印機(jī)的原理
3D打印機(jī)根據(jù)零件的形狀，每次制做一個具有一定微小厚度和特定形狀的截面，然后再把它們逐層粘結(jié)起來，就得到了所需制造的立體的零件。
每個截面數(shù)據(jù)相當(dāng)于醫(yī)學(xué)上的一張CT像片;整個制造過程就像一個“積分”的過程。
整個過程是在電腦的控制下，由3D打印系統(tǒng)自動完成的。不同公司3D打印使用的成形材料不同，系統(tǒng)的工作原理也有所區(qū)別，但其基本原理都是一樣的，那就是“分層制造、逐層疊加”。這種工藝可以形象地叫做“增長法”。
2.3 3D打印技術(shù)
2.3.1 SLA技術(shù)
光固化成型法(SLA)是用特定波長與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個三維實體。SLA是最早實用化的快速成形技術(shù)，采用液態(tài)光敏樹脂原料。其工藝過程是，首先通過CAD設(shè)計出三維實體模型，利用離散程序?qū)⒛Ｐ瓦M(jìn)行切片處理，設(shè)計掃描路徑，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將精確控制激光掃描器和升降臺的運動;激光光束通過數(shù)控裝置控制的掃描器，按設(shè)計的掃描路徑照射到液態(tài)光敏樹脂表面，使表面特定區(qū)域內(nèi)的一層樹脂固化后，當(dāng)一層加工完畢后，就生成零件的一個截面;然后升降臺下降一定距離，固化層上覆蓋另一層液態(tài)樹脂，再進(jìn)行第二層掃描，第二固化層牢固地粘結(jié)在前一固化層上，這樣一層層疊加而成三維工件原型。將原型從樹脂中取出后，進(jìn)行最終固化，再經(jīng)打光、電鍍、噴漆或著色處理即得到要求的產(chǎn)品。
SLA技術(shù)主要用于制造多種模具、模型等;還可以在原料中通過加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟?zāi)?。SLA技術(shù)成形速度較快，精度較高，但由于樹脂固化過程中產(chǎn)生收縮，不可避免地會產(chǎn)生應(yīng)力或引起形變。因此開發(fā)收縮小、固化快、強(qiáng)度高的光敏材料是其發(fā)展趨勢。
2.3.2 SLS技術(shù)
選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)是采用激光有選擇地分層燒結(jié)固體粉末，并使燒結(jié)成型的固化層，層層疊加生成所需形狀的零件。其整個工藝過程包括CAD模型的建立及數(shù)據(jù)處理、鋪粉、燒結(jié)以及后處理等。
整個工藝裝置由粉末缸和成型缸組成，工作時粉末缸活塞(送粉活塞)上升，由鋪粉輥將粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均勻鋪上一層，計算機(jī)根據(jù)原型的切片模型控制激光束的二維掃描軌跡，有選擇地?zé)Y(jié)固體粉末材料以形成零件的一個層面。粉末完成一層后，工作活塞下降一個層厚，鋪粉系統(tǒng)鋪上新粉。控制激光束再掃描燒結(jié)新層。如此循環(huán)往復(fù)，層層疊加，直到三維零件成型。最后，將未燒結(jié)的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。對于金屬粉末激光燒結(jié)，在燒結(jié)之前，整個工作臺被加熱至一定溫度，可減少成型中的熱變形，并利于層與層之間的結(jié)合。
與其它3D打印機(jī)技術(shù)相比，SLS最突出的優(yōu)點在于它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說，任何加熱后能夠形成原子間粘結(jié)的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。目前，可成功進(jìn)行SLS成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復(fù)合粉末材料。由于SLS成型材料品種多、用料節(jié)省、成型件性能分布廣泛、適合多種用途以及SLS無需設(shè)計和制造復(fù)雜的支撐系統(tǒng)，所以SLS的應(yīng)用廣泛。
2.3.3 PDM技術(shù)
熔積成型(FDM)法，該方法使用絲狀材料(石蠟、金屬、塑料、低熔點合金絲)為原料，利用電加熱方式將絲材加熱至略高于熔化溫度(約比熔點高1℃)，在計算機(jī)的控制下，噴頭作x-y平面運動，將熔融的材料涂覆在工作臺上，冷卻后形成工件的一層截面，一層成形后，噴頭上移一層高度，進(jìn)行下一層涂覆，這樣逐層堆積形成三維工件。
該技術(shù)污染小，材料可以回收，用于中、小型工件的成形。成形材料：固體絲狀工程塑料;制件性能相當(dāng)于工程塑料或蠟?zāi)?主要用于塑料件、鑄造用蠟?zāi)?、樣件或模型?/p>
2.3.4 LOM技術(shù)
分層實體制造法(LOM)，又稱層疊法成形，它以片材(如紙片、塑料薄膜或復(fù)合材料)為原材料，其成形原理如圖所示，激光切割系統(tǒng)按照計算機(jī)提取的橫截面輪廓線數(shù)據(jù)，將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內(nèi)外輪廓。切割完一層后，送料機(jī)構(gòu)將新的一層紙疊加上去，利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起，然后再進(jìn)行切割，這樣一層層地切割、粘合，最終成為三維工件。LOM常用材料是紙、金屬箔、塑料膜、陶瓷膜等，此方法除了可以制造模具、模型外，還可以直接制造結(jié)構(gòu)件或功能件。 LOM技術(shù)的優(yōu)點是工作可靠，模型支撐性好，成本低，效率高。缺點是前、后處理費時費力，且不能制造中空結(jié)構(gòu)件。成形材料主要是涂敷有熱敏膠的纖維紙;制件性能相當(dāng)于高級木材;主要用途是快速制造新產(chǎn)品樣件、模型或鑄造用木模。
3.3D打印技術(shù)的市場應(yīng)用及發(fā)展方向
3.1 建筑設(shè)計領(lǐng)域
建筑模型的傳統(tǒng)制作方式，漸漸無法滿足高端設(shè)計項目的要求。全數(shù)字還原不失真的立體展示和風(fēng)洞及相關(guān)測試的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)如今眾多設(shè)計機(jī)構(gòu)的大型設(shè)施或場館都利用3D打印技術(shù)先期構(gòu)建精確建筑模型來進(jìn)行效果展示與相關(guān)測試[4]，3D打印技術(shù)所發(fā)揮的優(yōu)勢和無可比擬的逼真效果為設(shè)計師所認(rèn)同。
3.2 磨具制造領(lǐng)域
玩具制作等傳統(tǒng)的模具制造領(lǐng)域[5]，往往模具生產(chǎn)時間長，成本高。將3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)相結(jié)合，可以大大縮短模具的開發(fā)周期，提高生產(chǎn)率，是解決模具設(shè)計與制造薄弱環(huán)節(jié)的有效途徑。3D打印技術(shù)在模具制造方面的應(yīng)用可分為直接制模和間接制模兩種，直接制模是指采用3D打印技術(shù)直接堆積制造出模具，間接制模是先制出快速成型零件，再由零件復(fù)制得到所需要的模具。
3.3 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用近幾年來，人們對3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究較多。以醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用3D打印技術(shù)制作人體器官模型，對外科手術(shù)有極大的應(yīng)用價值，近年來許多醫(yī)院推出3D打印胎兒服務(wù)。
3.4 航空航天領(lǐng)域
在航空航天領(lǐng)域中，空氣動力學(xué)地面模擬實驗(即風(fēng)洞實驗)是設(shè)計性能先進(jìn)的天地往返系統(tǒng)(即航天飛機(jī))所必不可少的重要環(huán)節(jié)。該實驗中所用的模型形狀復(fù)雜、精度要求高、又具有流線型特性，采用3D打印技術(shù)，根據(jù)CAD模型，由3D打印設(shè)備自動完成實體模型，能夠很好的保證模型質(zhì)量。
3.5 家電和食品領(lǐng)域
3D打印技術(shù)在國內(nèi)的家電行業(yè)上得到了很大程度的普及與應(yīng)用，使許多家電企業(yè)走在了國內(nèi)前列。美的、華寶、小天鵝、海爾等都先后采用3D打印技術(shù)來開發(fā)新產(chǎn)品，收到了很好的效果。
3D打印在食品領(lǐng)域也有成功的應(yīng)用。做成的鮮肉特別有彈性，而且烹飪后肉質(zhì)松散有嚼頭，絲毫不遜于真正的肉，就連肉里的微細(xì)血管都能打印出來。人們吃到“3D肉”的日子不會太遠(yuǎn)，因為美國泰爾基金會近日已投資成立了“鮮肉3D打印技術(shù)公司”，希望能夠為大眾提供安全放心的豬肉產(chǎn)品。這種利用糖、蛋白質(zhì)、脂肪、肌肉細(xì)胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉類相似的口感和紋理，就連肉里的微細(xì)血管都能打印出來。
4.總結(jié)
3D打印是產(chǎn)業(yè)界自主創(chuàng)新的過程，政府主要負(fù)責(zé)引導(dǎo)方向，要讓民營企業(yè)有充分的自主發(fā)展空間，同時對一些敏感行業(yè)或者產(chǎn)品要加強(qiáng)監(jiān)管。3D打印技術(shù)市場潛力巨大，勢必成為引領(lǐng)未來制造業(yè)趨勢的眾多突破之一。這些突破將使工廠徹底告別車床、鉆頭、沖壓機(jī)、制模機(jī)等傳統(tǒng)工具，改由更加靈巧的電腦軟件主宰，這便是第三次工業(yè)革命的到來的標(biāo)志[6]。在這種勢頭下，傳統(tǒng)的制造業(yè)將逐漸失去競爭力。
參考文獻(xiàn)
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3d打印技術(shù)2500字論文篇二：《淺談3D打印的誤差分析》
【摘 要】本文從理論上介紹3D打印的基本原理，并系統(tǒng)的分析了成型的前期數(shù)據(jù)處理、成型加工過程和后處理三個階段各因素對成型精度的影響。同時，提出了改進(jìn)成型制件精度的措施和方法，對快速成型技術(shù)的發(fā)展有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】快速成型;成型精度;工藝參數(shù)
0.引言
3D打印與傳統(tǒng)的制造業(yè)去除材料加工技術(shù)不同，其遵循的是加法原則。首先設(shè)計出所需零件的三維模型，然后根據(jù)工藝要求，按照一定的規(guī)律將該模型離散為一系列有序的單元，通常在Z向?qū)⑵浒匆欢ê穸冗M(jìn)行離散(習(xí)慣稱為分層)，把原來的三維CAD模型變成一系列的層片;再根據(jù)每個層片的輪廓信息，輸入加工參數(shù)，自動生成數(shù)控代碼;最后由成形系統(tǒng)成形一系列層片并自動將它們聯(lián)接起來，得到一個三維物理實體。
目前基于分層制造原理，將三維造型轉(zhuǎn)化為二維輪廓信息疊加造型的快速加工方法，其成型制件的精度與很多因素有關(guān)。
1.前期數(shù)據(jù)處理誤差
在成型制件建模完成之后，需要將其進(jìn)行數(shù)據(jù)方面的轉(zhuǎn)換，目前被應(yīng)用最多的就是STL格式文件，主要是用小三角面片來近似的逼近任意曲面模型或?qū)嶓w模型，能夠較好的簡化CAD模型的數(shù)據(jù)格式，同時在之后的分層處理時，也能夠較好的獲取每層截面輪廓上的相對于模型實體上的點。
1.1 STL格式化引起的誤差
STL格式文件的實質(zhì)就是用許多細(xì)小的空間三角形面來逼近還原CAD實體模型，其主要的優(yōu)勢就在于表達(dá)清晰，文件中只包括相互銜接的小三角形面片的節(jié)點坐標(biāo)和其外法向量。用來近似逼近的三角形數(shù)量將直接影響著實體的表面精度，數(shù)量越多，則精度越高，但是三角形數(shù)量太多即過高的精度要求，會造成文件內(nèi)存過大，增加數(shù)據(jù)處理時間。所以應(yīng)在精度范圍內(nèi)選擇合理的離散三角形數(shù)量。當(dāng)用建模軟件輸出STL格式文件時都需要確定精度，也就是模擬原模型的最大允許誤差。當(dāng)表面為平面時將不會產(chǎn)生誤差，如果表面為曲面時，誤差則將不可避免的存在。
目前，為了得到準(zhǔn)確的實體截面輪廓線，應(yīng)用較多的就是采用CAD直接切片法，該方法可以從根本上消除由STL格式而造成的截面輪廓誤差，同時也能夠有效的消除格式轉(zhuǎn)換造成的精度誤差。
1.2模型分層對成型精度的影響
對模型進(jìn)行分層處理的過程中會產(chǎn)生一定的誤差，這種誤差屬于原理性誤差。分層處理是在STL格式轉(zhuǎn)換之后，通過預(yù)先設(shè)定好成型的方向，設(shè)定好分層的厚度，就可以對模型進(jìn)行分層切片處理了。分層后會得到一組垂直于成型方向的彼此平行的平面，這些平面將STL格式文件截成等層厚的截面，截面與模型表面的交線即形成了該截面的輪廓信息，此信息可作為成型掃描過程中的數(shù)據(jù)。因為每層之間有一定的距離，由于其破壞了模型表面的連續(xù)性，這樣就可能丟失一部分的輪廓信息，造成模型的尺寸誤差和表面精度。
2.成型加工誤差
設(shè)備自身也存在著一定的誤差，它造成的是成型件的原始誤差。設(shè)備自身誤差的改善應(yīng)該從其系統(tǒng)的設(shè)計和制造過程中入手，提高成型設(shè)備的硬件系統(tǒng)，以便改進(jìn)成型件精度。
2.1工作臺Z方向上的運動誤差
它主要在絲杠的控制下，通過上下移動完成最終的成型加工。所以工作臺的運動誤差將直接影響著成型件的層厚精度，從而導(dǎo)致成型件的Z向尺寸誤差。同時，工作臺的運動直線度誤差也會造成成型件的位置、形狀誤差和較差的粗糙度。
2.2 X、Y方向同步帶變形誤差
X、Y掃描系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)控制并驅(qū)動同步齒形帶，然后帶動打印頭進(jìn)行每層的掃描運動，是一個二維的運動過程。在定位或者使用時間較長以后，同步齒形帶可能會產(chǎn)生一定情況的變形，會嚴(yán)重影響掃描系統(tǒng)的定位精度，所以為了解決這個問題常采用位置補(bǔ)償。
2.3 X-Y方向定位誤差
成型機(jī)運動控制系統(tǒng)采用的是步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)，電機(jī)自身和其各個結(jié)構(gòu)都會對系統(tǒng)動態(tài)性能造成一定的影響。X、Y掃描系統(tǒng)在往復(fù)的掃描過程中存在著一定的慣性，使掃描鏡頭的掃描尺寸其實大于成型件的設(shè)計尺寸，造成尺寸誤差，同時，由于掃描系統(tǒng)在掃描過程中是一個加減速的過程，邊緣掃描速度會小于中間掃描速度，這樣就會導(dǎo)致成型件邊緣的固化程度高于中間部分，固化不均勻。
掃描機(jī)構(gòu)在成型過程中，總是在進(jìn)行連續(xù)的往復(fù)填充運動。驅(qū)動掃描機(jī)構(gòu)的電機(jī)自身存在著一個固有頻率，掃描不同線長的時候會出現(xiàn)各種頻率，所以當(dāng)整個機(jī)構(gòu)發(fā)生諧振時，會給掃描機(jī)構(gòu)帶來很大的振動，嚴(yán)重影響成型的精度。
2.4擠料速度與掃描速度誤差
在保證有足夠加熱功率和相同掃描速度的前提下，若擠料速度過高，在工件的表面及側(cè)面就會出現(xiàn)材料溢出現(xiàn)象，導(dǎo)致表面粗糙，支撐結(jié)構(gòu)與工件不易分離;若擠料速度過低，在掃描軌跡上就會出現(xiàn)材料缺失現(xiàn)象。因此，適當(dāng)降低擠料速度，能提高工件的表面品質(zhì)，輪廓線更清晰，支撐結(jié)構(gòu)與工件易于分離。
綜上所述，通過優(yōu)化工藝參數(shù)可以有效地提高成型件的精度和質(zhì)量。
3.后處理產(chǎn)生的誤差
成型完成之后，需要將成型件取下并去除支撐，對于固化不完全的成型件，還需要進(jìn)行二次固化。固化完成后還需對其進(jìn)行拋光、打磨和表面處理等工序，將這些稱之為后處理。后處理對成型精度的影響可分為下列三種：
(1)支撐去除時，因為人為等因素有可能會刮傷成型表面或其精細(xì)的結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響成型質(zhì)量。為了避免這點，在支撐設(shè)計時應(yīng)該選擇合理的支撐結(jié)構(gòu)，既能起到支撐作用又方便去除，在允許范圍內(nèi)少設(shè)支撐，節(jié)省后處理時間。
(2)成型后，由于工藝和本身結(jié)構(gòu)問題，零件的內(nèi)部還會存在一定的殘余應(yīng)力，并且在外部條件如溫度、濕度等環(huán)境的變化下，成型件會產(chǎn)生一定的翹曲變形，造成誤差。應(yīng)該設(shè)法減小成型過程中的殘余應(yīng)力，以提高零件的成型精度。
(3)成型后的零件在尺寸和粗糙度方面可能還不能完全滿足用戶的需求，例如表面存在階梯紋、強(qiáng)度不夠，尺寸不精確等，所以要對成型件進(jìn)行進(jìn)一步的打磨、修補(bǔ)、拋光和噴丸等處理。如果處理不好，可能會對成型件的尺寸和表面質(zhì)量等造成破壞，產(chǎn)生后處理誤差。
綜上所述，通過減小分層厚度可以通過自適應(yīng)的分層方法能很好的提高成型件的表面精度，降低因分層數(shù)量較多而引起的效率降低問題，或者通過優(yōu)化成型加工方向的辦法來提高成型件表面質(zhì)量。其中優(yōu)化成型加工方向在工藝上有一定的難度，對于成型加工方向的優(yōu)化，不僅要考慮精度的因素，也要著重考慮成型效率和支撐設(shè)計等方面因素。
4.結(jié)論
自由成形件的精度是指加工后的成形件與原三維CAD模型之間的誤差，主要有尺寸誤差，形狀誤差和表面誤差。因為自由成形的全過程包括前處理、自由成形和后處理三個階段，所以每個階段都可能存在影響成形件精度的因素。然而，成型件的精度不只與成型機(jī)本身精度有關(guān)，還與自由成形全過程中的其他因素有關(guān)，而(下轉(zhuǎn)第156頁)(上接第110頁)且這些其他因素還更加難以控制。 [科]
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3d打印技術(shù)2500字論文篇三：《試談中小學(xué)創(chuàng)新教育中3D打印的應(yīng)用》
隨著3D打印在產(chǎn)品設(shè)計、建筑設(shè)計、機(jī)械制造、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、文化藝術(shù)等行業(yè)發(fā)揮越來越重要的作用，3D打印這一新興科學(xué)技術(shù)也不斷融入到人們的工作和生活中。而科技促進(jìn)教育這一客觀規(guī)律也決定了3D打印對教育的影響是必然的，3D打印技術(shù)與學(xué)校教育的結(jié)合必成為STEAM教育中對學(xué)生開拓創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必要組成部分。
1 3D打印在學(xué)校教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀
創(chuàng)客教育，政策先行，教育部于2015年發(fā)布《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》，其中提到了未來五年對教育信息化的規(guī)劃，鼓勵探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，從政策層面將刺激3D打印教育市場的快速增長。國內(nèi)3D打印在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用已然走在了前列，并逐漸步入了批量應(yīng)用階段。全國各地區(qū)都有學(xué)校加入到3D打印創(chuàng)客教育的潮流中來。3D打印在不少地區(qū)已經(jīng)被列入普通學(xué)校教育的統(tǒng)籌范圍內(nèi)，而不僅僅是職業(yè)培訓(xùn)。
2 3D打印在中小學(xué)教育中的優(yōu)勢
傳統(tǒng)教育特別是中小學(xué)教育是以教師為主導(dǎo)的填鴨式教學(xué)方式。因其理論性較強(qiáng)，且多數(shù)以死記硬背為主要方式，學(xué)生無法把學(xué)到的知識進(jìn)行轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，久而久之就會失去興趣。而3D打印課程可以讓枯燥的課程變得生動起來。在3D打印應(yīng)用的教學(xué)中，學(xué)生不再是單純地看文字或圖形，而是根據(jù)相應(yīng)理論知識通過電腦繪制其三維模型，并用3D打印機(jī)把模型打印出來。這是學(xué)生吸收和運用知識的過程，使學(xué)習(xí)過程變得生動有趣，同時極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和分析、解決問題等方面的能力。
3 3D打印與各種學(xué)科的融合
3D打印與學(xué)科的融合既是對各傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)的補(bǔ)充，又是開展STEAM教育的重要形式。
3.13D打印與語文課的結(jié)合
語文課中的說明文是難以描述和理解的，例如趙州橋課程中對橋梁結(jié)構(gòu)的描述。而如果運用課文中描述的知識點用軟件把模型繪制并打印出來，有了理論應(yīng)用于實踐的過程，學(xué)生對知識的掌握會更加深刻。
3.2與數(shù)學(xué)課的結(jié)合
通過三維模型設(shè)計軟件，學(xué)生可以方便地從不同方位觀察模型，任意組合、改變模型形狀，學(xué)生的空間想象力得到很好的鍛煉和培養(yǎng)。
3.3與美術(shù)、剪紙等藝術(shù)課的結(jié)合
通過三維設(shè)計軟件很容易實現(xiàn)二維圖形到三維模型的轉(zhuǎn)化。藝術(shù)課中的剪紙或手繪圖形便可以轉(zhuǎn)化成三維模型，且應(yīng)用于不同的作品中，并通過3D打印機(jī)打印出來，增加課程的趣味性。
3.4與歷史、生物、地理、化學(xué)、物理等其它課程的結(jié)合
輔助教具直接通過3D打印制作出來，將抽象、難懂的教學(xué)變得更直觀、形象化，更好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
4 中小學(xué)3D打印課程的開展形式
目前很多學(xué)校把3DOne作為教學(xué)軟件，通過軟硬件結(jié)合，推出3D打印創(chuàng)意設(shè)計課程解決方案，以學(xué)生動手參與為主要學(xué)習(xí)方式，旨在全面提升、激發(fā)孩子們的潛能，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中潛移默化地提高動手能力和思考能力。3D打印創(chuàng)客教育通常包括如下形式：
(1)興趣班。興趣班是3D打印在學(xué)校開展創(chuàng)客教育初期的主要形式。每個班級挑選數(shù)個學(xué)生組合成興趣小團(tuán)隊，由學(xué)校老師或者校外的公司機(jī)構(gòu)提供技術(shù)支持協(xié)助學(xué)校開展課程。
(2)校本課程。教師通過課程的開展，總結(jié)成果及經(jīng)驗完成學(xué)校的校本課程，打造校本特色的3D打印課程。
(3)教、科研項目。教、科研項目的方式使得3D打印課程的開展更有拓展性。例如學(xué)校以船作為項目題目，學(xué)生學(xué)習(xí)船的工作原理，以及如何優(yōu)化船體、增加動力機(jī)構(gòu)，然后自己設(shè)計船體造型、打印模型和試驗航行，通過不斷地試驗以及改善，學(xué)生可以把課題內(nèi)容掌握得非常牢固。并且學(xué)生會不斷去思索、嘗試各種各樣的方式，極大地提高了學(xué)生的想象力和動手能力。
5 結(jié)語
以3DOne軟件為教學(xué)的3D打印創(chuàng)客課程，給了STEAM教育一種新的方式，不管是從國家的支持，還是從提高學(xué)生的創(chuàng)新能力來說，3D打印都將作為一個重要的手段會得到極大的發(fā)展。通過與學(xué)科結(jié)合的方式，并借助于各地的3D打印比賽，3D打印教育將會有更好的發(fā)展。
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