打印技术论文篇(1)
在后工业时代,每个人都是设计师,传统的设计师不再依靠自己的力量***设计,而是扮演设计组织者的角色,组织有效的设计平台。3D打印是由计算机通过三维软件进行模型建造,并以STL的文件格式传输至3D打印机,3D打印机识别到片层截面,并完成文件输出。截面是由多个三角形面来模拟所设计的物品的表面形态,三角形面越小,物体打印的越精细。此外,VRML、WRL也是经常被使用的输入文件格式。设计师能够专注于产品形态创意和功能创新,即所谓“设计即生产”。设计师对产品形态的创作将更加挥洒自如,这是传统产品设计、手板模型制作等流程难以企及的。
(二)3D打印缩短了产品设计到成型的周期
当前,消费者对新奇产品的需要和渴望远远大于过去,3D打印等数码技术可以帮助厂家应对消费者瞬息万变的口味,设计师可以通过互联网这个开源平台进行设计,注重利基产品的开发和生产,进入产品和经营的长尾时代。3D打印更适合一些小规模制造,尤其是高端定制产品,比如零部件制造。虽然当前打印制造材料仍然以塑料为主,但金属材料肯定会在未来被运用到3D打印中来。可以预见,该技术将会在未来得到越来越广泛的应用。
(三)3D打印节省产品设计研发的成本
市场需要产品以最快的速度更新换代,但新产品生产出来后,若没有销路,则得不偿失。开发一副模具要几十万,甚至几百万,而利用3D打印技术,可以把产品先开发出来,如果该产品符合技术要求和市场需求,再进行模具开发,并进行进一步批量生产。此外,3D打印技术和传统模具制造技术可以实现相互补充,而未来的制造领域中,3D打印机可完成30%的产品,而70%由模具制完成。在产品设计方面,3D打印产品不需要昂贵的模具实现生产注塑,其所需的原材料和能源仅为传统方式的1/10,还降低了企业因开模不当造成的不必要损失和风险;3D打印可以制造曲面更复杂、造型更丰富的产品,可以为客户定制个性化产品,实现“即想即得”;3D打印产品也可以远程传输文件并异地打印,减少运输费用。3D打印的出现意义在于我们能够制造自己的产品供其他人进行消费,人们的设计创造才能被尽情释放,能够满足高层次的需要。
打印技术论文篇(2)
《3D打印 打印未来》一书由中国机械工程学会编著,中国科学技术出版社于2013年6月出版,出版后重印1次,累计印数10000册,即将重印第2次。2013年9月,该书的繁体中文版权由台湾一家出版社买走。《3D打印 打印未来》曾获得中国科学技术出版社2013年度“版权输出奖”;2014年10月获得第三届中国科普作家协会优秀科普作品奖(科普***书类)银奖;并于2014年12月获得科技部全国优秀科普作品奖。在国内科普创作低迷时期,***书出版市场处于不景气的形势下,《3D打印 打印未来》能取得这样好的经济效益和社会效益,与该书的策划分不开。
在新的出版形势下,如何策划出读者喜爱的科普***书并非易事,但也不是无章可循,作为该书的责任编辑之一,笔者在此总结经验,梳理策划思路,以期供同行借签和参考。
敏锐把握新科技信息和舆论热点,策划新选题
2013年年初,“3D打印”突然出现在公众的视野里,3D打印概念股也横空出世,各大媒体集中报道,工业和信息化部、科技部纷纷制定***策推动3D打印产业化;美国总统奥巴马也在公众场合宣称:3D打印技术将推动美国经济增长,3D打印将为几乎所有产品的制造方式带来***性变化……一时间,关于3D打印技术的报道铺天盖地,3D打印技术几乎无所不能。中国科学技术出版社的总编辑和编辑面对关于3D打印技术的各方面报道,意识到3D打印技术也许正是公众迫切需要学习和全面认识的一个新鲜事物,立刻决定要出版关于3D打印技术的***书。
在当今新技术、新知识爆炸式增长、报道的社会,能从如此多的信息中敏锐筛选把握有用的信息用于***书出版,需要出版人具有敏锐的出版嗅觉和良好的发散思维,抓住公众关注的热点和舆论导向,就会为自己赢得好的策划灵感,从而占领出版先机。
“打铁要趁热”――及时组织编写委员会
有了好的策划灵感,还得“打铁要趁热”,中国科学技术出版社的编辑立刻做了市场调研发现,当时国内***书市场只有中信出版社于2013年4月出版的《3D打印 从想象到现实》一书,此书的中英文版同步出版上市。市场调研表明:市场上同类书仅此一本,还是引进版***书,市场上并没有关于3D打印技术的中国原创***书。于是,编辑们决定立刻组织国内作者编写关于3D打印技术的原创***书。
中国机械工程学会是中国科学技术出版社多年合作的创作单位,该学会的领导务实、极具前瞻性,当他们得知出版社的想法后,决定立刻组织国内相关专家成立编写委员会,在短短一周时间就聚集了中航工业北京航空制造工程研究所、西北有色金属研究院、西安交通大学等单位研究3D打印技术的顶尖专家,并迅速召开了两次编写讨论会。
编辑和编写委员会的协同合作
在编写讨论会上,从最初的目录大纲、内容的选取确定,到书名的确定、***片的精选,专家和编辑们共同商讨。刚开始书名为:3D打印未来。经分析大家觉得该书名有歧义,“3D打印”在此处动名词定位不准,最终经多方讨论定为:3D打印 打印未来。接下来就是***片的取舍,原先有400多张***片,最后精选为320张***片,并对***片进行组合搭配。最后根据3D打印技术应用最广泛最成熟的行业,确定了16个热点、100个典型应用案例组成该书的第四章,第四章是核心章节,集中体现3D打印技术在工业设计、文化创意、建筑模型、首饰服装、医疗、航空航天等领域的个性应用和制造,正文设计***文并茂,让读者轻松、直观地全面认识3D打印技术。
编写委员会最终在一个月内全部交稿并定稿。编辑在一个月内编辑加工,最终在2013年6月成功出版,并在2013年北京国际工业智能及自动化展览会暨新工业***与增材制造国际研讨会上隆重举行新书首发式,赢得了与会专家的一致好评。
封面设计的灵感
《3D打印 打印未来》除了特色而生动的正文版式设计外,她的封面设计也同样别具一格,鲜明醒目。封面设计的灵感源于“打印”二字,红色正方形代表一台打印机,正方形没有完全封闭代表着“输入和输出”的含义,而“3D打印”四个字在正方形中则诠释了3D打印的全部寓意,封面上的色带用书中精选***片组成,整个封面设计颜色鲜明、醒目,设计寓意丰富而不失简约。正是这样的封面设计才使得在一片书的海洋中,该书能够最引人注目,从而脱颖而出。而且,《3D打印 打印未来》繁体版在中国台湾出版时,封面设计也基本沿袭了原版封面的设计风格,出版后得到了台湾读者的认可。
出版时机恰到好处
打印技术论文篇(3)
中***分类号:G434 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2017)05-0011-04
一、引言
3D打印技术作为一项对传统制造业具有颠覆意义的技术,近年来在世界范围内受到广泛关注,其主要生成流程包括两大步骤:基于计算机辅助软件设计立体模型,并通过3D打印机基于熔融、光固化等工艺逐层打印成品。[1]近年来,作为“增材制造”的主要实现形式,3D打印技术受到了我国***府的高度重视。进一步地,针对3D打印等新型数字化制造技术的研发和产业化,我国***府出台了《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016)》。此计划将3D打印技术发展规划提高到了国家战略发展的高度,不仅强调了3D打印教育的推广和普及,更强调了3D打印技术人才的培养。随后,在中国***府实施制造强国战略第一个十年的行动纲领《中国制造2025》中,3D打印被列为突破发展的重点领域。更为引人注目的是在***关于3D打印增材制造的专题讲座后,***表示要在国内多个重点行业加速3D打印的装备和运用。
在教育行业发展领域中,3D打印技术的相关应用已经逐步引起国内外***府以及相关组织的高度重视。现阶段,针对3D打印教育价值的一系列探索性研究以及实践工作正在逐步开展中,并已取得了一些基础成果。国内,上海、青岛等教育发展先进地区已经成功地将3D打印引入基础教育领域。目前,上述先进地区通常在青少年活动中心配备3D打印机和扫描仪,同时定期邀请技术专家开设包括CAD建模和3D打印机操作实践等相关课程,最终以指导学生打印出自己设计的产品为基础教育阶段的教育实践目标。国外,在“人类学习可以通过制造和分享过程产生”的理念下,英国***与英国物理学会、英国全国数学教学创优中心和3D打印机厂商协调合作,进一步保障使用3D技术的学校可以得到良好的理论指导及技术支持。另外,为培养高中生的工程技术能力并激发学生对工程、设计、制造和科学相关课程的兴趣,美国以项目推进形式在高中大力推广3D打印机,例如,美国国防高级研究计划局制作实验和拓展项目等。不仅如此,作为预测影响全球教育领域的教学、学习和创造性探究新兴技术的权威报告,新媒体联盟地平线报告在基础教育、高等教育和***书馆教育的三个版本中,连续两年将教育应用中主流技术的重要进展聚焦到3D打印上。
3D打印技术涵盖包括信息技术、机械加工技术和新材料技术等多个学科领域的先进技术。在日常教育场景中,3D打印主要体现出以下三方面教育特性:其一,便于塑造可重用的多态教育对象,且可快速打印用于教学辅助的模型、标本等教具;其二,作为蕴涵“设计思维”的个性化创造工具,可以满足不同教育层次的学习者以专业制造水平实现个性化创意设的产品化需求;其三,便于打造虚实结合的教育创新应用平台,并可以基于3D打印技术建立创新实验室和创客空间,实现互联网和智能制造技术的协同创新。尽管目前3D打印技术在教育行业的创新性应用蓬勃发展,但是3D打印作为教育装备用于教育实践活动开展尚存在几点无法回避的关键性问题:
(1)3D打印作为教育领域的一种新技术,其教育行业的标准尚未建立,目前教育行业流通的3D打印机质量参差不齐,导致3D打印教学实践活动的质量、安全和教育适用性等方面无法保障;
(2)3D打印技术与教育理论严重脱节,包括教学案例、教学模型库在内的教育资源缺乏,如何体系化地借助3D打印技术辅助基础教育、高等教育和职业教育的教育实践活动成为关键性问题;
(3)3D打印软件环境和硬件环境的配备费用均较高,具体地说,3D 打印机和专业的三维建模软件价格都比较高而且对使用场地要求较高,从而导致仅有少部分重点学校有能力配备,无法满足教育均衡发展的需求。
二、3D打印行业应用的突破途径
本文重点围绕上述关键性问题,提出解决方案,主要包含以下三条突破途径:
(1)研究并起草3D打印技术的教育行业标准及规范
3D打印系统按功能分为五大模块,即三维模型获取模块、三维模型处理模块、三维模块分层模块、三维模型打印模块和三维模型后处理模块,依托多个学科领域的尖端技术,包括信息技术、机械制造技术和材料技术。技术归根到底服务于教育,3D打印技术涉及制定相应标准,其意义在于通过对技术的规范化提升产品质量,保障教学活动参与者的人身安全,提升3D打印的教育适用性。
(2)从教育理论出发面向不同教育阶段系统化建立3D打印的教学应用体系架构
打印技术论文篇(4)
中***分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1671-7503(2015)17-0024-04
在高速发展的信息时代,创新已经成为社会发展的驱动力,创新人才培养已成为我国高校人才培养的核心目标。《国家中长期教育改革和发展规划纲要》(2010-2020年)指出,要适应国家和社会发展需要,遵循教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法和拔尖创新人才培养模式,培养一批拔尖创新人才,产生一批国际领先的原创性成果,为提升我国综合国力贡献力量[1]。***高等教育司司长张大良指出,在新发展阶段全面提高本科教育质量的举措之一就是把创新创业改革作为突破口,以转变高校教育观念为先导,以培养全体学生的社会责任感、创新精神、实践能力和创业意识为要义,在人才培养的全程融入创新创业教育理念,大力推动高校更加重视和做好创新创业教育工作[2]。创新教育是信息时代学校教育的必然选择。加快创新人才培养鼓励大学生自主创业不仅仅是国家发展和时代的要求而且是解决高校毕业生就业问题的有效途径。近年来,3D打印技术作为一种新兴可视化技术,在医学、工业设计、建筑、航空航天等领域已经取得了一定的成就,将3D打印技术引入到高校教育领域能够对大学生创新创业能力培养起到重要的作用。
一、大学生创新创业能力概述
创新是指人们运用所掌握的知识或技能去解决某个问题,在这个过程中突破常规的思维方式,产生了新的结果[3]。创新能力是指在前人发现或发明的基础上通过自身的努力创造性的提出新发现、发明或改进革新方案的能力[4]。创新能力本质上是人重新认识和解决问题的能力表现,从心理学角度来说是人普遍具有且可以激发的能力。创业是指创业主体将自己已有的知识和经验运用于社会实践,从而实现自我价值。大学生创业包括创业意识、创业能力和创业潜能三大要素。创业能力是创业的核心要素,创业潜能是创业成功的保障。研究者们对创新创业能力没有给出具体的定义,但是对于“什么是创新创业教育”有统一的看法。创新和创业有着密切的关系,创新是创业的基础,创业实践离不开创新,创新教育的成败需通过大学生未来创业实践检验,因此把创新教育和创业教育合在一起称为创新创业教育[5]。创新创业能力强调的是学生的基本素质、创新精神和创造性思维,同时,注重学生的理论知识和实践能力,尤其是自我创业意识和创新操作能力,具备能够***自主发现问题、解决问题并提出自己的新观点的能力,同时,又具备创业意识,对创业有所追求的能力[6]。
大学生创新创业能力是指大学生既具备创新能力,同时又能把握机遇,善于利用和创造条件,使自己的创新能力在创业实践中发挥作用的一种综合性能力,包括坚实的理论基础和过硬的技术水平、创新创业意识、创新思维和创业潜能。培养大学生创新创业能力是新时代教育工作长期且艰巨的使命,开展创新思维培养并在创新意识的驱动下激发大学生的创业潜能是其唯一路径。在具备扎实理论知识和技术的基础上培养大学生的创新思维,为创新实践奠定基础。在创新创业意识的驱动之下,激发大学生的创业潜能,使其投身于实践,将创新融入实践开展创业活动。
二、3D打印技术在大学生创新创业训练项目中的应用
1.3D打印技术概述
3D打印技术,又称三维打印技术,是一种快速成型技术,它以数字化模型为基础,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,通过逐层打印的方式构造物体[7]。3D打印技术可将人们构想的虚拟物体转化为可穿戴可展示的实体,是一种通用技术。3D打印技术适合需要快速制作模型的领域因此在在工业制造、建筑设计及医疗中已得到广泛应用,在正式和非正式学习活动中也逐渐得到了推广。
与传统技术相比,3D打印技术有其独特的优势。首先,通过3D打印机可直接将计算机中的三维***形快速形成任何形状的物体,实现个性化设计;其次,在3D打印技术的支持下,可以将设计转化为可展示的实物,拓展思维和想象空间;更重要的是3D打印机可打印学生们设计的原型产品,有助于他们改善自己的设计,并更好地理解他们的创作过程。将3D打印技术应用于教育,是为教学提供思想、智慧和科技相融合的最佳路径,通过将技术与教育有机整合拓展人的感觉和知觉,促进思维能力的发展,提高学生创新能力。
2.3D打印技术在大学生创新创业训练项目中的应用
大学生创新创业训练项目是我国“十二五”规划期间***决定实施的一项工作计划。***在“大学生创新性实验计划”实施5年的基础上,将原来的“大学生创新性实验计划”更名为“大学生创新创业训练计划”。项目形式由原来的“创新训练项目”拓展为“创新训练项目、创业训练项目、创业实践项目”。
大学生创新创业训练计划的目标是通过该项目促进高等学校转变教育观念,改革人才培养模式,强化创新创业能力训练,增强高校学生的创新能力和在创新基础上的创业能力,培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。部级创新创业训练计划内容包括创新训练项目、创业训练项目和创业实践类项目三类。
创新训练项目是本科生个人或团队在导师指导下,自主完成创新性研究项目设计、研究条件准备和项目实施、研究报告撰写、成果(学术)交流等工作。 创业训练项目是本科生团队,在导师指导下,团队中每个学生在项目实施过程中扮演一个或多个具体的角色,通过编制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、参加企业实践、撰写创业报告等工作。
创业实践项目是学生团队在学校导师和企业导师共同指导下,采用前期创新训练项目的成果,提出一项具有市场前景的创新性产品或者服务,以此为基础开展创业实践活动[8]。根据“地方高校部级大学生创新创业训练计划项目名单”中的项目名称和对应的项目简介,对2012年到2014年的大学学生创新创业训练计划立项课题数量及所属学科领域进行分类归纳,统计处理数据,分析了3D打印在大学生创新创业训练项目中的应用情况。
***1 2012-2014年大学生创新创业训练项目总量
与应用3D打印的项目总量对比***
***2 应用3D打印的项目
在大学生创新创业训练项目中所占比例***
如***1、***2所示,***1是2012年到2014年每年大学生创新创业训练项目的项目总量折线***与使用3D打印技术的项目对比***,***2是应用3D打印的项目在大学生创新创业训练项目中所占比例***。从中可以看出申请大学生创新创业训练项目总量在逐年大幅度的增加,这反映了国家越来越重视大学生创新创业教育。***的十八大报告中也提出“创业带动就业,提高创业能力;鼓励青年成长,支持青年创业;创业中离不开创新”等关于创新创业教育问题。当前,把促进就业摆在突出的位置上,如何实现就业和创造更多的就业岗位是国家、社会以及个人需要思考和解决的问题。这种趋势表明高等学校正在转变观念,开始重视大学生创新创业能力的培养,人才培养模式也有所变化,学校由单纯接受性教育向创新性教育转变。在信息技术快速发展、科学技术高度发达的今天,在教学中恰当地运用现代教育教学方法和技术是信息社会对教育的紧迫要求。3D打印技术是一种新兴技术,被认为是第三次工业***的标志,随着技术的成熟和其价格的下降,逐渐应用到各个领域。3D打印技术在教育领域发挥着重要作用,尤其是在大学生创新创业能力培养中。
***3 大学生创新创业训练项目中3D打印的应用比例
3D打印在大学生创新创业训练项目各个学科领域中所占比例如***3所示。在大学生创新创业训练项目中,3D打印主要应用于3D打印机的研发、个性化产品的制作、工业设计、医疗领域和模型模具打印等五方面。根据对大学生创新创业训练项目中3D打印应用比例的统计,如***3发现研发3D打印机的项目所占比例最大。在创新创业训练项目中32.86%的项目在研发3D打印机及3D打印耗材,这种现象揭露出3D打印机自身存在的问题即3D打印机的打印耗材种类少且价格昂贵,只有部分经济发达地区的学校以及企业集团有能力采购。只有开发更多可打印材料,制作出体积小且方便使用的3D打印机,才能做到更大范围的推广,进而引入到教育领域,真正发挥3D打印技术在教育教学中的作用。使用3D打印机制作个性化产品所占比例22.86%,在工业设计领域占18.57%。个性化产品制作和工业设计领域都是重在设计。个性化产品的制作中,3D打印提供个性化的需求服务,消费者可以根据自己的需求设计产品并将其打印出符合个性化需求的成品。在这个过程3D打印技术创设了创新的条件和技术支持,不仅仅是研究者,普通用户和消费者也能参与创新设计中。工业设计中,利用3D打印机快速打印形状复杂的机械零部件,大大缩短产品生产周期,提高生产效率。3D打印技术在模型模具制作中的应用12.86%,用3D打印技术快速制造出的模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、外观验证、工程分析等,有利于优化产品设计。
在大学生创新创业训练项目中,3D打印技术在设计领域包括个性化产品的设计和工业设计应用比较广泛,所占比例高达42%。设计的关键就是要创新,这说明3D打印技术在大学生创新能力培养中发挥着重大作用。
三、3D打印技术在大学生创新能力培养中的优势分析
1.为培养大学生创新思维创设良好的条件
在创新创业能力中理论知识和技术水平是大学生创新创业能力培养的前提;创新创业意识是大学生创新创业能力培养的动力;创新思维是大学生创新创业能力培养的核心;创业潜能是是大学生从事创新创业活动的保障。戴尔的“经验之塔”理论强调先从具体的经验入手,逐步进入抽象经验。在教学过程中,要善于用各种媒体,要学会把一些先进技术引用到教育,使教学活动更具体,利用一些媒体与一些先进技术来弥补各种直接经验的不足,为抽象经验奠定基础。3D打印作为一种快速成形技术,能打印各种复杂形状的产品。3D打印技术在本质上是多媒体技术的延伸,是虚拟现实技术的延伸,它拓展了人的知觉和感觉,促进了思维能力的进一步发展[9]。将3D打印引入实践教学,能够为学生创新能力训练创设良好教学的情景。通过大胆设计,建立三维模型,3D打印机就能将三维模型打印为可触摸可展示的实体。3D打印技术在把模型转化为实物的过程中激发了学生创新的勇气和创新思维。
2.激发学生的创新动机
创新动机是推动人们从事创新活动的内部动力,是创新行为的发端。兴趣是引起学生学习动机的内部因素之一,3D打印技术能够将设计的模型呈现成立体直观的实物,这种快速成型技术能够充分调动学生的学习积极性,激发学生的创新动机。例如:在通用技术课程的建筑及其设计教学中,通常教师是利用多媒体***片、动画和视频等为学习者创建一种信息化学习环境,但这种教学缺乏对真实事物探索实践机会。3D打印技术的出现变革了传统讲授演示的教学方式,学生成为探究实践的主体。可视化的3D打印技术,将学生的设计模型打印成立体实物,营造更逼真的学习环境,给学生带来强烈的现场感,能够显著提高学生的学习兴趣和创新意识。3.提高学生的实践能力,激发创新创业潜能
创业潜能包括创业者的个人素质和各方面的能力如学习能力、协作能力和交际能力等是大学生从事创新创业活动的保障。使用3D打印机打印一个物体的流程分为三个步骤:提出有创意的设计、建立三维模型和打印。学生参与到每一阶段当中,通过一系列活动,能够提高学生观察能力、协作能力和实践动手能力。实践是提高知识内化和掌握程度的主要途径,同时,实践能力也是学习者发展研究能力和创新能力的基石[10]。实践和创新有着密切的联系,实践促进创新,创新引导实践。创新能力训练就是让受训者在实际生活中能应用学校所学的技能,其目标就是激发受训者创新意识并能够有意识地运用创新方法。
四、结束语
根据对2012-2014年部级大学生创新创业训练计划项目分析可以看出,3D打印技术在部级大学生创新创业训练计划项目中呈现逐年增加态势。3D打印技术作为一种新兴信息技术,在培养大学生创新思维和创新实践能力方面具有重要的应用前景。
参考文献:
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[8] ***关于做好“本科教学工程”部级大学生创新创业训练 计划实施工作的通知[EB/OL]. 本文由wWw.DyLw.NeT提供,第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务,欢迎光临dYlw.nET
http//moe.govpublicfilesbusinesshtmlfilesmoes59722014 04xxgk_166881.html,2012-3-21.
打印技术论文篇(5)
中***分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)09(b)-0093-02
一些发达国家对3D打印技术的教育作用影响,已经进行了深入研究,并成立相应的项目来对两者进行促进,旨在培养出能够和现代设计以及制造潮流相符合的专业人才。在新的技术不断发展应用下,3D打印技术在诸多的领域也得到了应用,在医学以及生产制造等领域都发挥着比较重要的作用。通过从理论上对3D打印技术实践教学的研究分析,对其在实践教学中的作用发挥就比较有利。
1 3D打印技术的特征体现以及原理分析
1.1 3D打印技术的特征体现分析
从3D打印技术的自身特征体现来看,这一新的技术和传统的技术有着很大差别,就是遵循加法原则,也就是逐层叠加的原则。在对这一技术的应用下就不用采用夹具以及刀具,在设计制造的一体化目标上能得以实现,从而也能在生产成本层面得到有效降低,以及在加工的周期方面能大幅降低,将原材料的利用效率得到有效提高,也对环境层面的影响有了很大降低[1]。在对3D打印技术的应用下,能有效实现大规模以及个性化生产,在成形产品密度上也比较均匀化。在实际制造的准备以及数据泄密时间的减少,在单件试制以及小批量生产周期的成本方面也得到了有效降低。这些特征也是3D打印技术广泛应用的重要因素。
1.2 3D打印技术的原理分析
从当前的技术发展现状来看,科学技术的发展对人们生活水平的提高有着促进作用。在3D打印技术出现后,能够对人们的实际需求得到满足,从3D打印技术的原理上和设计过程中的3D建模来看,主要是从3D扫描仪的作用进行三维数据的获得,通过数字化形式来生成三维模型。也能通过三维建模软件从零开始建造三维数字化模型[2]。在进行3D的打印过程中,主要是从模型数据的分切,对文件的横截面信息加以读取,然后对每层实施建构,再把这些截面进行打印出来,最后将这些截面实施粘合,从而来制造出实体。
通过3D打印技术打印出后通常会有一些粗糙的界面,这就要进行后期的加工处理。为能将3D打印的服务更好地使用,当前的3D打印已经向着网络化的方向发展,在互联网以及物联网方面实现无缝连接。
2 3D打印技术在实践教学中的应用作用和具体应用
2.1 3D打印技术在实践教学中的应用作用分析
通过长期的发展,在3D打印技术方面的技术优势得到了充分体现,在技术以及造价上都得到了很大程度发展。将3D打印技术在实践教学当中加以应用,就能起到积极的作用,对教学方式方法的改善作用就比较突出[3]。大部分3D打印课程项目中的技术自身并非是课程重点,主要是对概念的趣味性问题解决,在3D打印技术的应用下,能够进行制作可视化教具以及学具等,这就对实际教学提供了更大的创造空间,对教材的三维格式展示就比较方便,对实际教学效果良好呈现也比较有利。
3D打印技术在实践教学中的应用,能够使学生在实践动手能力上得到加强,以及对学生参与写作的意识提高也比较有利,能有效激发学生的创造力以及积极性。在3D打印实践过程中,在设计以及打印的整个过程,都需要学生亲自参与和完成,这样就比较有利于学生操作以及观察能力的提高,对学生的参与能力也能加强。学生只有在动手能力上得到了加强,才能更好地应用这一新型的技术。在3D打印技术的应用下,对学生的构思转变比较有利,能为学生开辟新的思维空间,激发学生的学习积极性以及学习热情。
3D打印技术在实践教学当中的应用,能够在创新设计方面有着积极辅助作用。在计算机的应用下,就能够在模型的构造设计方面有着优化作用,能有效促进学生的创造力培养以及社会性的认识。不仅如此,也能对学生的学习体验得以加强[4]。在对3D打印技术的应用中,能让学生对数字化设计转变成实物有着促进作用,让学生在学习过程中的切身感受有着保障作用。
2.2 3D打印技术在实践教学中的应用
槟芏3D打印技术在实践教学当中加以科学应用,就要能充分注重相应方法的探究,笔者结合实际对3D打印技术的实践教学应用方法进行了研究,将其在各学科的教学中的应用能起到积极促进作用。在这一技术的应用下,对工程以及设计和制造等学科的课程学习就比较有利,有利于学生的设计制作方案的优化。能对学生在未来的发展方面起到促进作用。将3D打印技术在数学教学当中加以应用,就能够通过等值曲面进行转化成三维模型,对课堂教学当中的实物以及装饰品打印出来。在相应的软件应用下,就能对三维模型大小进行有效调整,从而调整到适合打印的尺寸。将3D打印技术在地理课程当中加以应用,就比较重要。在地理课程教学中需要诸多的实体模型,在这些实体模型的应用下,对学生空间能力的培养就比较有利。如教师可对运动的太阳系模型进行打印,通过不同的节气来对地球的位置进行有效改变,这样就能够对不同时间段的物体现象打印出来。在这一方式的应用下,对地理教学的效果也能良好呈现[5]。通过3D打印技术的科学应用,就能有助于实践教学的良好发展,对教学改革的目标实现也比较有利。
3 结语
总而言之,实践教学中的3D打印技术的应用,是新型的教学方式,这一教学方式与学生的个性发展也比较相符。只有充分注重这些方面的发展问题,才能真正有利于实际的教学,通过对3D打印技术的应用研究,能够从理论上提供积极的措施方法,对实际教学的质量水平提高就比较有利,这也是对3D打印技术应用研究的重要目的。面对新的教学发展环境,只有这些基础层面得到了加强,才能真正有利于实际的教学。
参考文献
[1] 牛一帆.3D打印在教学中的应用研究[J].塑料包装,2015,25(1):35-39.
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打印技术论文篇(6)
3D打印产业技术路线***项目启动
杨永强指出,当前,广东省各产业领域对3D打印技术的需求十分巨大,但3D打印技术整体水平有待提高,在许多方面仍存在问题,急需解决。“准确界定总体产业范围是促使产业快速有序发展的前提,”杨永强说,“目前3D打印技术在模具、生物医学、汽车、电子产品、文化创意等领域得到应用发展,但具有重大应用前景的3D打印技术和与广东省支柱产业密切相关的3D打印技术之间的界定还不明确。”
据介绍,广东省重大科技专项增材制造(3D打印)产业技术路线***编制项目将设定总体战略目标,界定3D打印技术产业范围,通过3D打印产业技术水平和全方位市场需求研究、3D打印技术研发需求和广东省产业的共性技术需求分析制定路线***。
同时,对原材料生产能力、材料性能和成本等方面的问题提出改进意见,从而提高装备、关键元器件和集成系统的研发生产能力。“限制3D打印装备生产力的一个重要因素是关键元器件。”广州市文博实业有限公司朱杨林说,“目前,我国3D打印关键元器件大部分均依赖进口,只有实现装备及关键元器件的国产化,才能有效推动我省3D打印领域产业化的发展。”
杨永强表示,路线***将突出体现具有“广东特色”的3D打印产业发展模式,利用制定技术路线***的方法对广东省3D打印产业进行系统、全面的分析和认知,以明确广东省3D打印未来的技术需求和产业方向,对指导和规划产业发展具有重要意义。
职业学院将开设3D打印专业
此外,开幕式上还同时启动了“3D打印进校园”活动。广州市增材制造技术行业协会陈孝超会长介绍,今年的3D打印进校园项目将分为三方面推进,一是与番禺职业技术学院合作,成立3D打印相关专业,进行课程引领,培育对口人才;二是3D打印入驻义务教育学校,广州市3D打印园组织园区企业无偿捐赠一批3D打印机给广州中小学,以此推动学生兴趣培养;三是进高校,与华南理工大学、暨南大学、广州美术学院等10所大学的青年就业创业基地合作,重点扶持3D打印有关创业项目。“3D打印今后就像写字一样,每个人都懂,只不过有写得好不好之分。”
笔者了解到,3D打印在国际上已经列入教育的范畴内,而不仅仅是职业培训了。以台湾为例,***府给每个中小学8万元台币的扶持资金,将3D打印纳入中小学必修的劳工课中。
上下游企业现场寻求合作
据了解,本次论坛云集业内著名专家学者以及具有行业话语权的知名企业,分享行业顶尖科技与发展思路。
打印技术论文篇(7)
一、 3D打印技术的基本数据类型
3D打印技术的核心设备是3D打印机,它是“集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。”[1]涉及了包括材料科学与化学、信息科学、应用物理学、机械设计制造、激光技术、CAD建模等在内的多种学科门类。3D打印自身的技术要求与相关材料的专业性决定了3D打印工程产生的数据与一般电子数据的差异性,应当以工程学的视角和系统化的观点来看待3D打印技术数据进行归档的整个流程。经研究,3D打印数据类型应分为物理实体数据、生产过程数据、模型与产品元数据三种。这三种数据类型分别侧重于直观展现3D打印的原材料与原始数据、3D打印的实际工作流程以及3D打印的产品形态,是整个3D打印项目数据包内部相互联系、相互衔接的三个数据集合,且都具有重要保存价值。
(一) 物理实体数据
提到“数据”一词,一般的定义为:人类所观测、记录的保存在一定载体上的符号或代码。而在3D打印技术中,“数据”这一概念的含义将发生较大改变。我国学者涂子沛在其著作《数据之巅》一书中提到了“物理实体数据”一词,并将其视为一种新的数据形态。3D打印的耗材不再是传统打印机所用来承载打印墨水与感光材料的墨盒、硒鼓,而是各类的块状、液态与粉末状金属材料,辅之以起粘合作用的聚合性材料。从整个打印流程来看,分解成极小微粒状态的打印材质,其形态已经不同于一般的金属材料,而不同的细小微粒将在打印流程中经历分解与重组等成型步骤。与微粒对应的生产数据指令由多个复杂计算机程序构成,二者在生产活动中联系紧密、相辅相成,结合起来可以视作一种新的数据形态,同时也是成型物品的“原始数据”形态。尽管将打印材料看作数据的逻辑严密性需要进一步界定,但以数据的角度来看3D打印机中的基本材料,在如今的大数据时代无疑对其存储理念与方式的发展提供了更为适宜的方向。
(二)生产制造过程中的数据
3D打印产品在成型之前需要经过复杂的加工过程,从建模伊始,便需要各类精密的计算机程序支持。打印机通过“先进的设计软件及数字化工具,辅助设计人员制作出产品的三维数字模型,并根据模型自动分析出打印的工序,自动控制打印器材的走向”。[2]这期间会产生数量繁多的程序代码。与普通的三维模型不同的是,3D打印的模型不是一般产业线上的一个孤立的3D虚拟***形,而是通过层层叠加的,不同层次之间、同一层次的内部形态之间极为相关的数据组,最终由负责每个具体流程的数据组构成一个完整的数据集,再以包的形式封装并可以通过互联网等手段进行传递。
(三)模型及产品的元数据
元数据本质上是关于数据的数据,是对数据外形特征与内容特征的规范化描述。精密技术产品由设计到产出的每一流程中都有着详细的描述信息,这对于某些科研成果进一步进行理论探究与普及推广都是不可缺少的。例如,3D打印产品设计阶段所依托的三维数字***形,其整体与细节都存在着精确的描述性信息,尤其是在使用智能布线、参数化的模型设计、有限元分析等功能中,将产生海量用于***形描述的相关联的密集数据链。此外,在产品成型后,由于是通过黏结剂喷射、熔融沉积与高温激光固化等形式层加而成,因此对产品的利用、保存、耐久性等特征的说明是比较专业、详尽的,这类数据必须与其具体生产过程中的数据共同存储,才能让整个设计与生产流程中的所有数据在逻辑上形成一个整体,便于查考利用与共享。
二、 3D打印数据的归档方式
3D打印技术产生的数据形式多样,内容涉及实体数据与虚拟数据两个方面,这与传统的电子数据在性质、形式、构造上有较大差异,因此亟须一个适合于3D打印数据的新的归档方式与标准,秉承电子数据共性特点的同时也能在传统数据归档理念、方式上有所创新,使3D打印这一新技术、新产业的发展更为系统、有序。
(一) 传统电子数据的归档形式简述
一般的数据归档活动是指“将不再需要频繁访问并且以后也不会再发生变化的数据,从数据库中转移到归档文件中去,然后将这部分数据从***数据中删除,以提升数据库的性能”[3]。其基本过程是将数据库中存储的海量数据通过磁盘、光盘备份等离线存储的方式对数据进行长期保存,使有长远价值的数据在未来的重构任务中能保持其完整性与真实性,同时通过鉴定工作及时剔除没有保存价值的数据。归档行为是数据文件在现行应用阶段的结束,同时也是档案工作人员真正对其进行控制的开端,是数据所有权的让渡。这一过程表示着一个完整的工程、项目基本结束,从而可以将空余的运算、存储空间给予新的任务。
(二) 3D打印数据以“包”为单位的归档形式
经研究,笔者认为3D打印数据归档应经过数据分离、数据整合、写入文件与归档备份四个基本过程,如***1。
数据的分离工作 如前文所述,3D打印数据所包括的基本数据类型有物理实体数据、生产过程数据及模型与产品元数据。物理实体数据作为3D打印衍生出的新概念,其实物材料的保存不在归档讨论之列,而物理实体背后对应的数据指令在整个生产过程中起着核心作用。因此,需要归档保存的主要是生产指令数据、生产过程数据与模型产品元数据,对其进行分离标识是归档活动中十分重要的工作。
数据归档工作与数据库系统有着密切联系,SAP、ERP系统是当今大型企业采用较多的数据***管理工具,其后台为异构数据库系统,由不同的大型数据库组成数据库集合,相互之间通过接口产生数据连通。工程数据在进入后台数据库时,依据常用的Oracle、SQL Server等关系型数据库系统在设计时所定义的分类,形成了较为离散的记录。3D打印数据原本产生于一个完整的运动过程中,其数据类型虽然差异较大,但反映的是同一个事物不同角度的信息。因此在归档前需通过查询检索从不同的数据库中完整全面地分离出一个完整成套的3D打印数据集合,这样在后期的数据归档工作中,一个3D打印项目的逻辑完整性才能够得以保障。
数据整合――数据包的建构 在进行数据分离之后,异构数据库系统中存储的一套3D打印项目数据被提取出来,此时的数据仍然是不系统的,也不具备完整的主题特征。依据3D打印的特性,需要建构以产品模型数据及生产流程、指令数据为核心的数据包,以保持数据的完整性。就概念而言,3D打印的数据包是一个以某一具体打印产品为主题的,包括产品模型数据、生产指令数据、生产流程数据、调试数据及其描述说明数据等在内的综合的、成套的、易于共享的数据集合。3D打印每一个项目都构成一个完整的主题,因此需要逐层架构与描述,使其保持清晰的层次性。
XML语言“提供了一种结构化的数据表示方式, 它不仅可以对数据进行结构化,而且可以指定元素间的联系,能够建立具有复杂关系的数据模型。”[4]此外,XML语言基于文本对数据进行描述,采用树形结构,通过映射的方式可以完成从整个库到具体字段元素的描述,3D打印的复杂数据类型并不影响到XML语言建构的内容,只是制订了一个较为庞大的框架。有赖于XML语言的结构特性与共享特性,将其作为3D打印数据在现阶段的整合工具较为合适,在整体架构上可以实现以“包”为单位的数据归档。
介于3D打印数据类型的多样性与结构的复杂性,进行单一的整体结构描述远远不够,在此还需引入以XML语言为基础定义的另外两种规范性语言――SVG语言和***IL语言。两种语言是XML语言在应用方式上的扩展,前者主要应用于对矢量***形的描述,而后者主要应用于多媒体信息的规范化。3D打印数据在建模过程中生成的矢量***形、产品的介绍以及对具体步骤的解释中形成的视频音视频等数据都属于整个打印项目的内容,此时就需要更为丰富的描述手段来处理此类信息,“SVG数据的存储粒度达到元素级,不仅实现了数据重用且能满足各种查询要求。”[5]因此,以XML语言为基本结构,以SVG语言与***IL语言为辅描述工具,是3D打印数据以“包”为单位进行数据整合较为合理的实现方式。
数据写入文件―格式的标准化过程 一般的电子数据在归档过程中的重要一步便是“将数据写成文件”[3],并最终以电子文件的形式进行归档,随之将其转入大容量的存储设备,一些单位要求再将电子文件打印成为纸质文件,遵循双套制进行归档备份,这一项目工程的归档工作便告一段落。在3D打印数据包之中,作为元数据要素出现的各类二维***形、文本、视频、音频数据等常见数据类型都具备其比较完整实用的标准输出格式。如由W3C组织开发的用于矢量***形描述的SVG格式,由Adobe公司开发用于电子文档保存与传输的PDF系列格式,由MPEG开发的应用于视频的MPEG系列格式等等已经为全世界广泛应用,成为国际标准化组织承认并推荐使用的标准。
3D数字模型是3D打印数据包中的核心内容,将其写入文件并以标准化格式保存是整个数据包文档化任务的核心工作。目前,3D***形文件格式种类众多,格式复杂且没有统一的标准,由惠普实验室开发的STL格式、由Autodesk公司开发的MAX格式与Web3D联盟发起的X3D格式是3D数字模型较为常用的***形文件格式,且都得到了ISO的承认。而***形导出之后,同一种3D***形由于软件的不同可能拥有不同的格式,细节数据也可能在导出过程中丢失,这意味着3D打印只能依据不同文件格式满足个性化的产品需求,而无法实现规模化生产。其次,软件产业发展更新迅速,3D***形文件很容易随时间变迁而失效,其作为档案的查考利用价值便无从谈起,因此,通用的文件交换与保存标准对于3D打印产业十分重要,必须为不同格式的3D***形文件制定统一的转换标准,使之成为易于交换存储的数据文件。在这方面,国际标准化组织工业自动化系统技术委员会制定的STEP标准,是理想的3D打印数据归档文件标准。STEP标准制定于1983年,至今仍在不断完善中。它是一个参数化的***形数据标准,其数据文件格式为“step”,STEP提供了一种不依赖具体系统的中性机制,旨在实现产品数据的交换和共享。“它将数据交换与表达的实现方式区分成六类:描述方法、实现方法、集成资源、应用协议、一致性测试方***和框架、抽象测试集。STEP 将产品全生命周期内模型交换的思想变化为标准,表达了从设计到分析、制造、质量控制、产品检测等各方面的信息”[6],它与具体模型的形式无关,而是通过参数的整理与描述,完成模型到规范化数据语言的转换,以统一的参数化模型文件格式来保存3D***形数据,一般的三维设计软件都可以识别操作,不仅利于文件的交换共享,也节省了存储空间,无须担心众多***形格式与三维***形软件带来的复杂数据类型与过高的成本。同时通过STEP的应用完成了各个数据板块的标准化,整体嵌入以XML为总体结构的数据包中,通过链接的形式保持数据包内的互联互通,使得3D打印数据的传输交换变得更加容易。
数据存储备份的形式 3D打印数据中包含着较多的3D数字***形以及多媒体文件,数据类型比较复杂,数据量很大,如SVG***形描述、海量的生产指令程序、3D产品模型数据等都将占用大量存储空间。如果利用本地数据存储方式对3D打印项目形成的一整套数据进行备份,相关单位就必须购入更多的大容量存储设备,再辅之以分析能力更强的数据管理软件。如此一来,数据保存的成本不断上升,同时降低了数据归档存储的效率,这样既不利于规模化的生产活动,也不利于数据共享机制的建立。
基于以上论述,3D打印数据可以采用云归档的形式进行备份存储,将3D打印数据以具体项目为单位通过网络传输到云平台,把数据的保管权交给云服务商,利用云技术对数据进行异地备份,同时能够以管理员的身份随时关注数据状态。购入云服务对于企业而言成本明显降低,对数据保存更为专业的云服务公司将通过实地调查制定出更为具体可用的数据归档方案,此外,云归档服务可以“为用户提供稳定安全的数据归档服务,授权用户可以通过任一联网设备上传归档电子文件、进行档案检索,而无须担心因本地机中毒、崩溃等问题所造成的数据泄密、丢失。”[7]从而在减少企业管理负担的同时增加了数据的安全性,这对于大规模利用3D打印技术进行生产制造的各类高新技术、精密技术企业而言可以带来长期的效益提升。
三、结束语
现阶段,3D打印数据归档存储的硬软件设备亟待进一步提升。随着数据综合分析处理的能力不断加强,存储设备的廉价趋势不断延续,网络技术的发展不断推动信息共享,今后的3D打印技术数据将长期处于利用与备份的界限之间,并通过管用的动态平衡保持其物理与逻辑完整性,以3D打印为代表的添加制造将带给人类社会更多理论与技术上的变革。
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打印技术论文篇(8)
随着教学模式不断创新与改革,高职专业教学也发展了巨大变化,越来越多新教学设备c教学理念加入其中,在这其中,技术含量与教学效果比较优异的应属3D打印技术,该技术对理论与实践要求较高的高职专业教学而言有非常巨大的帮助,极大的提高了高职专业教学质量。
1 3D打印技术在高等院校教学中的应用现状分析
3D打印技术的优势在于能够快速成型,以计算机中所构建的三维立体***形为主要依据,将模型打印成实物,将其直观的展现出来。随着当前社会对人才需求的不断变化,技能实用性人才受到各企业的广泛重视,这使得高职院校的教学手段发生了巨大变化,很多高职院校也都开始引进3D打印设备,并将其应用到实际的教学工作中。
从3D打印的发展现状分析,我国的3D打印技术尚且处于发展的初级阶段,在技术与设备上与发达国家有一定的差距,但是现有的3D打印技术完全能够适应高等院校教育教学的需求,在我国著名高校如华中科技大学、清华大学、北京航空航天大学等院校都已成立了专门研究3D打印技术的机构,且经过多年的发展,技术也在不断完善。因此,高职院校可以与此类院校进行合作,引入相应的3D打印设备,改革高职专业教学单一的缺陷,不断提高自身教学水平。
2 3D打印技术在高职院校专业教学中的应用
2.1 3D打印技术在工业设计专业教学中的应用
工业设计是高职专业课程的重要组成。将3D打印技术应用于工业设计中,主要是实现手工制作与3D打印的联合。因为高职院校引进的打印设备往往比较单一,在功能上也仅能满足某一尺寸或者某几个尺寸的需求,如果需要制作的模型较大,就无法实现打印,因此在工业设计中,应实现手工制作与打印相结合,这不仅能够解决手工制作速度较慢的缺陷,还能使用3D打印技术来展示复杂的结构,两种模型制作方法的使用,在提高学生知识综合运用能力、动手能力与思维能力方面都有重要作用。另外,3D打印技术还可以辅助学校完成教具开发,在工业设计教学中,很多内容都要应用到实物教具,但是大多数教具很难在市场上采购到,并且定制价格也较贵。例如,《机械制***》课程讲解中教师需要使用实物模型向学生讲解形体的三视***;《产品设计》课程中需要将学生的设计作品转变为实物模型,这些教具的制作其实都可以使用3D打印设备来完成,通过采购相应的制作材料,批量生产教具,将工业设计中的概念或者知识以具体实物展示出来,给学生直观的认识,这将大大提高工业教学质量。
2.2 3D打印技术在高职动漫专业中的应用
高职动漫专业中,使用3D打印技术能够将动画逐帧的动作以真实模型展示出来,使学生不在停留在二维平面的理解上,使学生能够获得直观与具体的视觉享受,并且将逐帧的动画制成实际模型,能够让学生对动画的交通过程进行入微的观察,解决学生对运动规律中空间交替的认知缺陷。
高职动画教学一般是按照动画的创作流程来介绍,虽然各个环节的制作相互***,但是其本质上却有紧密的联系,整个动画制作中,并非一个教师完成所有教学课程,而是由不同专业的教师来承担各部分内容的教学,这就使得在实际教学中,经常会出现前后衔接不紧密的情况,这对学生动画制作水平的提升不利。然而如果使用3D打印技术,就可以有效解决各专业课程教师内容衔接不顺畅的问题,使各专业教师能够更好的串联教学各个环节。比如,使用3D打印技术将制成的实物作为课件,在课堂上进行解析,且各个环节也都以实物为准,这样就能够使课程内容具有相对的整体性与协调性。
2.3 3D打印技术在机械专业教学中的应用
机械设计与机械制造是高职专业的重要组成,将3D打印技术应用到该专业课程教学中,能够有效提高教学质量。例如在《机械制***》专业基础课程学习中,课程的教学目标主要是培养学生的空间思维能力与想象能力,使学生能看懂或者绘制机械零件的三视***,传统教学中,教师通常使用挂***、模型以及黑板教学的方式进行授课,这很难给获得良好的教学效果,学生学习起来就比较困难,久而久之,学生会慢慢失去学习的兴趣。而将3D打印技术应用到机械制***中,则能够将机械零件以实物的形式展现出来,给学生深刻的认识。例如,在讲解空间三维实体截交、相贯内容时,其中所涉及到的空间三维实体,如果使用理论讲解的方式,讲解起来比较困难,且学生也很难获得深刻的理解,然而引入3D打印技术,就可以打印出三维立体实物,通过实物展示,使学生能够快速的掌握实体截交、相贯的基本概念,为后面的机械制造课程奠定坚实的基础。机械专业对学生的操作能力有较高的要求,所以实际教学中学生的实践操作是非常重要的教学环节,将3D打印技术应用到机械实践教学中能够帮助学生提高操作水平。比如,在讲解传统“发动机拆装”教学中,可以将发动机的各个零件打印出来,这样教师就可以在课堂中向学生介绍整个拆装过程,然后再让学生进行实训,这样能够大大提高教学效果与效率。
3 结语
综上所述,3D打印技术对高职院校专业课程教学有重要意义,因此高职院校应充分利用3D打印技术,将高职专业课程的相关内容与其结合,从而不断提高高职学生的理论与实践水平,促使高职人才与专业建设共同发展。
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作者简介
打印技术论文篇(9)
中***分类号:TP751 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)47-0368-01
3D 打印技术又称增材制造技术,是一种快速成形的先进制造技术。与传统制造技术相比较,3D 打印具有快速成型、个性化定制、成形不受零件复杂程度限制,以及节材、节能等优势。在当今,3D 打印技术的发展已经成为全球性的热门话题,其强大的制造优势预示着新一轮工业***的到来。我们国家也从国家战略层面高度重视3D打印技术的发展。
一、3D打印技术在文化创意产业中的发展现状及问题
文化创意产业是指依靠创意人的智慧、技能和天赋, 借助于高科技对文化资源进行创造与提升, 通过知识产权的开发和运用, 产生出高附加值产品, 具有创造财富和就业潜力的产业[1]。科技是发展文化创意产业的支撑。作为一项新兴技术,3D打印技术的一体化快速成型、个性化定制方式与文化创意产业产品的个性化创意设计理念目标的高度契合,目前,它已广泛的应用于文化创意产业各个领域。如创意工业产品设计、文化旅游、服装道具设计制作、文物古迹修复等领域中得到了较好的应用,极大的促进了文化创意产业的快速发展。但现阶段3D打印技术仍然处于初级发展阶段,在文化创意产业应用中仍然存在诸多问题,主要表现有:
1、可供3D快速成型的材料相当有限
目前3D打印的材料领域仍是产业链中比较薄弱的环节。使用中的3D打印的材料相当有限,3D打印只能做到使用PLA(生物降解塑料聚***酸)、ABS 树脂、橡胶、石膏、塑料、可粘结的粉末颗粒等进口材料,而3D打印的金属产品材料国内市场上仍然缺乏,需要大量进口,且价格受到国外市场控制。而文化创意产业创意产品的多元化,需要多样化的个性材料种类,材料问题现如今成为制约3D快速成型技术广泛应用的关键问题之一。
2、3D快速成型技术与设备之困
现阶段,3D打印机设备的成型精度与加工要求仍无法满足各种文化创意设计产品的需要。3D 打印效率也相当低下,打印稍高精度物品耗时非常长。此外,目前的桌面级3D打印技术仅适用于进行一些小规模样品制造,如动漫手办作品、个性工艺品、工业模型制造等。材质也为较为常见的ABS 树脂、橡胶、石膏、等,而对于一些金属材质创意产品以及复合材质的定制产品,只能应用大型工业级3D打印设备进行制作,且在金属产品的成型精度与强度方面,依然无法达到传统铸造、锻造工艺工业性标准。同时,3D打印设备价格昂贵,且设备的维修、材料的采购均依赖于进口,缺少自主研发的高精度3D打印设备。高昂的价格与维修、应用成本大大降低了创意产品的产业化进程。
3、 知识产权法律条款缺失,存在法律风险隐患。
文化创意产业具有高知识性特征。文化创意产品的创意形式受知识产权法保护,这是创意产业耐以发展的根本。3D打印技术作为一项新兴技术的普及,由于缺乏相关的知识产权法律保护机制,不难想象,在3D打印时代,人们通过网络现存的数据资源***复制,甚至借助于三维数据扫描仪扫描,轻轻松松在家里就可以打印出最新款式的创意设计作品。这种网络数据的普及化以及3D打印的快速便捷性使文化创意成果盗版泛滥成为可能,这将极大的影响创作者的积极性,严重阻碍文化创意产业的发展。
4、 产业化程度低,商业模式单一。
3D打印技术适合个性化小规模和有特色的产品的加工生产,而且由于 SLA、FDM 等 3D 打印的技术门槛低较低,当前国内文化创意企业、事业单位,甚至从事创意设计的个人都纷纷涉足3D 打印产业,这在一定程度上促进了3D打印产业的发展,但由于许多中小型文化创意企业只***一时新鲜,采购的设备利用率不高,加之材料昂贵、3D打印行业产业链的不健全等诸多问题,从而导致了国内文化创意产业3D打印技术应用尚处于一个整合度较低,比较无序的发展阶段。同时,不同企业单打独斗式的应用3D打印技术,在数据库资料的共享与网络管理运营平台的上面,缺乏有效的合作关系,缺乏产业效率,也造成资源的极大浪费。
二、3D打印技术在文化创意产业领域中的发展思路
1、 统筹规划,加快推进文化创意产业领域3D 打印体系的整体布局。将3D 打印产业发展规划纳入文化创意产业发展的整体布局之内,明确3D 打印技术研发和应用推广的重点领域,逐步完善3D打印研发与应用机制,形成一条龙的产业服务体系,建立文化创意产业园3D 打印产业示范基地,积极鼓励文创企业应用3D打印技术进行创意产品的研发,优先扶持3D打印应用效率高、具有创新性的文创企业。
2、 加强3D 打印创新技术的研发力度,积极推进产学研合作。
加大产学研合作力度,大力扶持 3D 打印研究、应用机构和服务、教育培训机构。设立 3D 打印产业专项基金,重点推进数字化技术、软件控制、打印装置、材料技术等关键技术的研发。在研发扶持中,注意建立公平、公正的研发绩效评估体系,鼓励各研发主体探索不同的技术路径。加强对 3D 打印产学研合作的支持,特别对实施产业化的文创企业在市场销售、推广上给予***策支持[2]。
3、成立3D打印云服务体系,完善平台服务机制。
积极探讨3D打印“设备+技术+应用”的一揽子解决方案。建立完整的网络化3D打印服务平台,完善线上线下一体化服务机制,借助互联网云服务体系,整合区域乃至全国的优势文化创意资源,促进3D打印技术发展的市场平台建设,
包括3D打印电子商务平台、3D打印数据安全和产权保护机制、3D打印及周边项目投融资机制等,促进产业可持续发展。
4、建立健全3D打印技术应用领域的知识产权保护法
对3D 打印问题从法规和法律上予以保证,加强知识产权立法.知识产权立法需要关注3D 技术发展对权利人和公众的影响,在鼓励先进技术发展的同时注意不因新技术发展而损害其他权利人的利益,要维护创意设计其他权利人的权利.法律应对文化创意产品3D 打印技术的知识产权问题作出明确界定,把不利于权利人长远利益的 3D 打印行为从***策上和法律上明文禁止,使3D 打印技术的管理更趋规范。
5、加强 3D 打印人才培育。
将3D 打印领域相关人才的培养纳入高等院校学科建设体系,培育3D 打印技术各层次人才,积极帮助文化创意企业从海内外引进 3D 打印技术应用型人才,同时与高校建立产学研合作关系,打造本土的研发团队。依靠行业协会、博览会、论坛等组织形式进行3D打印技术和文化创意产业应用的培训。在科技馆、文化艺术中心、青少年活动中心等公共机构进行3D打印技术的展示、宣传和推广。通过组织 3D 打印技术相关讲座和科普宣传活动,加强公众对 3D 打印技术的认知度,引导社会各界参与推动 3D 打印产业发展[3]。
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作者简介:
打印技术论文篇(10)
中***分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1671-7503(2015)07-0076-02
近年来,3D打印逐渐成为人们关注的热点,2013年5月30日北京召开首届世界3D打印技术产业大会,并同期成立了世界3D打印技术产业联盟,标志着3D打印技术真正进入了大规模应用和研究的阶段[1]。尽管3D打印技术的应用在教育界还处于崭新的探索期,但同样也由此掀起了一番学习的热潮。
随着3D打印技术的发展,它在教育教学领域的应用日益受到一线教师的关注,新媒体联盟(New Media Consortium, NMC)在2013年地平线报告中提出[2],3D打印是未来四到五年值得关注的新技术,将带来教学、学习和研究领域的创新。如何将其有效应用到学习领域,为学生的发展提供技术支持与创新发展,无疑是需要我们共同思考的问题。
一、教学创意的无限延伸
3D打印作为一种全新的媒体形式,创新了现有的教学活动方式。自学校配备两台3D打印机后,笔者在“边学边做边思考”的状态下开始了3D打印教学的探索。学校以兴趣社团的方式组织学生参加每周一课的3D打印学习。3D教学的实质更多是指导学生进行建模的学习,利用建模的技术与打印出的实物来指导实践活动,实现创造性思维的拓展与提升。
(一)“半成品加工”策略提高教学效率
在3D打印教学之初,学生面对功能复杂的建模软件会有一定畏难情绪。此时,我们从学生的具体经验出发,不要求原创设计出自己的作品,而是给他们提供一些半成品的例子,运用学习到的简单工具进行修改与完善。通过“半成品加工”策略的应用让学生在短时间内体会到3D建模技术的操作方法和信息素养的内涵,提高教师讲解和学生实践的效率。
(二)联系生活激发创意源泉
当学生掌握了建模软件基础的操作技巧后,往往会在作品设计的创新方面遇到瓶颈。其实,丰富多彩的生活世界是创新取之不尽用之不竭的源泉。我们鼓励学生善于从生活的细节中发现灵感,也经常用生活中的小物件来举例。
二、课程意义的深远影响
3D打印课程的开设极大地激发学生学习的好奇心和积极性,给学生的“思维方式”也带来了新的变化与挑战。3D打印在理论与实践、知识与技能之间架起了一座桥梁,极大地丰富学生真实的学习体验。具体表现为以下方面。
(一)3D打印作为虚拟化设计的现实延伸,增强了学生动手实践热情和能力
3D打印从模型设计到打印出实物,都需要学生的参与。学生的想法、构思、创意能够通过3D打印机转变为立体彩色的模型,这种可视化的实践环境充分激发了学生DIY创作的乐趣,提高实践操作的热情度,开辟了学习活动的新空间。
(二)有效地发展立体空间思维和创新能力
学生通过简易软件的学习掌握3D设计操作技巧,形成一定的建模思想,开发了其设计能力、思维能力和创造能力。这些都是激发学生创新精神和实践能力的重要因素,对创新型人才的培养具有积极的作用。
(三)充分发挥小组协作性学习,培养合作精神
在组织3D教学过程中,笔者注重以小组为学习单位进行主题式项目学习,让学生真正成为学习的主人。通常,当确定项目主题后,小组成员将共同展开课题任务,收集设计想法、确定尺寸与耗材、创建模型、打印成品、交流展示等。每个环节中学生自主参与其中,创意灵感大家一起分享,困难问题大家协同解决。这样民主、和谐、智慧的课堂氛围充分发挥了小组的团队合作意识,有效地拓展了学生的思维宽度、提升了思维深度。
(四)培养学生善于观察生活,提高解决实际问题的能力
在3D打印社团活动开展以来,学生面对层出不穷的各类3D作品热情高涨,惊喜不已。很多小巧、精致的作品就是来源于生活实际,如手机座、杯托、口哨。教师鼓励学生从生活中寻找创意设计的灵感,将想法通过3D打印来实现。只有将在课堂中获得的技能和创造性构思应用到现实生活中去才是真正的学以致用。
三、应用实践的研究思考
将3D打印这项新兴技术引入中小学课堂,在教与学的诸多方面有着创新之处,能为学生提供更加广阔的创新实践平台,但就其目前在教育领域的起步阶段研究来看,3D打印要想实实在在地融入中小学的学科教学,助力学生发展,还有许多值得深入思考与探索的地方。
(一)有效的学科整合应用
3D打印作为一种通用的技术,可以应用到大部分的学科中去,尤其是国外较早开展的一些3D打印研究项目,值得大家借鉴和学习。就中小学基础教育而言,我们要切合实际地考虑3D打印与学科整合的应用研究。
1.作为教具、学具,辅助课堂教学
根据教学需求,可利用3D打印制作出教学用具,供师生观察与使用。例如:语文学科中的说明文教学,打印出“真实”的桥梁建筑等模型给学生观察研究讨论,调动课堂氛围,提高教学效率。
2.作为学习内容,促进设计创新
在中小学,将3D打印作为学习内容指导学生进行学习与设计,培养学生建模的思维。例如:南京市马府街小学开展的3D打印课堂,学生通过建模软件的学习设计航模飞机、八音盒等创意作品,再打印出立体模型进行展示。
(二)适合学生的课程设计
课程的设计需要考虑到学生的年龄特点和认知思维,同时,也需考虑创新性的教学模式。在教学中如何促进学生创意思维的发展,如何提高学生创新的层次,如何设计符合学生的3D课程等多方面内容,是值得思考与研究的课题。笔者期望能有越来越多的3D研究团队进行资源共享,组织教师开展学习培训,助推这项新技术在中小学的推广普及。
(三)硬件设施的配备需求
相对来说,现在3D打印机的价格比较昂贵。打印精度越高的,价格也会更高,一台具备3D扫描功能的设备价格也要在三、四万元以上,打印耗材的种类、安全性也值得考虑。大部分学校配备的入门级3D打印机的打印精度、良品率、工作效率不太高。一个小物件的打印都要数小时时间,这对于常规班级的教学会带来一定的影响,也会在一定程度上挫败教师、学生的积极性。笔者建议可先结合学校实情以兴趣小组社团的形式开展3D课程教学,重在培养学生建模的设计思维和创新实践能力,优选出精品设计模型进行打印与展示。
3D打印技术对教育的重要价值之一,在于它能够创造对事物真实、直观的探索机会。同时,也对教师在技术应用与教学能力等方面提出更高的要求。教师要参与到3D打印课程应用的教学研究中去,引导学生开展有效的学习活动,促进学生思维创新,推动在创新技术支持下的教育教学发展。作为教育工作者,我们一同探索挖掘3D打印技术在教育中的应用价值,迎接教育大变革时代的到来。
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