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        2023-12-24

        淺談3D打印創新實驗室建設

        淺談3D打印創新實驗室建設

        1.1 3D打印概述
        3D打印,即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印技術出現在20世紀90年代中期,實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同,打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”,與電腦連接后,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。
        3D打印產業目前在高速的發展中,技術日益成熟,特別是在消費級3D打印領域,已經逐漸用于一些產品的直接制造。伴隨著科技的發展和進步,可預見的未來的十年,3D打印將會給全球的制造業領域帶來極大的顛覆。而生活智能化科技化的發展趨勢也將帶動制造業數字化的發展,3D打印科技在推動制造業數字化的發展中起到了至關重要的作用。
        1.2 3D打印實訓室建設意義和價值
        3D打印機技術被稱之為”第三次工業革命”,其最大的魅力在于為創意設計提供了無限的可能性。將3D打印技術引入中學課程,有助于學生綜合素質能力的提高和發展。
        1、教育目標
        科技前沿——學習、認識前沿的先進制造技術、逆向工程技術等
        特色教育——通過與傳統課程結合,激發學習樂趣
        綜合發展——學習設計建模和3D打印機的使用技能
        學以致用——創新設計、團隊合作、參加競賽
        2、3D打印或將顛覆傳統教育方式
        一些在傳統教育中表現不好的學生,主要是因為所學的課程理論性太強,沒有興趣,死記抽象概念讓學生通過了考試,但考試過后就很快忘記了,3D打印機可以讓枯燥的課程變得生動起來,它是一種同時擁有視覺和觸覺的學習方式,具有很強的誘惑力,在觸覺學習中,學生不是在黑板或顯示器上簡單地看文字或圖形,而是通過他們的觸覺抓住核心概念的三維模型,這樣能夠吸收和消化知識,使學生不再遺忘所學的課程。英國著名教師戴夫懷特曾經說過:如果你能抓住學生的想象力,你就能抓住他們的注意力。 
        1.3 3D打印創新實訓室的主旨規劃
        本實訓室軟件套件旨在培養學生的藝術素養(欣賞及制作)、計算機新技術的接觸及應用(設計軟件、三維打印機實操)、提供實訓室架構、師資培養、課程設計、軟硬件更新及其它配套服務。3D打印課程培養的是學生的學術思維及能力,通過對青少年進行3D打印創新意識、技術手段的培養,大大拓寬學生的學習視野。很多學生可以利用3D打印結合自己的創新思維,設計出更好的作品。     
        利用講解案例過程嵌入理論知識的教學方法,讓學生先動手操作然后認知3D打印的概念,這樣更能深刻感受新科技的魅力。由教師帶領學生去做一個個案例,在此基礎上再由學生自由發揮,利用所學軟件技術去表達自己的創意及想法。 
        2.3D打印創新實訓室
        2.1 3D打印流程
        3D打印流程圖
        2.2 場地規劃及配置
        一、教室配置
        1.使用面積:80㎡-100㎡以上 
        2.實訓室位置:實驗教室應保證最佳建筑朝向,室內避免直射陽光,主要采光面應位于學生座位的左側。
        3.環保:教室內部裝飾應選用環保型材料,室內環境噪聲應低于 55 分貝,金屬制品和木制品制作實訓室可高于此標準。新建、改建、擴建實訓室及附屬用房時,甲醛、苯、氡等有害氣體和放射性污染應符合相關標準中的限量值。對于在學生活動中可能產生較多垃圾的實訓室,要配置足夠的垃圾桶,垃圾應分類收集。  
        4.溫度:室內溫度應在 4℃至 30℃之間。室內可安裝空調,溫度宜控制在 16℃~28℃。 3D打印實訓室應保持室內溫度恒溫。
        5.供電:用電負荷應留有余地,以滿足不斷增加的現代化教學設備的需要; 按規范敷設強、弱電線,空調專線敷設,安裝漏電過載保護器和可靠的接地保護。  
        6.綜合布線:按有關技術規范敷設強、弱電線。強電電源插座與照明用電應分路設計、分別控制,用電負荷應留有余量,并安裝漏電、過載和觸電保護器,有可靠的接地保護措施。弱電應考慮冗余,在合適位置配備足夠的網絡信息接口。  
        7.安全:實訓室應配備有效的防火、防盜、防潮等設施設備。應加強對工具、儀器和設備等的安全管理,加強對師生的安全教育,增強安全意識,確保師生人身安全。 
        二、實訓室人員配置
        1、工作室專業3D打印工程師:
        能夠使用3D建模軟件進行3D建模;熟悉主流3D打印成型工藝原理;具備3D打印機的日常使用和維護技能,并獲得相關行業公司的技能培訓證書;熟悉3D掃描技術,能夠使用3D掃描儀。 
        2、優秀科技老師:
        能夠使用3D建模軟件進行3D建模;熟悉各類3D打印成型工藝原理;具備FDM桌面3D打印機的日常使用和維護技能,并獲得相關行業公司的技能培訓證書。
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