近年来关于3D打印技术在教育领域运用的新闻越来越多。随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等趋势。“任何技术都倾向于创造一个新的人类环境”,3D打印技术也将在教育领域发挥积极的作用。3D打印走进教育行业成为一种常态。
近年来,很多学校摸索着创新教学模式,把3D打印系统与教学体系相整合。一方面3D打印机可以提高学生在掌握技术方面的优势,提高学生的科技素养。另一方面利用3D打印机打印出来的立体模型,显著提高学生的设计创造能力。
目前在教学中应用最普遍的是SLA和FDM两种3D打印技术。安装3D打印机仅仅只是个开始,如何选择合适的软件来充分发挥新技术的特点和优势,如何通过技术在教育中的应用体现和提升其价值?
首先,需要三种类型的软件:
1.用于创建3D模型的工具
2.用于操纵或修复3D模型的工具
3.一种管理3D打印操作的工具
1.使用3D CAD软件创建3D模型。印刷打捆机
3D建模通俗来讲就是通过三维制作软件在虚拟三维空间里构建出具有三维数据的模型。3D即Three-Dimensional的缩写,就是在平面里展示三维立体图形。而这些立体图形通常是通过各种几何实体(如三角形、线条、曲面等) 作为数据 (点和其他信息) 的集合连接在计算机里显示3D图形。3D模型可以通过手工创建、算法 (过程) 或扫描建模。它们的表面可以通过纹理映射进一步定义。在3D打印中起着关键作用,没有3D建模的设计模型,3D打印机是无法打印出实物来的。
一个非常好的和受欢迎的选择是Autodesk的Tinkercad。它使用了一个非常简单的3D设计概念,比主要的CAD工具更容易理解。这对于向以前从未见过3D工具的年轻学生引入3D设计至关重要。而在Mac平台上可以使用LeoCAD和3D Slash CAD工具进行3D设计。
2.操纵和修复3D模型的东西。
可以选择Autodesk的Meshmixer。Meshmixer可以在3D模型上执行各种3D魔术,包括修复,生成不寻常的支持结构,调整大小,甚至简单的形状编辑。
3.用于实际驱动3D打印机的软件。
通常,此软件随机器一起提供,可能在USB上。但是,通常可以使用替代工具来驱动打印过程。如果运行的3D打印机不需要专有软件工具,可以查看其他选项。
有几种开源工具可用于此目的,例如Ultimaker的Cura和Slic3r。有时制造商会将这些工具与他们的机器捆绑在一起,甚至可以定制软件以获得更好的体验。
相应的,我们还需要讨论哪种3D打印机适合学校使用的问题。
首先,如果没有明确确定3D打印机的用途以及如何使用3D打印机,那么它直接购买3D打印机绝对是错误的。3D打印机没有单一的“光谱”,一端是好的,另一端是坏的。市场由数百种不同的机器组成,每种机器都针对不同的情况。
学校购入3D打印机之前需要考虑以下这些问题:
1.什么年级的学生使用机器?
2.谁来操作?学生,老师还是专家?
3.打印机在哪里?课堂?实验室?作坊?
4.它什么时候开始运作?上课期间?课间?下班后?
5.是否为设备准备了适当的通风设备?或者必须选择内置过滤的机器吗?
6.是否需要供应商提供教育材料,例如预制课程计划?或者自己制作它们或者与第三方课程计划一起工作?
7.使用什么类型的材料?简单几何的基本PLA?还是高级的专业工程材料?
8.是否会运行多台机器?它们是否会被独立控制,或者是否需要某些供应商提供的某种类型的组网络控制系统?
9.是否需要在非工作时间使用远程监控和控制?
10.机器会单独行动还是通过网络来接受传入的学生打印作业?如果是后者,那么将需要专门的组网络软件。
11.所有产品的打印质量都相对相似,所以这不应该是一个问题。但是,机器和打印的可靠性始终是一个问题。
12.3D打印机经常出现故障。打算如何维护机器?通过与经销商签订服务合同?由一名训练有素的工作人员修理设备?通过与外部维修服务的合同?或者希望老师能解决它们?
13.将使用哪些材料,以及如何维护它们的打印配置文件?是否需要一个允许打印配置文件存储和使用的系统?
14.机器购置,持续材料采购以及正在进行的维修和升级的预算是多少?
15.可能会出现多少打印量?是否需要一个强大的生产级系统,或者需要偶尔运行的系统?
16.是否需要学生轻松观察印刷过程(因此露天设计可能是最好的),或者是否需要一台封闭式机器来阻止学生的好奇手指?
17.机器应该提供多大程度的易用性?操作员是老练还是新手?
印刷打捆机18.使用情况中存在哪些安全问题?例如,是否应该考虑使用使用有毒树脂或空气传播颗粒的机器?或者更好地使用“固体”材料?
最后要问的是最小层尺寸或喷嘴直径等规格。重要的是您将如何实际操作和支持设备以获得长期利益。在选择设备之前,请仔细考虑如何使用它。目标,支持水平和活动是什么?然后根据机器选项来衡量这些。
未来,3D打印技术将继续在教育行业大展身手学生创新思维强,接受新事物的能力快的优势,学校开设集设计和3D打印于一体的“边学边做”的课程,把课堂中的许多抽象概念通过让学生动手设计一些由3D打印组件组成的小电路和小装置,变成有趣的课程,3D打印机将激发新一代学生投身科学,数学,工程和设计的热情,造就一批学生工程师。
3D打印机进课堂,能让学生在创新能力和动手实践能力上得到训练,将学生的创意、想象变为现实,将极大发展学生动手和动脑的能力,从而实现学校培养方式的变革。学生可以在电脑面前完成设计,然后通过3D打印机完成制作,让虚拟世界的创作与现实世界的制作实现无缝连接。