2017年第15届中小学NOC活动－3D打印培训学习体会

1 / 7 2017 年第 15 届中小学 动 3D 打印培训学习体会 今天参加市里的 3D 打印培训， 3D 打印这个词最早应该是前年在上海的一次培训中听到的，不过感觉与现现实生活还离得比较远，而且由于学校条件有限，学校也没有添置这样的设备，所以当时根本就没有用心，今天老师讲了很多关于 3D 打印的相关知识，下面与大家一起分享一下。 一、对 3D 打印技术的基本认知 3D 打印是一种通过材料逐层添加制造三维物体的变革性、数字化增材制造技术，它将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透，将对未来制造业生产模式与人类生活方式产生重要影响。 3D 打印这种智能制造的逻辑轨迹是控制物质的形状、控制物质的构成和控制行为，也就是实现物体在结构、材料和活性上的有机统一。 越来越多的迹象表明， 3D 打印技术已经从实验室和工厂逐渐走出来了，并且走进学校和家庭，与我们每个普通人的生活息息相关。这样会极大地冲击我们的工作方式，或者增强很多行业的生命力，也或者导致某些行业走向消亡。然而我们必须清醒地意识到 3D 打印技术也会催生大量前所未有的行业和巨大机遇，我们必须牢牢的抓住机遇，因为第三次工业革命的序幕已经拉开。 二、 3D 打印机能做的 10 件事 2 / 7 目前 3D 印刷技术已深入到了各 行各业，给人以耳目一新之感。 3D 印刷术被看作是信息时代印刷术的一次惊人的飞跃，有人将它与开启工业革命的蒸汽机相提并论。以下是美国媒体评出的 3D 打印机能做的 10 件事情。 3D 印刷能够创作出许多令人惊叹的艺术作品。这些作品如果用常规方法创作，要么十分困难，要么费时费力，这里3D 印刷就显现了其优势。 3D 打印技术可以最大程度还原艺术品的真实性，而且确保了制作过程的稳定性。 在诸多领域， 3D 印刷还只是一项不入主流的 花哨技术 ，但在零件制造行业，这项技术正在完全取代传统制造技术。精确和 一次成型对于很多精密零件来说，显然如生命般重要， 3D 打印技术恰好能天衣无缝地满足这些需求，这也使得它具备了传统工艺无法比拟的优势。 如今家庭装饰都讲求个性，追求感官愉悦，这就给了 3已有多家公司提供利用 3D 印刷技术制作个性装饰的服务，可以根据客户的要求制作出他们满意的各种装饰物。相信有一天，你也会在这里找到专属于自己的装饰品。 3 / 7 意大利发明家恩里科 迪尼发明了一台巨大的 3D 打印机，可以用沙子直接打印立体的建筑。有了这台机器，未来不搭脚手架，不需要工人，人们就能造 房子。 印刷过程由一层薄薄的沙子开始，印刷机从喷嘴处喷出以镁为主要原料的粘合胶，这些粘合胶跟沙子结合并在印刷机对其施压后变成岩石。之后再放上一层薄薄的沙子，重复以上的操作，岩石层就会越来越厚，最终印刷成设计中所需要的构造物形状。成品可以是一座雕塑或整个大教堂。迪尼目前已经做成的实验品是一只布满空洞的蛋状建筑结构，他管它叫 放射馆 ，这个复杂的结构可以有力地证明和测试这一开创性的施工技术。 3D 打印技术的诞生，为疯狂的服装设计师和美食制作者找到了灵感的出口。也许这项技术暂时还不能给这两个行业带 来什么实用性方面的改变，但却能帮助设计师们制造出造型更奇特，想象空间更大和趣味性更强的服装与食品。 很多追星族和动漫迷都喜欢收集明星人偶和动漫手办。用传统方法制作的人偶玩具由于工序复杂，导致价格昂贵，让普通人难以承受。现在市场上推出的 印机改变了这一点，只需要买回墨水、胶水、粉末等基本材料，粉丝就可以自己在家制作喜欢的人偶。 4 / 7 不是所有的 *都会有福尔摩斯那样强大的推理能力，碰到错综复杂的案情，他们经常要重建犯罪现场来帮助推理。想很快地把现场海量的物品，如椅子、沙发 、台灯等复原出来，最简单的办法不是用沙盘，而是用 3D 打印机。在美剧犯罪现场调查 (， 3D 印刷技术已经派上了用场，在真实的案情侦测中也能见到这项技术的应用。 珠宝商是最早 试吃 3D 印刷术这只 螃蟹 的先锋之一。他们将这种技术引入到了珠宝制作中去，简单地说就是 石蜡变珠宝 。在一种被称为 熔模铸造 的工艺里，技术人员用 3D 打印机将石蜡 打印 出想要的饰品形状。用石膏在石蜡模具周围加固，然后把熔融的金属倒进模具里，石蜡就会融化掉，熔融的金属凝固，变成想要形状。最后经过打磨和抛光，一件精美的 首饰就完成啦。 3D 印刷能做花哨的东西，也能做实用的东西，这些东西甚至能拯救生命。在进行复杂的手术前，外科医生已经开始利用 3D 打印机 打印 身体部位以供参考。 3D 打印机也能够为受伤的病人制作移植用骨头。这种技术将来还可能用于 打印 移植用器官。 5 / 7 产品研发中的原型设计是目前应用 3D 印刷技术最多的领域。利用这种技术可以很方便地制造出产品原型，供技术人员测试之用。这就比传统用模型创建原型的办法省了不少钱，也方便了很多。 三、 3D 打印技术在建筑行业的应用 具体到建筑领域，虽然目前国内 3D 打 印还只能制造模型，但 3D 打印实体建筑领域的优势却不容小觑。 3D 打印自由成型的特性，让建筑师在设计时能够突破常规，解放思想，更有助于实现建筑与艺术的融合。且由于 3D 打印建筑可以一次性整体成型，相比起传统建筑由成千上万个砖、混凝土、钢筋等多个 零件 拼接而成， 3D 打印建筑的强度和抗震性能都得到极大提高。而和传统建筑相同的强度下， 3D 建筑还可以通过优化结构的方式节省材料，从而实现降低成本。通过实验，我们可以知道采用 3D 打印建筑比传统建筑方式至少可以节省 30%以上的材料。在节省材料的同时，内部结构还可以根据需求结合 声学、力学等原理做到最优化，所以它的壁厚可以做得很薄，现在常规的建筑一般是 24 厘米宽度，打印建筑可以做到 18 厘米甚至更薄，同时强度和保温性能丝毫不会减弱。 虽然 3D 打印拥有许多传统建造方式不具备的优势，但是目前在实体建筑打印方面还有以下难题： (1)传统的建筑设计更多是面向功能及施工工艺的要求6 / 7 去做，但是 3D 打印的设计就完全不同， 3D 打印建筑的材料大部分是特种混凝土，很难有钢筋、石材，这就要求在设计时要考虑材料的特性。并且由于 3D 打印施工是用喷头或者立体喷头输送材料，设计还要符合受力和机器成型的特点。除此之外 舒适性、安全性以及相关建筑标准等问题也不容忽视，因此目前现有的建筑设计系统几乎都不能直接搬来运用，必须要重新建立一套符合 3D 打印要求的建筑设计体系。 (2)建筑打印需要精度与自动化，相当于是把现在的自动机床和建筑机械结合起来，实现建筑打印的 机器手 。这对于我国的制造工业，尤其是大型机床的制造工业是个很大的挑战。 (3)3D 打印的速度很快，对材料凝固时间要求非常短，传统的建筑材料难以满足需求，需要专门研究开发，目前还只限于在实验室中使用。 四、关于 3D 打印技术的几点思考 张瑞敏说： 3D 打印从表面上看是颠覆 了产品的制造方式，但从本质上看却是传统产业面对的挑战和机遇。从某种意义上说， 3D 打印对某些企业而言，要么是天使，要么是魔鬼 。不管是天使还是魔鬼， 3D 打印技术代表了制造技术发展的前沿方向，大到国家层面，小到企业层面甚至个人层面，都要提前筹划，紧跟发展浪潮。国家要出台相关政策扶