打印技术论文篇（1）

二、3D打印技术在产品造型设计中的应用

近年来，3D打印技术在产品造型设计上应用越来越广泛，并且突破了以往单纯的常规几何形态，开始以更具创新性、类似于自然形态的精美造型出现在人们的日常生活中，以独特的制造方式和时代意义赋予我们的生活空间新的活力。比如在人们熟悉的服装领域中，著名的荷兰时装设计师IrisvanHerpen与Materialise在2013年初的巴黎时装展上合作制造的3D打印时装，给人带来强烈的视觉盛宴，风靡一时。此外，2011年Materialise公司提供以14K金和纯银为原材料的3D打印服务，更是为珠宝制造业带来巨大革新。由比利时公司MGX设计的分形桌子，设计师以数学特征中的自相似性为设计原理，以自然界中的分形生长为模型创造了这一作品，其成就是传统制造方式无法企及的。以现代装饰中的灯饰为例，2012年设计师宋波纹协同格物工作室，创新性地推出3D打印作品“十二水灯”，灯具快速成型材料为尼龙，其创作灵感来源于宋代画家马远的水画名作“十二水图”。在该造型设计中，设计师完美地将中国传统绘画的意境与传统思想中“格物致知”的观念进行融合，通过探究事物的发展规律，寻找智慧的源头。作品利用现代先进的制造技术向人们呈现出耳目一新的作品，并通过这种形式完成对文化的传承。所以，可以说，3D打印技术让产品的造型有了更为广阔的发展空间，同时也让产品的个性化特色更为突出。与传统机器生产和手工制造相比，3D打印技术突破了以往制造过程中受众多造型、材料和设备的限制，这在某种程度上促使其对产品造型的制造更加接近设计本来的要求，同时与产品造型设计随着时代、科技和人文艺术的发展而革新的历史使命相符。3D打印技术的应用，极大地开拓了设计师的想象思维，即使是外观再复杂的产品都能通过3D打印技术进行制造，并能保证与设计的浑然一体。这就促使设计师将关注力放在产品形态创意和功能创新上，不断实现超越。并且，随着产品造型设计的多元化，设计师开始重视体现产品的美学属性，将时尚化、个性化因素融入到产品造型的艺术化表现方式中，从而潜移默化地引导着消费者对产品造型审美观的变化。

三、3D打印技术在产品造型设计中的问题和展望

就目前而言，虽然3D打印技术在产品设计中发挥着越来越重要的作用，应用也越来越广泛。但是从整体上来说，3D打印技术在产品造型设计领域中的普及力度仍然比较弱。这可能是因为3D打印技术本身受自身打印机性能、打印材料、打印成本、打印精度等众多因素的影响，而不能得到全面的普及和应用，因此也就无法促使对3D打印技术的进一步研究和创新。另外，现阶段，3D打印技术的应用主要集中在服装、家具及相关家居用品等形态比较小的产品造型设计中，还没有广泛应用到较大型的产品设计上。并且一些产品在空间界面上的打印要求3D打印机和相关材料都必须有较高的质量，这样才能充分满足其在制造过程中来自各方面的要求。尽管如此，我们仍然有理由相信，随着科学技术的不断发展和数字化的持续创新，未来3D打印技术必然与计算机技术、云技术、信息技术、生物技术等更加紧密地结合在一起，最大限度地实现产品设计成果的资料共享。与此同时，国家和相关部门将会更加重视设计师的设计产权知识、消费者权益责任保障、资源利用和环境保护等一系列问题，为3D技术在产品设计领域的更深层次的发展提供良好的环境氛围。因此，在未来，3D打印技术也会在此基础上被进一步推向更为广阔的领域，直接影响着设计师的设计思路，不断突破传统的生产和制造方式，改变整个世界的面貌。

打印技术论文篇（2）

从20世纪80年代起，随着计算机技术、新材料技术的快速发展，3D打印技术不断进步，逐渐走向人们的视野。李晓梅（2014）认为自3D打印机发明30余年来，经历了迅猛发展已成为当今最有生命力的先进制造技术之一[1]。

本文采用文献研究的方法，针对3D打印在建筑行业的应用找出优点及不足，为3D技术在建筑行业的应用提供发展方向和理论参考。

一、3D打印技术在建筑业的应用

（一）3D打印技术概念

江洪（2013）认为3D打印技术是一种增加制造技术，采用分层制造，逐层叠加的方式形成三维实体的技术[2]。李小丽（2014）总结道，3D打印是包括CAD建模、测量、材料、数控等学科[3]。

（二）3D打印技术在建筑业应用优点

李福平（2013）认为3D打印建筑技术优势为速度快；不需要使用模板，可以大幅节约成本，并且具有低碳、绿色、环保的特点[4]。杨健江（2015）认为相较于传统建筑模式，3D打印不仅节约资源，利用废弃物进行制造[5]。丁烈云（2015）认为建筑3D打印数字建造技术满足日益增长的非线性、自由曲面等复杂建筑形式的设计建造要求，是全新的设计建造方法论的革新[6]。

本文将建筑3D打印技术的优点整理如下：

1.基于施工层面。根据图纸以及相关数据，就可制造出建筑墙体、楼板等，大大节约了建筑时间；从设计文件里获得各种指令并进行工作，要求操作业者掌握的操作技能水平要求很低，一方面大大降低了人力成本，另一方面将操作者对产品质量带来的影响因素降到了最低；避免了施工现场存在的安全隐患，保障作业人员的人身安全，减少事故和伤亡。

2.基于经济层面。所需要的材料多可以就地取材，极大节省建造的运输成本；零部件生产一体化成型，既缩短了制造时间，节约了人力成本，又减少了采购及运输成本；仅需更换设计文件和打印材料就可生产不同的零件。

3.基于材料层面。采用增材制造方法，材料利用率高；3D打印技术可打印出高成本曲线建筑；遵照计算机程序，比人工的更加准确，产品质量有保证；打印过程中依据精确的几何计算，采用坚固耐用的材料，质量有保证；墙体是空心的相比钢筋混凝土实心墙体，3D 打印建筑的墙体要轻许多。

4.基于环保层面。原材料可以来源于建筑垃圾、工业垃圾，达到了节能环保、资源再生和改善环境的目标；采用干法施工可避免施工粉尘和噪声影响，生产制造过程中产生的废气、液等有害物质低，减少材料浪费和排污；打印过程几乎不产生噪声和大振动。

（三） 目前建筑3D打印技术存在的问题

3D打印技术虽发展迅速，但仍存在弊端。

1.精度问题。3D 打印技术由于工艺问题导致两层材料之间不能光滑过度，且只能形成样式简单且单一的条纹。影响建筑外立面的美观性。而在一定微观尺度下，如果需要制造的对象表面是圆弧形，那么这种具有一定厚度的条纹，就会造成精度上的偏差。

2.行业规范问题。3D打印建筑在行业内还没有任何相关的规范条例。使用年限和房屋产权等一系列问题都没有权威部门的认可。

3.材料性能问题。3D打印建筑多数为低矮建筑，相较于传统方式，在强度、刚度和加工性上均有不足。且其打印是水平逐层打印，缺少纵向钢筋。

4.设备问题。受限于工作原理，目前3D打印机打印速度较慢，且设备和原材料的价格居高不下在一定程度上阻碍了3D打印技术的发展。

5.伦理安全性问题。伴随着3D打印技术的发展和进步，人体器官的3D打印技术面临着伦理上引起大众质疑的困境。3D打印技术引发的安全风险也收到相应的质疑。

二、结论与展望

本文通过对3D打印技术的相关知识及其在建筑业应用的优缺点、发展前景的梳理和归纳，得到如下结论：

首先，缺少关于适应多元材料的打印设备系统和工艺流程系统的研究，缺少交流和互相融合。

其次，国内外学者研究建筑3D打印研究的初步成果较多，但是缺乏系统、完善的方法体系。

最后，3D打印技术近期发展迅猛，但3D打印的相关专业规定及法律条文并没有得到良好的研究。为避免矛盾与事故的发生，解决由3D打印所造成的冲突，建立公平、公正、完善的相关规定必不可少。

参考文献：

[1]刘晓梅.第三次工业革命背景下3D企业竞争力影响因素研究[D].东华大学，2014（11）

[2] 江洪，康学萍.3D 打印技术的发展分析.新材料产业，2013 （10）： 30-35.

[3]李小丽，马剑雄. 3D打印技术及应用趋势[J]. 自动化仪表，2014，01：1-5

打印技术论文篇（3）

中图分类号：TB47

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）03-0115-02

一 3D打印技术与传统雕塑创作工艺的比较

（1）传统雕塑创作工艺

传统工艺依照材料和需求等方面的不同而不同，相同的特点在于“传统的工业生产方式”。

以铜雕塑工艺流程为例：泥塑雕刻、翻制石膏模（或玻璃钢模）、翻制蜡模、配比铜冶炼、精铸、打磨去砂、工艺着色、成品出库、包装，表面处理等。

以上步骤是雕塑基本流程。其省略了很多工序和细节，在这之中还有很多细节和工序需要专业人士来完成，稍不小心将造成返工和废品，没有专业经验难以完成。

（2） 3D打印技术

3D打印技术其本质也是一种工业生产技术。和传统工业生产技术比较，3D打印能够介入数字媒介，实现全面数字化，自动化。

3D打印（3D printing）技术原理简单，朴素的比喻是“糕点师用奶油制作生日蛋糕上的花儿”。生产的主要流程是应用计算机软件设计出三维立体的加工产品样式，然后通过3D打印机，用液体、粉末状、丝状的固体材料逐层打印出所设计样式的产品。艺术圈注意到了此项新技术，艺术家们开始使用这些工具创作那些以前难以想象的结构复杂的作品，博物馆也正在利用3D打印技术探索新的藏品保护手段。

（3） 3D打印技术与传统雕塑创作工艺间的差异性思考

3D打印将雕塑实体数字化，在数字媒介下复制传播、还原，此为3D打印技术相较传统技术最大的区别。除此之外，传统工艺与3D打印技术还有以下较明显区别。

缩减雕塑的制作时间、提供更多可能性是3D打印技术的优势。计算机能够简化繁琐流程，在创作和生产环节都有体现。创作过程中反复尝试对比、非线性的工作流程、新材料的运用、生产环节的诸多工艺和精度问题，都能得到快速的反馈和解决。

3D打印技术精准性也是其特点之一，艺术家通过创作来表达情感，再通过机器真实还原。还原过程不需要人工参与，完全是数字化的。但这也使得打印过程无法直接加入创作者的思想情感，其逻辑化地将雕塑创作过程，分为创作和生产两个阶段。传统雕塑工艺完全受人的情感控制，完全通过人在创作的过程里创作，在完成的过程中完成。而对3D打印技术来说，大部分在传统创作过程中产生的随机效果，并不能通过精准的打印来实现，如不加善用，会因此失去灵活性、随机性。

二 数字传播与数字化复制技术对雕塑创作的影响

（1）3D打印技术的复制和传播价值

艺术传播对艺术的发展至关重要。艺术家渴望创造、培育、引起共鸣。艺术的接受、包括艺术的消费、鉴赏和批评，是艺术活动的终点，也是艺术家及艺术作品内在价值获得最终实现的根本途径。3D打印完美的、高效的复制能力为雕塑作品的传播提供新的方式和媒介。

艺术家Michael Rees和Richard Dupont在曼哈顿使用3D打印技术制作了一系列街头艺术。这些作品旨在向世人展示：科技如何影响了艺术家、艺术世界以及艺术作品的生产方式。

3D打印技术在文物保护工作方面的价值非常明显。位于加州的Fathom工作室，与旧金山湾区的其他公司一同完成了共27件艺术品的复制，其中更有米开朗琪罗的著名雕塑作品Pieta，人们在大西洋彼岸的美国加州伯克利，也能看到一模一样的铜铸件复制品，且精确性是前所未有的。哈佛大学闪族博物馆的两位研究人员利用3D打印机和3D扫描软件，成功恢复了一个在3000年前被打碎的瓷器狮子花瓶。

在国内。四川广汉三星堆博物馆在全省首家引进了3D扫描仪和打印机，复制一件文物的误差不超过2微米，即便是专家，不通过特殊仪器，也看不出差别来。以前复制文物只能靠翻模，对文物总会有所损耗，现在直接打印出来，这样的问题便迎刃而解了。

（2）复制和传播与雕塑艺术创作的辩证关系

印刷出版技术的发展，改变文字领域的传统格局；留声机技术的发展，改变音乐领域的传统格局；摄影技术的发展，改变图像领域的传统格局；这些工业革命的标志性技术在人类各个领域发挥着举足轻重的作用，其发展已经有数百年之久。无论文字、图像还是声音，在互联网时代下被转化为数字形态，其传播的范围和速度都是几何式爆炸性的增长。相关艺术的创作形式、方式、传播乃至艺术生态都基于数字技术的发展而转变。3D打印技术正是将传统基于实体表现的艺术形式转化为数字形式的技术。

当代雕塑艺术的创作成果具有唯一性的特点，在此分两类来讨论。一类是认为艺术品本身具有唯一性，即“全世界只有这一个”。其自身的理论是排斥数字化的。在信息化、全球化的当下，若是排斥复制和传播，为何还要力展览、搞拍卖、做赝品。答案是商业目的大于艺术活动本身，证据是版权是保护收益，而非保护艺术品的内在价值。此种唯一性独有的特点无论在哪个时代都是被认可的。但其和3D打印技术是平行关系。另一类是认为雕塑艺术的表达具有唯一性，即“作品中带有的思想感情独一无二”。此理论相对开元，不排斥数字化，传播是其验证自身价值的方式。

以上两类唯一性的矛盾核心在于：是艺术家或艺术品的内在价值更具有价值，还是其艺术品（载体）本身。辩证地看待这个问题，在全球化、信息化、艺术形式更具多样性为背景的情况下，乐于创兴表达和广泛传播必然更具有活力。这是雕塑在当今艺术多元化发展形势下的挑战和机遇，这也符合艺术创新发展的需要。

三 雕塑基于3D打印技术条件下的衍生和发展思考

（1） 3D打印技术影响雕塑传播形式的思考

前文论3D打印技术和传统工艺之间的核心区别在于：3D打印技术能将雕塑实数字化。3D打印技术是整个3D数字技术链条的末端，还能能找到很多类似的技术末端产品：MP3音乐播放器、电视、智能电话、打印机、应刷机等等。

如今，如喜欢一首歌，可以将其下载下来或在互联网上推荐给社交好友；如果喜欢一张画可以将其打印出来或者保存到社交媒体和朋友一同欣赏；大学生毕业找工作，将简历打印出来，每个面试官人手一份或者发往各大公司的邮箱；参观博物馆、画展、观看话剧，如果很喜欢，除拍照外，还会买一些纪念品、出版物，或者艺术家的画集、文集。

未来，3D打印技术以极低的成本融入社会活动，实体雕塑的传播将和现今音乐、图像、文字的传播做类比。这个天马行空的比喻并不夸张，以下列出传播媒介发展的时间表，以证明数字技术如何快速影响世界。

硬件方面：1876年贝尔发明电话，1945年后普及，时距70年；1946年发明计算机，1991年互联网商业用户首次超过了学术界用户，时距45年；21世纪初移动互联网移动终端全面普及，时距20年。这些数字平均以20年为单位逐级递减。

数据的数字化方面：以音乐为例1877年第一张唱片问世，持续发展121年后第一个MP3问世，即代表着声音通过数字化终端开始传播。2011年美国数字音乐销量上升至音乐市场总份额的50.3%，首次超过了实体唱片市场份额。这被解读为唱片产业从2011年起开始正式交棒给数字音乐。时距13年。

结论是：在工业的科技化信息化背景下，制造业从研发到普及的速度逐级加快，数字化平台终端一旦搭建，传统的传播格局即在短时间内巨变。如是假设雕塑在这样的背景下传播，即可参考现今的声音、图像传播方式。或许不远的将来能看到，3D数字博物馆展出古今中外的雕塑。

（2）数字化背景下雕塑的发展脉络思考

前文论：艺术家渴望创造、培育、引起共鸣。艺术的接受、包括艺术的消费、鉴赏和批评，是艺术活动的终点，也是艺术家及艺术作品内在价值获得最终实现的根本途径。这需要广泛传播进而实现。

2012年10月，《马一平艺术教育50年师生同仁作品展》展出国内知名艺术家李占洋的雕塑作品“武松杀潘金莲。”直至2014年因此作品在沈阳的一家商场里展出，引起了网上的巨大争议，我在网络上才找到关于这个作品的大众评论。此例传达几个信息。第一：伴随社会经济文化的发展，普罗大众对艺术鉴赏评论的需求日益增加；第二：艺术家渴望与民众交流；第三：如此题材的雕塑作品，必须放到商场和大众产生交互或者产生极强对立点，才能被更广泛传播并获取评论，可见雕塑艺术的传播需要各种平台支撑。第四：雕塑艺术在数字媒介下能更广泛传播，即便只是一张虚无的电子图片。

大众热衷评论、艺术家热衷参与、依赖传播平台但效果不理想是目前雕塑艺术的特点。但一但基于数字媒介即看到传播的效果显现。综合以上论述乐观估计，未来艺术圈全面接受3D打印技术的时间未必太久。以下两例为佐证：2008年中央美术学院雕塑系学生李渊博帮助导师借助3D打印完成雕塑项目，并在2014年《3D打印技术与写实雕塑艺术关系思考》主要阐述观点：3D打印技术无法取代雕塑艺术，此项技术是雕塑在艺术多元化表现形式下的发展机遇。2013年《四川音乐学院成都美术学院》教师张盛的数字雕刻教程被川美雕塑系教师购买，张盛评论称：《四川美术学院》已经掀起了一波数字雕刻的浪潮。

数字艺术家也或将由此更为活跃，当下中国艺术针对数字艺术的定义还较为粗放，由科技成果催生的新艺术形式从产生到传播和评论都有一个过程，目前国内属早期阶段，但电影、游戏、动画等行业的3D数字技术已经成熟，国内外有相当数量的专家、匠人、新进人员。他们不少来自学院，有良好的教育背景，充足的生活保障。如今，已有几代人生活在数字媒介为背景的时代下，甚至出生前数字技术就已经普及。潜在的受众加之潜在的艺术家，新生艺术形式出现的时机看似已经成熟，但仍然需要传统艺术家加入并带动。他们或者将人才带入，或者在其艺术活动中启发、示范。3D打印技术或将是把一部分现有艺术家的传统创作流程，引向数字技术流程的关键技术。新、老艺术家将面对新的艺术生态环境，衍生出更多艺术形式。

（3） 3D打印技术和版权的关系思考

3D打印技术摒弃了传统的注塑成型等生产环节，让生产过程变得简单直接。设计师可以自己设计，或者干脆在网上下载模型图，自己打印出产品。3D Systems等公司生产的最新消费级3D打印机市场售价不到3000美元，这使得越来越多的个人消费者也能够拥有一台这样的打印机。3D打印作为一项高速发展的新兴技术，势必带来很多生活方式的改变和生活观念的变革，这将会渗透到我们生活中的方方面面。

打印技术论文篇（4）

中图分类号：G633.55；G434 文献标识码：A

0引言

3D打印技术 是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它无须机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短了产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。

3D打印新技术势必带来教学、学习和研究领域的创新。各大高校以及相继开展了相关课程的教学，如何把3D打印技术与现代工科高校应用型人才培养目标有机融合，是目前高等教学改革研究的前沿课题。本文着眼于3D 打印技术特点， 提出面向机械制造专业的《3D 打印技术》课程教学内容改革举措，为培养应用型机械制造工程领域人才拓宽教学思路。

1 3D打印技术

3D打印技术为用户提供了新的设计、创作和制作方法。从3D 打印的制作过程出发，可以分为如下2个阶段：

1.1设计阶段――3D 建模

在设计阶段，三维模型的建立通常可以有2种方式来获得三维模型。第1种正向造型，可使用Pro/E， SlidWorks及UG等建模软件按照打印物体的尺寸要求创建三维模型。第2种是采用逆向工程技术，使用3D激光扫描仪对需打印物体的空间外形和结构进行扫描。

1.2 打印阶段――分层累积

3D打印也称为增材制造（Additive Manufacturing），其实质是2D打印的逐层叠加，把三维模型导入分层处理软件，设定打印参数，将三维模型沿水平方向“切割”成一定数量的2D薄片， 读取文件中的横截面信息（图1所示为某软件的切片效果图），对每一层使用高性能复合材料等多种材料逐层打印，最后将各层截面以各种方式粘合起来，最终构建出3维的实体。

2教学改革措施

2.1课堂教学方式改革

传统的机械专业教学中有很多专业课中需要实体与模型，造价高而且使用上不能灵活更改，课堂教学显得沉闷，往往是教师一言堂，学生不能互动式的参与模型的制造。利用3D 打印机，学生足不出户自己打印自己设计的各类减速器、装配部件，体验理论设计与现场加工的完美快速结合，一方面可以将课堂学到的理论知识进行实践运用，提高学生的设计能力和动手能力。同时提升对三维造型软件的操作能力及应用实践能力。学生体会到新的教学方式带来的机械加工的快乐，极大地促进了教学效果的提高。

2.2学习方式的改革

在学习机械制图课程工程中，对于复杂的组合体以及相贯线等知识点，学生如果只是在课堂上听教师讲解是不够的，教师的讲解也只是理论及二维的展示，如果我们提供给学生自己使用3D打印机的机会，开放实验室，让学生自己建模打印，打印好的模型学生可以自己带着，也可以放在课堂，自习室甚至宿舍，这样，模型可以被所有学生传看，也方便了在课堂上就这些困难问题展示积极讨论。我们发现，这种灵活的学习方式极大地激发了学生的学习兴趣，上课提问的积极性及课堂出勤率均提高了很多。

3 讨论

3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。它将抽象概念和设计引入到现实世界，对教学内容中的抽象概念进行可视化展现，通过快速灵活的打印，使得学生获得更多的认知体验，将传统教学显示的模型转化为可观察、可触摸的实体模型，提高思维能力和动手及感知能力，提供学习兴趣的同时，拓展创造性思维，从而最终提高了学习效果。

参考文献

[1] 蔡恩泽.3D打印颠覆传统制造业[J].中国中小企业，2012（11）：46-47.

打印技术论文篇（5）

中图分类号：TG76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0240-01

3D打印技术在桌面应用中的推广，应结合模具教学的应用教学和理论授课，进行详细信息的介绍，有利于将桌面3D打印技术的相关应用原理及实践经验，进行合理转化，从而更有利于被接受和认识，客观上推动桌面3D打印技术的推广和应用。

一、3D打印技术的概念

（一）、3D打印技术的概念

3D打印技术，主要是指针对3D技术的优势，结合打印技术的需要，综合应用在打印设计中，其中主要运用3D技术的数字和信息优势，实现对金属等粘合材料的逐层打印处理。以此构成新物体的过程，被称为3D打印技术，同时也称为“叠加式制造”。针对3D打印技术，有利于运用计算机实现对打印信息的处理，从而推动对打印信息的自动化计算，有利于减少打印过程中返工、质量等问题。因此3D打印技术，运用对打印信息的三维处理，推动制造业的发展。

（二）、3D打印技术的分类

3D打印技术，主要包括SLA和FDM两种。中SLA打印技术在模型制造中应用较为广泛，同时是国际相关教学的重点，相关优势包括光固化成型法运用较为先进，实用性较强，加工速度快，生产周期较短。但是SLA打印技术的缺点明显，例如生产成本较高，维修成本较高，机器设备涉及的电子信息较为先进，不利于打印人员的掌握。FDM打印技术，主要针对金属、塑料和石蜡等低熔点材料进行，由于成本低的影响，是市场上较为流行的打印技术。其应用优势同时包括：操作简单、快捷，设备简单，应用方便。但是它的缺点同样明显，例如精准度低，针对密度较低的材料进行打印过程。

二、桌面3D打印技术的应用原理

桌面3D打印技术的应用原理，即计算机三维设计的流程，其中通过计算机stl、obj、thing等格式，实现对3D打印信息的处理；其次通过USB接口，实现3D打印机器设备和计算机的链接，同时运用MakerWare软件，实现对3D打印信息向三维信息的自动化转换；最后通过PLA加热端，以实现对打印材料和打印信息的自动融合，其中打印机器设备将打印信息通过喷嘴将相关信息打印到打印材料中，通过对打印结构的反复处理，打印出需要的产品。相关工作原理流程，如下图：

通过上图可知：桌面3D打印技术，通过对计算机的操作，对打印信息的处理，较为先进，有利于实现打印过程中人力消耗。因此桌面3D打印技术在制造业中的应用，有利于推动制造业的发展。

三、桌面3D打印技术在模具教学中的应用

（一）、桌面3D打印技术在模具课堂教学中的应用

桌面3D打印技术在模具课堂教学中的应用，主要是指多媒体技术在课堂教学中的应用，有利于实现对相关教学背景的生动展示，有利于提供给学生视觉和感官上的享受，从而推动教学内容在学生心中的生动勾画。因此桌面3D打印技术，是新时期科学技术发展和教学需要结合的产物，有利于推动教学的发展，进而提高教学质量。针对桌面3D打印技术在模具课堂教学中的应用，相关的设计软件包括powerpoint和flash等，主要通过对教学材料进行数字和图画等信息的展示，结合教学工作者的教学讲解，提高学生的认知能力。

（二）、桌面3D打印技术在模具教学课堂设计中的应用

桌面3D打印技术在模具教学课堂设计中的应用，主要是指针对模具教学的需要，应提前进行课堂设计，运用Pro、UG等设计软件，以实现对模具设计的科学处理。时针对模具教学的课堂设计，应尊重学生的主体地位和主观能动性，教学工作者主要其引导和帮助解答疑难问题的作用，以此提高学生对模具设计的了解，客观上提高学生的动手能力，促进模具设计的教学需要。针对桌面3D打印技术在模具教学课堂设计中的应用，有利于提高学生对相关模型的了解，有利于提高对模型的了解，通过对不足之处的及时更新，提高学生的设计水平。

四、桌面3D打印技术在模具教学中应用的重要性

桌面3D打印技术在模具教学中的应用，应集合3D造型sheji8、打印处理、打印效果和应用反映等进行全面分析，以次科学判断桌面3D打印技术的应用效果，从而有利于教学工作者发现教学不足和改进方向，制定合理的教学计划和教学任务，全面提高学生的动手能力和理解能力，促进学生设计水平的提高。首先学生通过对3D打印技术的分析，有利于提高学生对模具的认识，其中对相关组成部分的全面认识，进行直观认识，有利于实现模具结构的优化设计。其次有利于实现3D打印辅助材料的合理应用，结合学生分组讨论的形式，实现对桌面3D打印技术的全面认识，提高学生的学习兴趣和活跃教学氛围，推动教学任务的展开。同时有利于提高学生对计算机等设备的了解、应用，结合学生对新生事物好奇的特点，提高教学质量，客观上引导学生的科技素养。

五、桌面3D打印技术在模具教学中应用的注意事项

（一）、合理运用打印材料

针对桌面3D打印技术，应合理运用打印材料，以确保打印设备的稳定运行。针对桌面3D打印技术主要运用塑料的打印材料，应结合模具教学需要，科学设计模具设计材料，从而符合打印设备运行的需要，有利于推动模具教学的需要。教学工作者应注意对模具材料的设计，以避免因为材料问题造成打印设备发生故障，不利于教学任务的稳定展开。

（二）、科学设计模具尺寸

对桌面3D打印技术在模具教学中的应用，应科学设计模具尺寸，以符合打印设备设计的需要，进而推动打印设备的稳定运行，打印需要的模具，推动模具教学的需要。同时应加强对模具精度的控制，以符合打印设备允许误差范围，有利于满足模具教学需要。

结束语

桌面3D打印技术的发展，应加强对其工作原理的分析，结合相关应用需要，制定合理的应用措施，以确保桌面3D打印技术的稳定运用。针对桌面3D打印技术在模具教学中的应用，应结合课堂教学和课堂设计进行全面分析，合理运用桌面3D打印技术，以提高模具教学质量，客观上促进桌面3D打印技术的推广和发展。

打印技术论文篇（6）

3D打印技术自1984年正式诞生以来，今年恰逢30周年。随着第三次工业革命的提出，在普通大众眼中也日渐火爆。论文、专利的井喷好像象征着3D打印就可以进入千家万户，但实际情况并非如此。

传统的铸造生产是设计-模具-造型-浇注-清理-后处理-机加。3D打印是否可以在铸造的铸型制造、铸造模具或者直接打印产品上做出贡献？

1 3D打印技术概述

3D打印学名为增材制造技术，其工作原理是将计算机设计出的三维模型分解为若干层平面切片，然后把“打印”材料按切片图形逐层叠加，最终“堆积”成完整的物体。关于3D打印技术的发展脉络、各种技术原理及适用范围已经在各书籍、论文中，限于篇幅，本文不再赘述。

1.1 目前主要应用领域

目前，3D打印主要用在3个方面：大众消费（桌面级）、工业级、生物工程级。

①大众消费（桌面级）。用于工业设计、工艺设计、珠宝、玩具、文化创意等领域。

②工业级又有两个方面，一是原型制造，主要用于模具、模型等行业。二是产品制造，包括大型金属结构件和小型金属零部件的直接制造。

③生物工程级。如打印器官、骨骼、牙齿、细胞、软组织等[1]。

1.2 3D打印技术与行业现状

①欧美的3D研究和产业化。

在美国，3D打印技术已初步产业化，其中Stratasys和3D Systems是两家龙头企业，均已经在纳斯达克上市。2013年8月16日，“美国国家增材制造创新中心”剪彩成立。

欧盟也设置了基金会来支持3D打印技术，分别在诺丁汉大学、谢菲尔德大学、埃克斯特大学建立了3D打印中心。

②国内3D行业现状。

国内的3D打印行业分为学院派和市场派。学院派主要以清华大学、西安交通大学、华中科技大学、西北工业大学、北京航空航天大学等高校为主。市场派主要包括南京紫金立德、湖南华曙高科、无锡飞尔康、杭州先临、中航激光、武汉滨湖等[1]。

③中国3D打印技术产业联盟。

2012年10月15日，由亚洲制造业协会、北京航空航天大学、华中科技大学、清华大学等权威科研机构和3D行业领先企业共同发起的中国3D打印技术产业联盟在北京宣告成立，自称是全球首家3D打印产业联盟。

④世界3D打印技术产业联盟。

2013年5月29日，由中国3D打印技术产业联盟以及英国3D增材制造联盟、美国的Exone 公司、德国EOS公司、美国的3D Stratsys公司、比利时Materialise公司、英国Choc Edge Ltd公司、美国drexel大学、新加坡南洋理工大学机械与宇航学院等科研单位和企业共同发起成立世界3D打印技术产业联盟。2014年6月19-22日将在青岛召开第二届世界3D打印技术产业大会暨2014年世界3D打印技术博览会。

1.3 3D技术应用前景

通过中国知网、维普等查询到关于3D的论文汗牛充栋，让人热血沸腾。但基本都是关于3D技术的普及知识以及在医学、模具、建筑等应用案例。资本市场也热闹非凡，但有头脑的风投非常谨慎[2]。一般认为：

①3D打印不可能，至少不可能完全，取代传统制造业。

3D打印究竟能够做什么？美国的、欧洲的3D企业，也说不出来。否则，他们就不会在世界3D产业大会上和中央电视台的专题节目中炫耀：利用3D打印技术打印一把吉他，打印一支电子琴，打印一个台灯，或者打印一把手枪……

传统制造业经过数千年的积累和发展，已经非常完善和成熟，无论是工艺特点，还是成本因素、材料因素，3D打印技术都是无法比拟的。3D打印技术的真正奥秘所在，不是什么都能做，而应该是传统制造业不能做或很难做的领域，利用3D打印技术可以轻松实现[1]。

②个人消费。

由于成本问题以及操作者的技术水平――因为3D应用并不是零门槛，要以现有技术，一家用户需要准备多种原材料和成本的水平推广，肯定有难度，很难形成市场规模。关键是如何培育应用市场，用户是需要去培育的。所以，短期内家用3D打印行业也难形成气候。

2 3D打印技术在铸造中应用现状综述

3D打印在铸造中已经有一些应用，主要是用在快速制造砂型和直接打印金属产品两方面。在缺陷修补（挽救）方面也有一定的应用。

2.1 利用3D技术原理快速制造无模精密砂型

中国铸造协会网站称，2014年5月将在北京召开第十二届中国国际博览会，其中的“3D打印与数字化无模铸造精密成型技术”中提到“北京瑞泓翔宏大科技集团、北京北方恒利科技发展有限公司等将展示3D砂型/砂芯打印机和各类激光粉末烧结快速成型3D打印机”[3]。

文献[4]综述了目前利用3D打印技术原理快速制造无模砂型的几种技术。

①激光烧结SLS。

用覆膜砂，逐层铺粉，用激光对粉末加以固化。

②中国的无模铸型制造技术PCM。

三维打印头喷射粘结剂，按照界面轮廓信息利用双喷头同时将粘结剂和催化剂喷射而出，通过两者的交联，制造的砂型涂上涂料即可浇注。

③美国的基于三维打印的直接壳型铸造DSPC。

选用陶瓷颗粒、硅酸盐水溶液打印壳型。浇注前需进行焙烧。

④Zcorp公司。

三维打印制造有色合金的砂型。型壳厚度可达到12mm。

⑤ExOne公司的3DP技术ProMetalRCT。

选用树脂砂作为成形材料。打印速度可达到59400-108000cm3/h。

⑥Generis公司的GS工艺。

将树脂通过多通道喷头均匀向砂床喷射，根据砂型轮廓喷射催化剂形成砂型。

2.2 激光立体成形技术

激光立体成形技术通过激光融化金属粉末，几乎直接可以“打印”任何形状的产品。其最大的特点是，使用的材料为金属，“打印”的产品具有极高的力学性能，能满足多种用途。

西北工业大学凝固技术国家重点实验室由长江学者黄卫东领衔。3D打印技术在航空领域应用的典型是为国产大飞机C919制造中央翼缘条。该中央翼缘的条长达3米，属于大型钛合金结构件。西北工业大学应用激光立体成形技术解决了C919飞机钛合金结构件的制造。

西工大3D打印技术对零部件的修复也独树一帜。航空航天零件结构复杂、成本高昂，一旦出现瑕疵或缺损，只能整体更换，可能造成数十万、上百万元损失。而通过3D打印技术，可以用同一材料将缺损部位修补成完整形状，修复后的性能不受影响，大大节约了时间和金钱[5]。

3 3D打印技术在铸造中应用发展展望

3D打印技术对于我国铸造行业整体而言，黄卫东教授认为“是机遇多于挑战”。他说，在激光组合制造领域，可以增强对市场需求的适应能力；在快速制造模型与砂型方面，3D打印可以加速新产品研发速度，降低工艺研究成本与风险，满足单件与小批量市场需求；在高性能修复方面，可减少高端铸件废品率，满足产品进度要求与直接制造相比较，3D打印技术在“更复杂的结构、更高的性能、更快的反应速度”方面具有极大的优势。但是当前的情况是，黄卫东认为“这些挑战对目前的铸造界来讲，还是微不足道的”。其中一个重要原因在于3D打印的原材料成本很高：现阶段铝合金大概是每公斤就要两万多元。“但是，这项新技术当中成本下降的空间是很大的，我们要对3D打印技术未来发展对铸造界带来的挑战保持清醒的认识”[5]。

3.1 日本计划开发下一代高性能铸模3D打印机

日本计划由产经省出资30亿日元，由日本产业技术综合研究所牵头，联合早稻田大学、群荣化学工业、木村铸造所、CMET、KOIWAI、日产汽车、小松制作所等发挥产学研优势，共同参与、分工协作，在5年内生产出较现行铸模制造装置成本下降80%，制造速度提高10倍的高性能铸模3D打印机。

目前，利用3D打印机制造工业大型铸模存在速度和精度等方面缺陷。日本设计中的下一代铸模3D打印机将采用反复、高速喷射特制胶水以固着细砂技术原理，以在短时间内形成复杂形状的铸模。

3.2 国家863计划关于3D打印的重点支持方向

《国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》中“面向复杂零部件模具制造的大型激光烧结成型装备研制及应用”的表述为，“针对复杂零部件模具快速制造的需求，研制适合制造蜡模、蜡型、砂型制造，以及尼龙等塑料零件制造的大型激光烧结成型装备，台面2米×2米，制件精度控制在±0.1%以内，堆积效率达1000cm3/h以上。制订相关技术标准，并在汽车、模具等行业产品研制中得到应用”。

4 结束语

3D打印技术在铸造上的应用，集中在砂型、模具、铸件制造及挽救。从中国和日本的发展指南来看，两个国家不约而同地选择了发展大型铸型3D打印技术。但中日的技术路线有所差别：日本的技术路线是采用分层喷射砂和粘结剂，中国863计划申报指南是采用激光打印铸型。二者的共同努力方向都是大型化，提高精度。

以3D打印为代表的第三次工业革命，以数字化、人工智能化制造与新型材料的应用为标志，必将为人类生活带来革新性的变化，而这也是发展中国家尽快赶上发达国家的良好机会。

参考文献：

[1]罗军.应积极推动3D打印技术产业发展[J].中国党政干部论坛.2013，10：19-22.

[2]唐一凡.3D打印在中国的发展现状、行业泡沫浮现投资观望（2014-2-20）.

[3]中国铸造协会展览部.智能化、数字化铸造装备尽在第十二届中国国际铸造博览会. http：//.cn/WebUI/IndustryNewsPre/IndustryNewDetial.aspx？typeId=16334（2014-2-20）.

[4]唐监怀.无模精密砂型快速铸造技术运用研究[J].铸造技术，2013，34（12）：1796-1798.

[5]王凡华.黄卫东教授剖析“3D打印”给铸造业带来的机遇与挑战.http：///info/1002/24420.htm（2014-2-20）.

基金项目：

四川工程职业技术学院课题“三维泡沫实型浇注验证铸造工艺的应用研究”（YJ2013KY-01）。

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中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）15-0225-02

3D打印技术的产生与应用有利于促进相关专业与行业的进一步发展，高等院校的工业设计专业意在培养具有高素质、高专业技能的工业设计人才，而3D打印技术在教学中的引入对人才的培养有着极大的推动作用，高校在教学中应当对该技术的应用予以重视，努力提高教学水平，使学生的能力与素质能够得到有效的提升，为我国工业设计行业提供不竭的人才支持。

一、3D打印在高等院校教学中的应用现状

3D打印的优势在于快速成型以及增材制造，3D打印设备能够以三维数据图为依据将图纸上的设计制作成为实物，立体地展示出来。高校是工业设计人才培养的重要场所，为了提高教学效率，使人才的能力与素质能够满足市场的需求，很多高校都开始引进3D打印设备，并将其应用到实际的教学活动中。

我国的3D打印技术尚处于初级阶段，技术、设备的研究仍不成熟，3D打印在高校教学中的引入，一方面是为了促进教学工作的展开，另一方面也是为了加快3D打印技术的研究。华中科技大学、清华大学、北京航空航天大学等高校都有专门进行3D打印技术研究的机构，且其水平较高。很多高校还与企业合作，将自己的研发成果供与企业生产。机械制造、航空航天、产品研发等领域都可应用到该技术，因此，相关的工业设计专业应当在教学中引入3D打印设备，以开拓学生的视野，提高学生的实践能力，增强学生就业竞争力。但是在教学应用的过程中也暴露出了一定的问题，首先，3D打印具有一定的局限性，例如其模型规模最大仅能达到1.8米，如果在课堂上需要生产设计一些大型的交通工具模型，仅凭3D打印技术是无法完成的；其次，由于我国在相关方面的研究仍然处于初级阶段，因此技术成本、设备成本均相对较高，高校的经济收入有限，这种情况使高校难以大范围地将3D打印技术与设备投入到教学实践中；再次，3D打印可应用的领域较多，由于不同领域的需求不同，因此3D打印设备也存在类型、型号等方面的差异，而高校一般引进的技术设备都较为单一，这种情况对教学效果有一定的影响。

二、3D打印应用于工业设计专业教学的意义

1.提高学生的基础理论素质。工业设计专业具有较强的综合性，其涵盖的范围广，技术难度大，学科交叉明显，而3D打印技术兼具材料科学、控制技术、机械技术、光学工程、计算机技术等内容于一体，在教学中应用这一技术能够加深学生对专业知识的感知与了解，学习3D打印技术能够拓展学生视野，扩充学生的知识结构，提高学生的综合素质。社会的发展离不开人才的支持，具有实践能力固然重要，但是学生同样应当具备与自身能力相匹配的理论素质。学生只有同时具备软件操作能力以及设计知识才能够熟练地对设备进行操作，因此将3D打印技术的相关知识纳入到工业设计专业的学科体系建设中是十分必要且重要的，对这一技术的学习能够提升学生的理论素质，提高学生的综合能力。增加学生的知识储备是3D打印技术在教学中应用的基本出发点。

2.提高学生的实践操作能力。在传统的工业设计专业教学中，理论讲述是重点，关于模型设计的内容大多通过单纯的讲解或者二维图像展现给学生，在实践操作课程中，教师仅能够指导学生制作简单的模型，而对于内部结构复杂的模型，学生仅能通过自己的想象进行理解，这种教学方法禁锢了学生的思维，不利于学生创造思维与设计能力的提升。而3D打印技术可根据图纸以及相关数据将实物模型展示出来，保证一次成型，不会受到模型结构复杂等问题的影响。在教学过程中学生可以充分发挥想象，设计产品，并利用3D打印机将自己的想法变为现实，这种教学方式能够拓展学生的思维，提高学生的创造力与想象力。学生在专业课程的学习中能够亲身实践，自主设计产品方案，在利用3D打印技术进行试验的过程中，学生能够发现设计方案中的不足并有针对性地对方案进行改进，直到设计完全符合要求与标准，这种反复修改的过程能够提高学生在实践设计中的科学性与严谨性。

3.推动产学研模式的发展。工业设计专业的教学安排应当以当前市场的需求为依据，高校应当关注相关行业与产业的发展动向，很多高校都开始逐渐意识到校企合作的重要性，并与周围的企业展开了密切的合作，即努力建立产学研模式，促进人才、高校、企业的全面发展。3D打印技术的应用为产学研一体化教学模式的展开提供的有利的条件，这一技术在未来工业制造发展中起着重要的引领作用，无论是企业还是高校都应当认识到这一发展趋势，但是当前3D打印设备的成本较高，企业若想将其用于生产，资金投入将达到几十万，甚至是几百万，这对企业来说是不利的，而当前很多高校不仅有丰富的人才资源，同时还具有先进的3D打印设备，二者的结合将促进产学研模式的深入完善。学生可以利用3D打印机将自己的设计想法展示出来，企业择取最优方案投入生产实践。总的来说，3D打印技术在高校的应用能够促进高校、人才与企业的共同发展，提高产学研的水平。

三、推动3D打印广泛用于工业设计专业教学的途径

1.将手工制作与3D打印结合起来。3D打印虽然具有成型迅速等优势，但是在实际的教学过程中，课堂所需的实物模型有大有小，而学校引进的打印设备较为单一，仅能满足对某一个尺寸或某几个尺寸的需求，过大的模型是无法通过3D打印展示出来的，因此在课堂教学中还应当对手工制作模型予以足够的重视，在手工制作中，学生能够切实体会模型制作的问题与不足，而3D模型则能够对复杂结构予以展示，两种模型制作方法的综合运用能够使学生的动手能力与思维能力得到全面的提升。

2.应用于教具开发。3D打印技术十分适合应用在自主研发和小规模生产环节。在高职院校工业设计教学中，很多课程在授课过程中都需要使用实物教具，以加深学生对知识的理解。但是，大多数教具都需要根据教学内容加以定制，很难在市场中采购到。例如，《设计概论》课程中需要设计史上著名的设计作品的实物教具；《机械制图》课程中需要通过实物模型向学生讲解形体的三视图；《产品设计》课程中需要把学生设计作品转化成实体模型；《计算机辅助设计》课程中需要通过教具模型让学生理解三维建模软件的形面构建。这些教具都可以通过3D打印技术实现自主设计和小规模生产，这样教具与学生所学知识就可以实现无缝对接。同时，教具还可以根据授课内容的更新，实现自主设计和更新。通过3D打印技术将书上或纸上的知识或图片立体地展示给学生，学生对知识点的理解会更加直观，教学效果也会得到极大提升。

3.加深校企合作的深度与广度。3D打印设备成本与打印材料的成本均较高，因此即使学校购买了相关设备，受到打印材料的限制，也无法将其广泛投入到教学实践中。而在企业的生产实践中如果在设备引进中投入大量资金，将造成自身竞争优势的损失，因此高校与企业应当加大合作的深度与广度，实现优势互补，高校为企业提供人才与设备支持，企业则为高校提供资金补助，并为学生的实践提供空间与平台，企业与高校共同开发相关项目，提高3D打印技术研发的效率。

4.建设区域性的3D打印服务平台。为使企业与高校都能够加深对3D打印技术的理解，促进产学研模式的深入应用，政府应当参与到区域性的3D打印服务平台的建设中，积极引导高校与企业参与到相关研究中，政府应当对高校予以适当的补贴，鼓励高校引进不同类型的设备，建设区域化的服务体系，对3D打印研发进行专业化的运营，实现区域资源的共享，让更多的高校与企业有机会接触到3D打印技术。

四、结语

3D打印技术对未来机械制造业的发展有着重要的意义，高校在教育改革与建设中应当认识到这一发展趋势，在安排工业设计专业的课程时应当将3D打印相关的内容纳入其中，从而提高学生的理论素质与实践能力，促进产学研模式的进一步发展，高校应当与企业展开深入合作，促进工业制造业、高校与人才的共同发展。

参考文献：

[1]毕延刚.3D打印对高等院校工业设计专业教学的影响[A].中国机械工程学会工业设计分会、辽宁省机械工程学会.2013国际工业设计研讨会暨第十八届全国工业设计学术年会.论文集[C].中国机械工程学会工业设计分会、辽宁省机械工程学会：2013：4.

打印技术论文篇（8）

但业内人士却对于这样的好评并不感冒，至少在他们看来，在可预见的未来，3D打印只是制造业中一种特殊甚至可以说是极端的技术手段，还远远谈不上对现有产业的颠覆。原因很简单，因为不仅还有许多技术难题有待攻克，而且使用起来实在太贵了。

亚洲制造业协会首席执行官、中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军表示，当前从表面上看3D打印技术一片火热，但是3D打印技术还处于产业化的起步期，距离大规模应用还有一段距离，当前公众对3D打印技术的认识也不够全面。他同时指出，当前媒体对3D打印技术的功用过于夸大，3D打印技术并非无所不能，其技术核心在于，它可以解决高难度、复杂、个性化的设计需要，只有当传统生产方式无法应用的时候它的魅力才能显示出来。

更有业内人士指出，目前3D打印机的技术尚未完全成熟，许多东西还处于试验阶段，全世界仅有几家公司和一些大学的实验室具备生产工业级或者医疗级的3D打印产品，而类似于京东上出售的Cube3D打印机和CubeXTrio3D打印机，无论其精度还是打印出来的东西的效果，远非舆论所描述和大众想象般的神奇，对于普通消费者而言，这些只不过是昂贵的成人玩具而已。

但无论是舆论积极乐观的想象无限，还是业内人士小心谨慎的科学表态，两者之间的矛盾焦点只是在于3D打印技术何时飞入寻常百姓家而已。

要知道，任何一项新技术从发明到成熟，从高端市场走向普通百姓都需要一个过程，今天那些总是被我们抱怨奇慢无比的计算机的配置，可是当年专业科研人员也不敢想象的，技术的发展和成熟以及最终的市场化运用和普及，关键的问题在于有没有需求，只是市场的需求和消费数量达到一定程度，那个“沉没成本”就将真的彻底“沉没”，这一点相信舆论和业内之间的认识是一致的。根据总部位于北京的中国3D打印技术产业联盟的预测，到2016年，中国3D打印机的市场规模将扩大到100亿元，达到2012年（10亿元）的10倍，从而使中国超越美国成为全球最大的市场。

事实上，对于3D打印技术的未来发展，我们关注的焦点不应该是普通消费市场对“沉没成本”的承受能力，而是该技术对现有商业秩序和社会伦理道德的挑战与毁灭。

从去年至今，关于3D打印的各种新闻中，有两条特别引人关注。一是美国和德国都先后采用3D打印技术复制出了人体器官，其中像血管、骨骼等器官已经到了临床试验阶段，接下去这些企业将继续研发可直接用于器官移植的心脏、肝脏、肾脏等3D打印器官。另一条则是在美国有人在网上宣称，已经通过3D打印技术打印出手枪，制造者宣称其打印的手枪在试射200次后依然完好无损，并同时宣称如果实验成功，他将批量生产并向外销售。

这两条新闻的出现，似乎让3D打印技术同时披上了天使与魔鬼的外衣，它在拯救生命的同时也能被运用于残害生命的领域。当然技术本身并不具备善恶的属性，技术的善恶完全取决于使用者的善恶而已，但是即便是善意的开发者也有可能将人类送上一条不归之路。

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一、引 言

自2010年以来，3D打印技术（又称增材制造）迅猛发展，获得社会广泛关注。3D打印以三维CAD模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，实现了“所见即所得”，并且在生物医疗、航空航天、文化创意等领域获得广泛应用。2015年，工业和信息化部、国家发展和改革委员会、财政部联合了《国家增材制造产业发展推进计划（2015―2016年）》， 2016年科技部会同有关部门又将“增材制造与激光制造”重点专项列入国家重点研发计划。这些纲领性文件和政策明确指出，应3D打印技术的研发和产业化作为我国战略性新兴产业的发展重点。

国内外教育界正掀起3D打印教育应用研究和探索热潮。美国新媒体联盟在《2013年地平线报告》中指出，3D打印将带来教学、学习和研究领域的创新。在国内，许多高校开始购置3D打印机，理、工、医、文等各领域都开展了相关的教学研究。3D打印在高等教育中的应用日益增多，它究竟有何种魅力？本文在归纳3D打印在高等教育中应用现状的基础上，从制造技术属性的角度，分析其在高等教育中的应用优势。

二、3D打印在高等教育中的应用现状

1.3D打印制作个性化三维教具

利用3D打印技术，教师可以依据教学实际需要，自己设计并打印个性化的教具。3D打印教具为学生提供比视频、课件更为真实、直观、清晰的三维实物体验，营造更为真实的学习环境。

利用3D打印技术制作教学模型辅助课堂教学的案例非常多。如苏州大学管华清等人依据典型病例CT照片3D打印骨骼模型并用于骨科教学，帮助学生加深对骨科疾病的理解；同济大学王建秀等人利用3D 打印技术制作小型、轻质化的矿物晶体模型，帮助学生对晶体结构形成直观印象。

2.3D打印辅助实验教学

随着教学方式的改革，实验教学已逐步由传统单一实验向开放性创新实验转化。由于3D打印是一种高度柔性的制造技术，可以制造各种材料和形状的零件，3D打印设备平台为学生自主设计并实施综合性实验带来便利。它不仅丰富了创新实验教学的形式，还增强了开放性实验对学生的吸引力，已成为当代高校实验教学中的重要辅助工具。

李斌等人在机械实践教学环节中，利用3D打印开设综合性实验，使学生设计并打印减速器结构。石河子大学陈凯等人在材料科学与工程专业实验中，让学生亲自动手制备反应釜模型和3D分子模型，加深对化工设备和基本原理的理解。中国石油大学孙致学等人将油气藏的形状、演化历史和物理特征等进行三维“可视化”和“实体化”。南华大学机械学院充分运用3D打印技术开展第二课堂实训教学，学生学习3D打印机的组装、调试及打印，合格者获得第二课堂学分。

3.3D打印支撑大学生创新活动

科技创新活动以培养学生独立思考能力、动手能力和创新精神为目的，是大学创新教育的重要组成部分。3D打印在大学生作品的概念设计、原型制作、功能验证、评审等方面都能发挥重要作用。例如，辽宁工业大学高奇等人以大学生创新创业训练项目为载体，将3D打印技术应用于汽车发动机壳体的快速制造，极大地激发了学生的创新思维，提高了学生的实践能力。

目前，“创客”已成为许多大学校园内一道引人注目的风景。2015年，清华大学建成全球高校中最大的创客空间，其他大学也设立此类场所以培育人才和激励创新。“创客”的核心内涵是将想法变成现实，低成本快速制造的3D打印机往往是创客平台必备的支撑设备。创客空间的3D打印设备实行常态化开放，为学生参加各种科技竞赛提供支持。

三、3D打印在高等教育中的应用优势

从目前文献报道的案例分析可知，3D打印能在高等教育中获得广泛应用，主要原因在于3D打印具有下列优势。

1.低成本定制

3D打印是一种高度柔性的制造技术，一套设备可以制造多种材料和各种形状的零件，这种制造柔性满足了高等教育中大量的低成本定制的需求。在课堂教学中，教师需要一些个性化的复杂教具，如毛细血管分布模型、建筑物模型、地貌模型等；在开发性实验中，学生自主完成产品设计，需要制作出实物模型用于设计验证或参加竞赛。这些需求都是小批量的、非标准的和多变的，若让传统制造企业协作完成，其经济成本是不可接受的。因此，低成本定制是3D打印能在教育领域获得广泛应用的第一原因。

2.快速制造

3D打印短流程，快速制造，工艺链很短，理论上是“一步到位”的制造。借助现代的桌面3D打印机，可以在数小时内制作完成一件复杂的零件。传统制造方式受夹具、模具等工艺限制，零件生产的时间都比较长，以月为单位的交货周期对于教育应用来说是不可接受的。

3.促进创新

3D打印理论上可打印任意复杂结构，这就是所谓自由成形的概念。自由成形使三维CAD设计具备“所见即所得”的新层次特征，大大拓展了设计师的创新空间。

大学生是极富创造力的群体，3D打印技术的应用有利于挖掘学生的创造力和激发学生的创业激情。

四、展望

尽管3D打印已经在高等教育领域获得广泛应用，但是3D打印在工艺、设备和软件等方面仍存在许多不足。例如，打印材料以塑料和树脂为主，打印零件强度不高、精度较低，主要用来制作教学演示模型，而教学实践中更需要能用于装配、测试、服役的实用功能零件。不过，随着相关设备和耗材的价格持续下降，桌面式金属3D打印机可能会成为未来高校教学设备的新宠，实用功能零件将取代塑料教学模型而成为主要的打印零件。

参考文献：

[1]孙柏林.试析“3D打印技术”的优点与局限[J].自动化技术与应用，2013，32（6）：1-6.

[2]管华清，徐 明，杨同其，等.3D打印技术在骨科临床教学中的应用[J].教育教学论坛，2015（14）：178-179.

[3]王建秀，刘笑天，居哲超，等.3D打印技术在基础地质矿物教学中的应用[J].教育教学论坛，2015（51）：1-2.

[4]李 斌.浅谈3D技术在中职机械类课程教学中的实施[J].职业，2014（18）：166-167.

[5]陈 凯，王贺云，贾 鑫，等.浅析3D打印在材料科学与工程专业实验中的应用[J].广东化工，2015，42（8）：204.

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3D打印技术的出现，彻底颠覆了人们的2D打印思维，3D打印机已经变成了人们将梦想变为现实的“神器”。

在业内，3D打印技术更是被戴上推动第三次产业革命的冠冕。众多媒体的“”式宣传，似一把干柴烈火，将这一概念炒到沸腾。

聪明的中国人，自然也看到了这一技术的巨大潜力。国家政策尚未出台，中国媒体已经将3D打印技术的诸多神奇与无所不能描绘得淋漓尽致。

然而，在政策与舆论都对3D打印技术趋之若鹜的情况下，一种浮躁的“”式危险情绪也在升温。

其实，中国人从不缺少对先进技术和观念的敏锐和重视，却缺乏一种步步稳进的实干精神。回首中国近年来的科技产业发展进程，无论是被称为光源革命的LED技术，还是被誉为最有发展前景的绿色能源“光伏”技术，无不是在一片政策与舆论的叫好声中雄赳赳上马，暗淡淡推进，投入巨资之下，收获寥寥。

科学技术的每一次重大进步，都是人类的福祉。然而，如何推动这些技术实实在在地造福本国人民，却是漫长而艰巨的任务。

科技产业化的进程，不是一蹴而就的，3D打印技术亦如此。在3D打印领域，中国的商业化滞后，规模较小，也没有形成产业链，企业大都在单打独斗。如果这一局面不能有所改变，中国的3D打印就不会走得更远。