互聯網+3D打印技術在高校中的應用

楊潔

摘要：隨著時代發展，3D打印技術正在逐漸崛起，若是能夠抓住這次機遇，對提升我國綜合實力有重要促進作用?；ヂ摼W+3D打印技術給我國高校課程提供了非常多的優質資源。在開展高校創新創業教育時，若能將3D打印技術融入其中，必然可以讓學生對其產生一個新的認知，大幅提升高校課程的教育價值，提升育人水平。鑒于此，該文針對互聯網+3D打印技術在高校課程中的應用進行分析，并提出一些策略，僅供各位同仁參考。

關鍵詞：互聯網+3D打印技術高校創新創業應用

中圖分類號：G43?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-3791（2022）01（b）-0000-00

Application of Internet + 3D Printing Technology in Colleges and Universities

YANGJie

（Lanzhou Petrochemical University of Vocational Technology， Lanzhou， Gansu Province， 730207 China）

Abstract： With the development of the times， 3D printing technology is gradually rising. If we can seize this opportunity， it will play an important role in improving China's comprehensive strength. Internet + 3D printing technology provides a lot of high-quality resources for college courses in China. If 3D printing technology can be integrated into the innovation and entrepreneurship education in colleges and universities， students will have a new understanding of it， which will greatly improve the educational value of college courses and improve the level of education. In view of this， this paper will analyze the application of Internet + 3D printing technology in college courses， and put forward some strategies for your reference.

Key Words： Internet+3D printing technology; Colleges and universities; Innovation and entrepreneurship; Application

隨著互聯網技術不斷發展，我們逐漸進入到了一個智能制造的時代，3D打印技術則是制造業和互聯網技術的有力融合，是一種新的制造技術，更是一種全新的制造理念，通過增材制造的方式轉變了以往建材制造的模式，有效降低了資源浪費，提升了制造效率。通過將3D打印技術應用到高校課程中，能更為直觀地讓學生理解所學內容，提升育人效率，對提升我國的人才培養水平有不容忽視的重要作用。

1 3D 打印技術及其特點

3D打印技術，也被稱為快速成型技術，當然有的學者或者專家也稱之為增材制造技術。該項技術手段的主要是在數字模型文件的基礎上，借助金屬粉末、塑料等材料，在黏合的作用下，通過一層層的打印來構建出物體結構的技術手段[1]。

3D打印技術并不需要像傳統的模具制作一樣，利用各種機械設備進行加工，而是一個有虛擬數據直接過渡成各種形狀的零件的過程中。3D打印技術的優點就在于打印產品的形式多種多樣，及時是打造較為復雜的產品，那么所用的材料成本也不會大幅度地增加。3D打印出來的實體模型也不需要進行組裝、黏合等。因此，可以看得出來3D打印技術具有成本低、設計空間無限、沒有副產品、實體模型準確等特點[2]。目前，在科研領域或者模型、零件等制作領域，該項技術的使用已經十分成熟，極大地提高了生產效率以及使用效率。

2 技術教育領域應用的 3D 打印機

在高校教育領域比較常見的3D打印技術主要有以下幾種，如立體光固化成型法、選擇性激光燒結法、分層實體制造法、熔積成型法。其中，最后一種的熔積成型法是在教育領域的應用型最為廣泛。

熔積成型法制作出來的實體也是三維立體模型。制作過程中主要運用的是一些絲狀的材料，例如石蠟、金屬、塑料以及一些熔點相對較低的合金絲等。在電加熱的方式下，這些絲狀材料達到了熔點，然后在計算機的精準控制下，按照虛擬的三維模型界面輪廓信息，噴頭沿著橫縱兩個方面進行平面運動，將融化的絲狀材料有針對性地平鋪在工作臺面上，然后在快速冷卻之后便可以迅速形成實體模型。不斷重復這個融化、噴出、冷卻、沉積的這個過程，三維實體模型便能夠呈現出來。

目前熔積成型法主要具有以下幾個特點，首先就是制作使用的原材料相對豐富，無論是在搬運還是更換等方面，都是非常方便的。另外，原材料的使用成本相對較低，而且利用率十分的高。最后就是成型之后的實體模型其強度高、精度高、干凈、安全。正是因為這些有點的存在，在教師以及實驗性中進行使用是比較安全的。

3 3D打印技術在創新創業教育中的應用價值

3.1 3D打印技術概述

簡單來說，3D打印技術是一種快速成型技術，它以數字模型文件為基礎，利用粉末狀的金屬或者是塑料等為材料，通過逐層打印的方式將物體制造出來。一般來說，3D打印技術的實現需要通過數字技術材料打印機，其被廣泛應用于機械制造、工業設計等諸多領域，并取得了非常不錯的實踐效果[3]。

20世紀80年代末，3D打印技術出現在美國，而后很多國家都看到了其巨大的發展潛力，開始投入重金進行相關研究。當前，3D打印技術逐漸成為了增材制造的主要形式之一，其在教育領域的應用深度、廣度也有了非常大程度的提升。2015年，我國三部委印發了《國家增材制造產業發展推進計劃（2015-2016年）》，在其中明確指出，在創新創業教育中，要加快融入3D打印技術?？v觀國外3D打印技術在教育領域的研究我們不難發現，在高等教育領域，應用3D打印技術已經逐漸成為了一個熱門趨勢，很多國外的院校都開設了與之相關的課程和培訓，并組建了很多的學生興趣團體，他們還通過舉辦各類創新創業大賽提升學生對于3D打印技術的理解和應用水平，培養其創新創業能力。

3.2 3D打印技術將我們引入實體模式教學時代

3D打印技術的一大優勢便是能夠制造出任意形狀的產品，只要我們能夠在電腦上生成相應的數據模型，便可以利用機器打印出對應的產品，無論是復雜的機械零件還是分子結構模型，都能通過3D打印技術再現出來，這對增強高校課程對學生的吸引力有不容忽視的重要作用。

作為提升高校課程育人質量的重要輔助手段，3D打印技術有效拓寬了教師的育人路徑，彌補了傳統課堂環境下教學設備的不足，構建了一個虛實結合、直觀生動的創新創業教育環境，大力發展了學生的視覺空間能力。通過將細致、具體的模型應用到高校課程中，能在很大程度上降低高校教師育人工作的難度，極大提升高校生的知識探索興趣，從而提升其對所學專業知識的認知和把握能力。

3.3 3D打印技術在高校課程的結合

通過將互聯網+3D打印技術與高校課程結合，能大幅提升高校課程的教育價值。3D打印技術中非常重要的一個環節便是制作虛擬的三維模型。在這個過程中，我們需要用到多種軟件工具，比如3d MAX、Maya、Autodesk CAD等，而后利用這些軟件，將三維模型制作出來，而后將其利用3D打印設備制作成具體產品。此外，我們還可結合課程內容，將一些實物數據輸入到電腦中，并以此為基礎對3D打印產品的數據進行修正，保證課程所用輔助產品的數據準確性。

在打印前，我們可以對3D打印設備的一些數據進行設置，讓產品更符合課程需求，比如所打印物體的大小、精度等。在此過程中，有個非常關鍵的技術那便是繪圖技術。在一些高校的機械制造專業中，會開展與之相似的課程。這些課程在內容上較為繁雜，很多學生在掌握這部分知識時，并沒有主動的學習習慣，整體課程內容不夠生動，極大影響了課程的育人效果[3]。通過將3D打印技術應用到高校課堂中，學生能夠將自己畫出的機械部件制作出來，這樣除了能使其更好地掌握所學知識，還能在很大程度上提升他們的學習成就感，增強學生對相應課程的興趣程度。另外，通過將3D打印技術應用到高校課程中，能讓學生更為直觀地看到機械部件的結構、質量等，及時發現設計中存在的問題，有助于他們對設計內容施行進一步修改。

4? 互聯網+3D打印技術在高校創新創業教育中的應用

將互聯網+3D打印技術應用到高校的創新創業教育中，能大幅提升高校生的創新思維水平和實踐創業能力。3D打印技術能夠讓機械設備、零件的結構變得更為合理，大幅提升產品的實用性。在同等強度的產品零件上，利用3D打印技術設計出的產品能大幅降低產品重量，這對一些航空航天設備來說十分重要。例如：在我國的殲擊機上，若是利用3D打印技術進行產品設計，能夠有效降低耗材與資源消耗水平[4]。3D打印技術作為一種新興的制造理念，能夠有效突破傳統機械制造技術中的焊接、鑄造、縫合、車、削等形式。利用3D打印技術中的智能成型技術，能夠大幅提升課程中所用物體的多樣性、復雜性，從整體上提升了課程的育人價值。

在機械制造行業，若能將互聯網+3D打印技術應用到課程中，學生們可以將自己的創新創業想法落實下來，不用擔心自己的能力不夠、材料不足，他們可以自由發揮自己的想象力和創造力，而后通過電腦軟件，將腦海中的想法落實到實際產品上，這樣會大幅提升其創新創業主動性，還能使其在無形中積累很多寶貴的經驗[5]。

5? 互聯網+3D打印技術在學生創新創業課程中的應用

現階段，在很多高校課程中都應用了3D打印技術，其在學生創新創業活動中也有非常廣泛的應用。在實踐中，我們可以將3D打印技術滲透到學生的專業社團中，實現第一課堂和第二課堂的有機融合，讓學生能夠更為主動、深入、熱情地對課程內容實施探究，并結合他們的個性化需求進行產品設計，開發相應的3D打印產品，進而激發他們的創新創業熱情，提升育人質量。而在提到創新創業時，我們會不自覺地想到“創客”這個字。實際上，創客最早源于美國的“車庫文化”，因此在美國的車庫中會存放很多的工具和材料，人們通常會在車庫中制作自己想要的各類東西。在《創客：新工業革命》一書中，創客的特點之一便是“不以盈利為目標”[6]。通過引入3D打印技術，學生能利用各種開源硬件，將自己的創新創業想法落實到產品上，這也是他們實現創新創業想法的有效途徑。

3D打印技術能夠給學生們進行創新創業活動提供有力支持。比如：在一些高校內，部分學生會組成一個3D打印社團，他們利用自身掌握的建模知識以及對市場的洞察力，生產了非常多的產品，從小的筆筒、手機支架到人像雕塑、燈罩，都有所涉及，在這個過程中，學生的創新創業能力有了非常大程度提升。此外，還有一些人創辦了3D打印技術網站，他們可以將自己的心得體會在網站上進行交流，以此不斷提升自身的創業能力。還有學生將自己的3D打印產品拿到了網絡上銷售。

6? 互聯網+3D打印技術對高校創新創業課程提出了新的內容

現階段，我國的創新創業人才缺口巨大，需要各種人才推動社會進步，一些高校通過將3D打印技術應用到創新創業課程，能大幅提升人才培養水平，使其能夠跟上時代的發展步伐。但是，我國將互聯網+3D打印技術應用到高校課程中，雖然已經取得了一定發展，但整體水平還較為不足，仍有一些問題亟須解決，比如3D打印技術存在速度慢、色彩不準、打印空間限制等。鑒于此，培養一批對互聯網+3D打印技術有興趣、有基礎的人才變得十分重要，實際上，3D打印技術涉及了電子、機械、材料、設計等諸多領域，這就需要高校進一步優化跨學科教育課程，實行“STEAM+3D”的育人模式，以此培養更多對社會有用的綜合性人才?；ヂ摼W+3D打印技術在高校課程中的應用質量會在很大程度上影響學生對相應課程的學習水平。為此，我們要不斷優化3D技術在課程中的應用模式，豐富其內容，以此不斷提升學生的綜合思維和能力，為其止后續成長為優質人才打下堅實基礎。

7 總結

綜上所述，若想提升互聯網+3D打印技術在高校課程中的應用水平，我們首先要分析3D打印技術的內涵，而后方可從3D打印技術在高校創新創業教育等層面入手分析，以此在無形中促使互聯網+3D打印技術在高校課程中的應用水平提升到一個新的高度。

參考文獻

[1]? 常鑫，申國霞.3D打印技術在高校創新創業教育中的運用[J].科技視界，2021（13）：123-125.

[2]? 王馨怡. 3D打印技術使用的治安風險防控研究[D].北京：中國人民公安大學，2020.

[3]? 李皖玉. 3D打印技術在高中生物教學中的應用研究[D].蕪湖：安徽師范大學，2020.

[4]? 張佳麗. 3D打印技術在初中科學教學中的應用研究[D].杭州：杭州師范大學，2020.

[5]? 何揚波，陳劍，房飛宇，等.新工科背景下3D打印技術本科教學實驗室的建設[J].實驗室研究與探索，2020，39（1）：275-278，306.

[6]? 桂亮，金悅，趙衛軍，等.3D打印技術在創客實踐教學環節中的應用[J].實驗技術與管理，2016，33（10）：181-184.