中国现代教育装备
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 教育科技  
3D打印技术教学实践及其在创新活动中的应用
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2020-8-31 16:32:48
  [导读]3D打印技术有利于创新设计中三维模型的初始开发,使新创意得到快速实现,契合新工科理念对人才要具有数字化思维和创新创业意识的要求。在教学实践的多个环节中引入了3D打印技术,建立了多方位的实践教学体系。结果表明,引入3D打印技术不仅可以提升教学效果,提高科技作品质量,更能激发学生的创新灵感,提高创新能力。

  3D打印(Three Dimensional Printing)技术是近年快速发展的先进制造技术,在规范性标准中被称为“增材制造技术”,以对应传统的“减材制造”概念。由于3D打印称谓简洁易懂,被广泛应用于媒体报道中,因此3D打印逐渐成为增材制造技术的俗称[1]。

  2015年,工业和信息化部、国家发展和改革委员会、财政部联合发布的《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》和国务院发布的《中国制造2025》相继出台。我国在提出促进制造产业转型升级和提质增效的同时,强调了利用以3D打印技术为代表的先进制造技术给传统制造业注入新活力的重要性,以期快速推进和强化以先进制造技术为核心的产品制造行业的综合竞争力[2-3]。

  目前,国内外学者对3D打印技术在教学中的应用进行了研究,并取得了大量的研究成果。研究工作主要集中于清华大学、西安交通大学、北京航空航天大学、华中科技大学等高校[4],部分研究成果已处于世界先进水平,多数工科高校都已相继开展了相关的教学研究工作[5-6]。河北科技大学已开展3D打印技术研究工作十余年,拥有河北省增材制造产业技术研究院、河北省通用航空增材制造协同创新中心两所研究机构,拥有熔融沉积成型、光固化成型、激光选区烧结成型、激光选区熔化成型等多种3D打印机设备。

  在新工科建设背景下,为了积极响应教育部“卓越工程师教育培养计划”,着力解决高等工程教育中的实践性和创新性问题,需要建立一套完整的教学培养体系。在大学生培养的各个环节中开展3D打印技术的教学工作,让学生掌握并能熟练应用该技术,不仅有利于专业知识的学习,使学生掌握更多的新技术而更适应社会的需求,还能够激发他们的创新设计潜力,提高其创新能力。

  1 3D打印技术的成型原理

  2 3D打印技术的教学实践过程

  3 3D打印技术在学生科技创新中的应用

  4 结语

  在大学生的教学实践环节中全面开展3D打印技术的教学活动,利用学校现有3D打印设备资源,进行了3D打印技术的理论与实践的教学活动,有效提升了教学效果,提高了科技作品的制作速度和质量,激发了大学生的创新灵感,提高了创新实践能力,为创新创业人才的培养发挥了重要的作用。

  参考文献

  [1] 余前帆.增材制造:3D打印的正称[J].中国科技术语,2013(4):46-48.

  [2] 黄卫东.建设增材制造(3D打印)技术的科技、教育与产业发展的系统工程[J].改革与开放,2014(15):7-10.

  [3] 李拓宇,李飞,陆国栋.面向中国制造2025的工程科技人才培养质量提升路径探析[J].高等工程教育研究,2015(6):17-23.

  [4] 卢秉恒,李涤尘.增材制造(3D打印)技术发展[J].机械制造与自动化,2013(4):1-4.

  [5] 谭跃刚,陈章念,张帆,等.3D打印创新教学实验室及其应用[J].实验室研究与探索,2016(9):246-249,295.

  [6] 高奇,曾红,张德强.3D打印在大学生创新实验中的应用研究[J].实验技术与管理,2015(11):28-30.

李文忠 邓飞 杨光 河北科技大学机械工程学院


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