PDF《专题研究》

Writers)等公 司的支持, 其中 FIRST Robotics 表示将为全美的学生科技团队提供

400 台3D 打印机. 年轻艺术家与作家联盟将同 3D Systems 一起为 7-12 年级的学生提供

3 台Cube 3D 打印机作为奖品,奖励那些能够利用新技术来表达大胆、全新创 意与理念的学生.Einstein Fellows 则为 1-12 年级的学生提供各种共同开发的 课程模块.其中将包括培训 Cube 3D 打印机,以及 Cubify 设计软件的使用技 巧.同年,3D 打印机公司 SeeMeCNC 推出了一套完整的支持 STEM 教学的 3D 打印技术培训教程 SeeMeEducate5(

图表 2) .其中包括一个

150 多页的 课程,帮助初学者一切从基础做起,如软件和机器操作,直至完整的制造项目.

图表 2:SeeMeEducate 课程示意图 资料来源:天工社,华融证券市场研究部

2、教学实践与应用 除了应用于教育培训外,利用 3D 打印技术制造教学或学习工具也是重要

3 《增量制造研究与教育――NSF 增量制造研讨会报告 2013》

4 资讯频道《3DS 为中小学教育提供 3D 打印课程》http://www.3dpmall.cn/news/20140504/12850_1.html

5 上拓科技《SeeMeCNC 开发首个 3D 打印学校课程》http://www.suntop-tech.com/news/214.html 3D 打印专题研究

8 请务必阅读正文之后的免责声明部分 的应用模式之一.一方面,教师可以通过该技术打印复杂、多样的教学用具, 让教学过程变得更为生动直观;

另一方面,学生在动手实践的过程中也可以把 自己的想象和设计转化为现实作品.截至目前,3D 打印技术已经广泛应用于 文科、理科、工科的多个领域多个学科中. 例如,生物系的学生可以 3D 打印器官,用于模拟实验和研究;

化学系学 生可以打印分子结构以便观察;

地理系学生可以绘制三维地图;

考古系学生可 以打印出文物模型等;

而艺术设计的同学则可以将自己的想象和创意做成实物 等(

图表 3) .3D 打印在各个学科教学中的应用如

图表

4 所示.

图表 3:3D 打印技术应用于教学实践 资料来源:sophic capital,华融证券市场研究部

图表 41:3D 打印在各学科教学的应用 学科 应用

1 电子 制作替代部件、模型夹具和设备外壳等

2 化学 制作 3D 立体分子模型等

3 生物、医学 打印分子、器官或其他模型

4 数学 根据数学方程打印模型,解决几何曲面等问题

5 航空 打印飞机模型,作为空气动力学的试验模型

6 地理 制作立体的地形图、人口统计图等直观模型

7 烹饪 制作出菜品展示模型, 打印出巧克力造型甚至人造食品 3D 打印专题研究 请务必阅读正文之后的免责声明部分

9 8 机电工程 根据设计作品快速制作出原型,或可直接使用的齿轮、 连杆等部件

9 建筑设计 打印设计作品的微缩 3D 模型

10 历史、考古 复原历史上的工艺品、古董,复制易碎物品

11 动画设计 打印出作品的 3D 模型,如人物、动画角色模型

12 天文 根据观测数据,打印天体模型

13 力学 根据设计制作桥梁等模型,进行力学实验

14 车辆工程 打印汽车零部件

15 艺术表演 打印表演道具等 资料来源:李青,王青《3D 打印:一种新兴的学习技术》 ,华融证券市场研究部整理

3、科学研究及创新 高等院校是承载着 3D 打印技术发展和创新的重要基地.1992 年,美国麻 省理工学院(MIT)的Scans E.M.和Cima M.J.等人最早提出了 3D 打印技术 的概念.其后,国内外的院校围绕 3D 打印材料、技术、应用展开了广泛的研 究并取得重要进展,也在很大程度上推动着技术的进步和推广. 在3D 打印技术发展较早且技术相对领先的美国,众多高校成立 3D 打印 技术研究中心,并通过自主研发或协同合作取得了一系列令人瞩目的研究成 果.2014 年麻省理工学院(MIT)机械工程和应用数学教授 Anette Hosoi6 受 美国国防部高级研究计划局(DARPA)委托,带队开发出一种可切换软硬状态的 材料,并在《Macromolecular Materials and Engineering》上发表论文.其自 组装实验室的 Skylar Tibbits 团队更是在 3D 打印的基础上,开发出多一个 时间 维度的 4D 打印技术7 . 哈佛大学工程与应用科学学院和 Wyss 生物工程研究 所在增材制造........