【正文】 汽車制造業(yè)； 配件、飾品。 二 、 3D 打印創(chuàng)新實驗室 3D 打印或?qū)㈩嵏矀鹘y(tǒng)教育方式 經(jīng)過近 30 年的探索和發(fā)展， 3D 打印技術(shù)成為當(dāng)今全球最受關(guān)注的新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)之一，被譽為引領(lǐng)第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具，正在進(jìn)入“高歌猛進(jìn)”的發(fā)展新階段。我國對 3D 打印已經(jīng)有了長達(dá) 20 多年的探索和積累。 3D 打印，從何處破局？ 3D 打印將顛覆傳統(tǒng)教育方式！事實證明，一些在傳統(tǒng)教育中表現(xiàn)不好的學(xué)生，主要是因為所學(xué)的課程理論性太強，沒有興趣，死記抽象概念讓學(xué)生通過了考試，但考試過后就很快忘記了， 3D 打印機可以讓枯燥的課程變得生動起來，它是一種同時擁有視覺和觸覺的學(xué)習(xí)方式，具有很強 的誘惑力，在觸覺學(xué)習(xí)中，學(xué)生不是在黑板或顯示器上簡單地看文字或圖形，而是通過他們的觸覺抓住核心概念的三維模型，這樣能夠吸收和消化知識，使學(xué)生不再遺忘所學(xué)的課程。英國著名教師戴夫懷特曾經(jīng)說過：如果你能抓住學(xué)生的想象力，你就能抓住他們的注意力。 中國的傳統(tǒng)教育是應(yīng)試教育，沒有開設(shè)培養(yǎng)學(xué)生 “創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力”的課程，純粹的理論學(xué)習(xí)使學(xué)生的大腦僵化，學(xué)校應(yīng)開設(shè)集設(shè)計和 3D 打印于一體的“邊學(xué)邊做 ”的課程，把數(shù)學(xué)，物理課中的許多抽象概念通過讓學(xué)生動手設(shè)計一些由 3D 打印組件組成的小電路和小裝置，變成有趣的課程， 3D 打印機將激發(fā)新一代學(xué)生投身 科學(xué) ，數(shù)學(xué)，工程和設(shè)計的熱情，造就一批學(xué)生工程師。 美國政府已經(jīng)以實際行動給出了答案。在美國，幾乎所有的大中小學(xué)已經(jīng)開設(shè)了 3D 打印的課程，通過對青少年進(jìn)行 3D 打印創(chuàng)新意識、技術(shù)手段的培養(yǎng)， 3D 打印成為“美國智造”的有力手段，成為中美制造業(yè)競爭的重要砝碼。 時不我待，中國的 3D 打印教育急需啟動，普及 3D 打印技術(shù)知識，引領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)新思維，創(chuàng) 新改變教育，創(chuàng)新改變中國。 三、技術(shù)依托 中心簡介 快速制造國家工程研究中心教育部快速成型工程中心 快速制造國家工程研究中心（ Rapid Manufacturing National Engineering Research Center）是由國家發(fā)展和改革委員會批準(zhǔn)設(shè)立，依托西安交通大學(xué)的人才與技術(shù)優(yōu)勢建立的國家級先進(jìn)制造技術(shù)創(chuàng)新平臺。中心主任由增材制造 （ 3D）打印領(lǐng)域領(lǐng)軍專家、中國工程院院院士盧秉恒教授擔(dān)任，帶領(lǐng)由博士、碩士等組成的 80 余人的研發(fā)團隊，以提高國家制造業(yè)核心競爭力為根本目標(biāo)，為制造業(yè)提供快速原型、快速模具和高檔數(shù)控專用裝備，力爭為制造科學(xué)的進(jìn)步和國民經(jīng)濟的快速發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。 盧院士簡介： 中國工程院院士盧秉恒教授是快速制造國家工程研究中心主任，教育部快速制造工程研究中心主任，國務(wù)院學(xué) 位 委員會機械學(xué)科評議組組長，西安交通大學(xué)機械工程學(xué)院院長，中國機械工程學(xué)會副理事長，中國機械制造工藝協(xié)會副理事長，快速原型制造分會理事長，全國高校金屬切 削機床研究會理事長。 快速制造國家工程 研究 中心 教育部快速成型工程中心 西安交通大學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)研究所 云上動力（北京）數(shù)字科技有限公司 四、 3D 創(chuàng)新打印實驗室 介紹 3D 打印創(chuàng)新流程 場地規(guī)劃及配置 1. 面積 :場地面積大約 60 平方，或一間普通教室。 2. 區(qū)域規(guī)劃： （ 1）三維數(shù)據(jù)采集區(qū)；（ 2）三維設(shè)計及數(shù)據(jù)處理區(qū)；（ 3） 3D 打印體驗區(qū)；（ 4） 3D 作品展示區(qū)； 3. 區(qū)域配置及功能： 1) 三維數(shù)據(jù)采集區(qū) ： 雙目三維掃描系統(tǒng)一套：可把物體掃描為三維立體數(shù)據(jù)，進(jìn)行點云處理，再進(jìn)行后 續(xù)創(chuàng)新設(shè)計，可用于逆向工程、工業(yè)（產(chǎn)品）設(shè)計、三維數(shù)字化檢測等 。 2) 三維設(shè)計及數(shù)據(jù)處理區(qū)： 小學(xué)采用 AUTUDESK 123D 系列軟件，學(xué)生在 PAD 上用手指可以創(chuàng)作，不需要復(fù)雜的處理過程及技術(shù)，重在藝術(shù)創(chuàng)作，可進(jìn)行類似泥塑、手工拼插、簡單設(shè)計、通過照片生成三維數(shù)據(jù)等操作，趣味性強，操作簡單，學(xué)生易上手；中學(xué)采用 CAXA 設(shè)計軟件，學(xué)生可把采集數(shù)據(jù)在電腦中進(jìn)行加工處理，自主創(chuàng)作三維作品，如三維人物設(shè)計、汽車模 型、未來建筑等，可直接生成 3D 打印通用格式 STL 文件。 3) 3D 打印體驗區(qū) ： 配備桌面級 FDM 設(shè)備及 DLP 打印設(shè)備，旨在讓每一個學(xué)生自由創(chuàng)作，通過桌面級打印出成品來，學(xué)生與 3D 打印親密接觸，人人動手，個個參與。 4) 專業(yè)激光快速成型區(qū)：配備專業(yè)的激光快速成型機及相關(guān)附件，激光快速成型機是機械控制、光學(xué)技術(shù)、計算機技術(shù)、材料科學(xué)、藝術(shù)設(shè)計的完美結(jié)合，讓學(xué)生多方面跨學(xué)科了解現(xiàn)代制造技術(shù)，親手做出高精度、高質(zhì)量產(chǎn)品，有實際功能用途的產(chǎn)品，了解生產(chǎn)制作工藝及技術(shù)。 5) 后處理及色彩處理區(qū)域： 打印出作品進(jìn)行后續(xù)處理，可以開硅膠模具，噴漆上色處理，讓學(xué)生了解生產(chǎn)制造工藝，了解模具制造在新產(chǎn)品開發(fā)中的價值，可進(jìn)行小批量個性化產(chǎn)品訂制，讓學(xué)生體驗到 3D 打印技術(shù)對制造業(yè)的變革，對第三次工業(yè)革命的深刻了解， 3D 技術(shù)對人類生產(chǎn)和生活的巨大變革。 6) 3D 作品展示區(qū)：墻壁展架，融于教室及走廊、學(xué)校公共區(qū)域 ，展示學(xué)生 3D打印作品，也可配液晶屏循環(huán)播放學(xué)生 3D 設(shè)計作 品 。 4. 教師基本 要求： （ 1） 具備 CAD、 UG、 proe 或 solidwork 等基礎(chǔ)知識； （ 2） 應(yīng)具備藝術(shù)設(shè)計或美術(shù)設(shè)計等基礎(chǔ)知識； （ 3） 具備機械制圖、計算機操作、機械制造工藝學(xué)等 基礎(chǔ) 知識； （ 4） 人員需求： 1 人。 5. 3D 打印創(chuàng)新設(shè)計室項目費用： 預(yù)算 萬左右。 6. 教室布局圖 實驗室設(shè)計方案 詳見附件 主要設(shè)備參數(shù)及介紹 、 桌面型 3D 打印機 桌面型 3D 打印機，主要是采用 FDM 技術(shù)制造的打印機。 FDM（ Fused Deposition Modeling）工藝熔融沉積制造（ FDM）工藝由美國學(xué)者 Scott Crump 于 1988 年研制成功。 FDM的材料一般是熱塑性材料，如蠟、 ABS、尼龍等。以絲狀供料。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動，同時將熔化的材料擠出，材料迅速凝固，并與周圍的材料凝結(jié)。 FDM 設(shè)備特點： (1)由于熱融擠壓頭系統(tǒng)構(gòu)造原理和操作簡單，維護(hù)成本低，系統(tǒng)運行安全。 (2)成型速度快，用熔融沉積方法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，不需要 SLA 中的刮板再加工這一道工序。 (3)用蠟成型的零件原型，可以直接用于熔模鑄造。 (4)可以成型任意復(fù)雜程度的零件，常用于成型具有很復(fù)雜的內(nèi)腔、孔等零件。 (5)原材料在成型過程中無化學(xué)變化，制件的翹曲變形小。 (6)原材料利用率高，且材料壽命長。 (7)支撐去除簡單，無需化學(xué)清洗，分離容易。 我公司產(chǎn)品由西安交大機械制造工程學(xué)院研發(fā)生產(chǎn)的低 成本 3D 打印設(shè)備，是一種利用ABS、 PLA 等作為原材料的熱熔成形方法的打印設(shè)備。該技術(shù)利用普通打印機的原理，利用計算機處理好數(shù)據(jù)，把原料裝入機身，通過控制主板的控制，用打印頭將原料一層一層累積起來，最后將計算機上的設(shè)計圖變成實物。從而極大地縮短產(chǎn)品的研制 周期 ,提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。同時，該設(shè)備實現(xiàn)了從樣件的三維數(shù)據(jù)直接輸出 1： 1 實體模型的先進(jìn)工藝，加之設(shè)備成本得以降低，將有望作為計算機外設(shè)推廣到辦公室和家用領(lǐng)域而應(yīng)用于工藝品制作、珠寶首飾、教學(xué)實驗及創(chuàng)新設(shè)計等方面。 圖片 產(chǎn)品名稱 經(jīng)濟型 3D 打印機 專業(yè)型 3D 打印機 工業(yè)型 3D 打印機 型號 3DYUNDL15 3DYUNDL24 3DYUNDL30 成型體積 150mm*150mm*120mm 240mm*160mm*160mm 300mm*300mm*300mm 機器尺寸 360*310*405mm 520*380*430mm 655*705*705mm 數(shù)據(jù)接口 STL\S3G STL\S3G STL\S3G 操作系統(tǒng) Windows 操作系統(tǒng) Windows 操作系統(tǒng) Windows 操作系統(tǒng) 成型材料 ABS、 PLA 等 ABS、 PLA 等 ABS、 PLA 此設(shè)備制作作品： 、激光快速成型機 3DYUNDLSPS25 激光快速成型 技術(shù)簡介： SLA 技術(shù)又稱光固化快速成形技術(shù)，其原理是計算機控制激光束對光敏樹脂為原料的表面進(jìn)行逐點掃描，被掃描區(qū)域的樹脂薄層（約十分之幾毫米）產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個薄層。工作臺下移一個層厚的距離，以便固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，進(jìn)行下一層的掃描加工，如此反復(fù)，直到整個原型制造完畢。由于光聚合反應(yīng)是基于光的作用而不是基于熱的作用，故在工作時只需功率較低的激光源。此外，因為沒有熱擴散，加上鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能夠很好地控制，能保證聚合反應(yīng)不發(fā)生在激光點之外，因而加工精度高 ，表面質(zhì)量 好，原材料的利用率接近 100%，能制造形狀復(fù)雜、精細(xì)的零件，效率高。對于尺寸較大的零件，則可采用先分塊成形然后粘接