3d打印技術(shù)與運用

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3d打印技術(shù)與運用范文第1篇

[關(guān)鍵詞]桌面打印技術(shù)；3d打印技術(shù)；模具教學(xué)

中圖分類號：TG76 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）17-0240-01

3D打印技術(shù)在桌面應(yīng)用中的推廣，應(yīng)結(jié)合模具教學(xué)的應(yīng)用教學(xué)和理論授課，進行詳細信息的介紹，有利于將桌面3D打印技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用原理及實踐經(jīng)驗，進行合理轉(zhuǎn)化，從而更有利于被接受和認(rèn)識，客觀上推動桌面3D打印技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

一、3D打印技術(shù)的概念

（一）、3D打印技術(shù)的概念

3D打印技術(shù)，主要是指針對3D技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合打印技術(shù)的需要，綜合應(yīng)用在打印設(shè)計中，其中主要運用3D技術(shù)的數(shù)字和信息優(yōu)勢，實現(xiàn)對金屬等粘合材料的逐層打印處理。以此構(gòu)成新物體的過程，被稱為3D打印技術(shù)，同時也稱為“疊加式制造”。針對3D打印技術(shù)，有利于運用計算機實現(xiàn)對打印信息的處理，從而推動對打印信息的自動化計算，有利于減少打印過程中返工、質(zhì)量等問題。因此3D打印技術(shù)，運用對打印信息的三維處理，推動制造業(yè)的發(fā)展。

（二）、3D打印技術(shù)的分類

3D打印技術(shù)，主要包括SLA和FDM兩種。中SLA打印技術(shù)在模型制造中應(yīng)用較為廣泛，同時是國際相關(guān)教學(xué)的重點，相關(guān)優(yōu)勢包括光固化成型法運用較為先進，實用性較強，加工速度快，生產(chǎn)周期較短。但是SLA打印技術(shù)的缺點明顯，例如生產(chǎn)成本較高，維修成本較高，機器設(shè)備涉及的電子信息較為先進，不利于打印人員的掌握。FDM打印技術(shù)，主要針對金屬、塑料和石蠟等低熔點材料進行，由于成本低的影響，是市場上較為流行的打印技術(shù)。其應(yīng)用優(yōu)勢同時包括：操作簡單、快捷，設(shè)備簡單，應(yīng)用方便。但是它的缺點同樣明顯，例如精準(zhǔn)度低，針對密度較低的材料進行打印過程。

二、桌面3D打印技術(shù)的應(yīng)用原理

桌面3D打印技術(shù)的應(yīng)用原理，即計算機三維設(shè)計的流程，其中通過計算機stl、obj、thing等格式，實現(xiàn)對3D打印信息的處理；其次通過USB接口，實現(xiàn)3D打印機器設(shè)備和計算機的鏈接，同時運用MakerWare軟件，實現(xiàn)對3D打印信息向三維信息的自動化轉(zhuǎn)換；最后通過PLA加熱端，以實現(xiàn)對打印材料和打印信息的自動融合，其中打印機器設(shè)備將打印信息通過噴嘴將相關(guān)信息打印到打印材料中，通過對打印結(jié)構(gòu)的反復(fù)處理，打印出需要的產(chǎn)品。相關(guān)工作原理流程，如下圖：

通過上圖可知：桌面3D打印技術(shù)，通過對計算機的操作，對打印信息的處理，較為先進，有利于實現(xiàn)打印過程中人力消耗。因此桌面3D打印技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用，有利于推動制造業(yè)的發(fā)展。

三、桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)中的應(yīng)用

（一）、桌面3D打印技術(shù)在模具課堂教學(xué)中的應(yīng)用

桌面3D打印技術(shù)在模具課堂教學(xué)中的應(yīng)用，主要是指多媒體技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用，有利于實現(xiàn)對相關(guān)教學(xué)背景的生動展示，有利于提供給學(xué)生視覺和感官上的享受，從而推動教學(xué)內(nèi)容在學(xué)生心中的生動勾畫。因此桌面3D打印技術(shù)，是新時期科學(xué)技術(shù)發(fā)展和教學(xué)需要結(jié)合的產(chǎn)物，有利于推動教學(xué)的發(fā)展，進而提高教學(xué)質(zhì)量。針對桌面3D打印技術(shù)在模具課堂教學(xué)中的應(yīng)用，相關(guān)的設(shè)計軟件包括powerpoint和flash等，主要通過對教學(xué)材料進行數(shù)字和圖畫等信息的展示，結(jié)合教學(xué)工作者的教學(xué)講解，提高學(xué)生的認(rèn)知能力。

（二）、桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)課堂設(shè)計中的應(yīng)用

桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)課堂設(shè)計中的應(yīng)用，主要是指針對模具教學(xué)的需要，應(yīng)提前進行課堂設(shè)計，運用Pro、UG等設(shè)計軟件，以實現(xiàn)對模具設(shè)計的科學(xué)處理。時針對模具教學(xué)的課堂設(shè)計，應(yīng)尊重學(xué)生的主體地位和主觀能動性，教學(xué)工作者主要其引導(dǎo)和幫助解答疑難問題的作用，以此提高學(xué)生對模具設(shè)計的了解，客觀上提高學(xué)生的動手能力，促進模具設(shè)計的教學(xué)需要。針對桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)課堂設(shè)計中的應(yīng)用，有利于提高學(xué)生對相關(guān)模型的了解，有利于提高對模型的了解，通過對不足之處的及時更新，提高學(xué)生的設(shè)計水平。

四、桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)中應(yīng)用的重要性

桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)中的應(yīng)用，應(yīng)集合3D造型sheji8、打印處理、打印效果和應(yīng)用反映等進行全面分析，以次科學(xué)判斷桌面3D打印技術(shù)的應(yīng)用效果，從而有利于教學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)教學(xué)不足和改進方向，制定合理的教學(xué)計劃和教學(xué)任務(wù)，全面提高學(xué)生的動手能力和理解能力，促進學(xué)生設(shè)計水平的提高。首先學(xué)生通過對3D打印技術(shù)的分析，有利于提高學(xué)生對模具的認(rèn)識，其中對相關(guān)組成部分的全面認(rèn)識，進行直觀認(rèn)識，有利于實現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。其次有利于實現(xiàn)3D打印輔助材料的合理應(yīng)用，結(jié)合學(xué)生分組討論的形式，實現(xiàn)對桌面3D打印技術(shù)的全面認(rèn)識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和活躍教學(xué)氛圍，推動教學(xué)任務(wù)的展開。同時有利于提高學(xué)生對計算機等設(shè)備的了解、應(yīng)用，結(jié)合學(xué)生對新生事物好奇的特點，提高教學(xué)質(zhì)量，客觀上引導(dǎo)學(xué)生的科技素養(yǎng)。

五、桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)中應(yīng)用的注意事項

（一）、合理運用打印材料

針對桌面3D打印技術(shù)，應(yīng)合理運用打印材料，以確保打印設(shè)備的穩(wěn)定運行。針對桌面3D打印技術(shù)主要運用塑料的打印材料，應(yīng)結(jié)合模具教學(xué)需要，科學(xué)設(shè)計模具設(shè)計材料，從而符合打印設(shè)備運行的需要，有利于推動模具教學(xué)的需要。教學(xué)工作者應(yīng)注意對模具材料的設(shè)計，以避免因為材料問題造成打印設(shè)備發(fā)生故障，不利于教學(xué)任務(wù)的穩(wěn)定展開。

（二）、科學(xué)設(shè)計模具尺寸

對桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)中的應(yīng)用，應(yīng)科學(xué)設(shè)計模具尺寸，以符合打印設(shè)備設(shè)計的需要，進而推動打印設(shè)備的穩(wěn)定運行，打印需要的模具，推動模具教學(xué)的需要。同時應(yīng)加強對模具精度的控制，以符合打印設(shè)備允許誤差范圍，有利于滿足模具教學(xué)需要。

結(jié)束語

桌面3D打印技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)加強對其工作原理的分析，結(jié)合相關(guān)應(yīng)用需要，制定合理的應(yīng)用措施，以確保桌面3D打印技術(shù)的穩(wěn)定運用。針對桌面3D打印技術(shù)在模具教學(xué)中的應(yīng)用，應(yīng)結(jié)合課堂教學(xué)和課堂設(shè)計進行全面分析，合理運用桌面3D打印技術(shù)，以提高模具教學(xué)質(zhì)量，客觀上促進桌面3D打印技術(shù)的推廣和發(fā)展。

參考文獻：

3d打印技術(shù)與運用范文第2篇

創(chuàng)客教育是一種堅持以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，其旨在通過教師的引導(dǎo)，構(gòu)建出輕松自由，富有活力的課堂教學(xué)氛圍，隨著新課程改革日益推進，教師的教育教學(xué)方式逐漸向突出學(xué)生主體地位而靠攏，而3D創(chuàng)客教育作為一種自主性較強、主體地位突出的教學(xué)模式，其走進小學(xué)信息技術(shù)課堂的趨勢已不可避免，因此，如何運用恰當(dāng)?shù)姆椒▽?chuàng)客教育理念與教學(xué)課堂相融合，便是當(dāng)下小學(xué)信息技術(shù)教師所要思考的問題。

1轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，將3D創(chuàng)客教學(xué)理念融入到課堂中去

3D創(chuàng)客教育是一種以3D打印技術(shù)為載體，具有創(chuàng)新性、體驗性、互動學(xué)習(xí)性等特點的新型教育模式。由于這種教學(xué)模式還未產(chǎn)生系統(tǒng)的教育教學(xué)方針，這就要求，教師需要結(jié)合實際教學(xué)情況，通過恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，打破傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學(xué)模式，將這一新型的教學(xué)理念融入到日常教學(xué)中。要實現(xiàn)這一理念的轉(zhuǎn)換：

1.1“做足功課”是實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的前提

3D創(chuàng)客教育是一種較為新穎的教育教學(xué)模式，教師想要將3D創(chuàng)客教育與課堂教學(xué)相融合，首先就需要對3D創(chuàng)客教育有足夠了解，對此，教師需要通過各種渠道收集整理有關(guān)3D創(chuàng)客教育的信息做到“知己知彼”，同時結(jié)合自身豐富的日常教學(xué)經(jīng)驗，運用合理的方法，將3D創(chuàng)客教育與小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)有機融合。

1.2合適的設(shè)備是實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的必要條件

3D創(chuàng)客教育的關(guān)鍵在于3D打印技術(shù)，而3D打印技術(shù)的關(guān)鍵則是一套合適的設(shè)備。要想實現(xiàn)3D創(chuàng)客教育與信息技術(shù)課堂的完美融合，首先就需要一套便于小學(xué)生理解操作的3D打印設(shè)備。3Done是一款易于小學(xué)生學(xué)習(xí)使用的3D建模軟件，教師在信息技術(shù)的教學(xué)課堂中，可以結(jié)合實踐情況，考慮到小學(xué)生的實際特點，選擇這款簡單易懂，便于上手的3D打印設(shè)備教授學(xué)生們信息技術(shù)課程的相關(guān)知識。

2依據(jù)課本內(nèi)容，制定完整的教學(xué)計劃

2.1將小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)目的與3D打印技術(shù)有機結(jié)合

培養(yǎng)小學(xué)生對信息技術(shù)的興趣和意識，讓小學(xué)生了解信息技術(shù)相關(guān)知識、掌握其基本技能，是小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)的主要目的。因此，教師在實現(xiàn)3D創(chuàng)客教育與信息技術(shù)教學(xué)融合的目標(biāo)是，就要將其教學(xué)目的利用3D打印技術(shù)來實現(xiàn)，教師可以利用3D打印直觀性強、多樣化、空間性強的特點，通過反復(fù)的操作實踐，加深學(xué)生們對于信息技術(shù)的理解，發(fā)散他們的思維，培養(yǎng)他們的空間想象能力，并在3D打印的具體操作中，教導(dǎo)他們掌握基本的信息技術(shù)技能，從而實現(xiàn)信息技術(shù)課堂的教學(xué)目的。

2.2將課本內(nèi)容與3D打印技術(shù)有機結(jié)合

一種教學(xué)理念從產(chǎn)生到實際運用，首先要做的便是制定詳細教學(xué)方針，將課本內(nèi)容與教學(xué)理念完美融合。因此，想要實現(xiàn)3D創(chuàng)客教育與信息技術(shù)課堂相融合，就需要教師將3D打印技術(shù)與課本內(nèi)容有機結(jié)合。例如：在《參與網(wǎng)上學(xué)習(xí)》“名片DIY”的任務(wù)時，教師就可以利用3D打印技術(shù)進行教學(xué)，首先讓同學(xué)們發(fā)散思維構(gòu)思自己的名片，接著設(shè)計并制作出自己的專屬名片，最后讓他們通過3D打印技術(shù)將自己的名片打印出來。當(dāng)拿到自己的專屬名片時孩子們臉上喜悅無比。通過這樣的教學(xué)方法，可以調(diào)動起他們的興趣，極大的激發(fā)他們自主學(xué)習(xí)的積極性。

3采取有效策略，高效運用3D打印技術(shù)

3.1展現(xiàn)3D打印的魅力，培養(yǎng)學(xué)生的興趣

興趣是最好的老師，教師教學(xué)的關(guān)鍵就是要培養(yǎng)學(xué)生對于某一學(xué)科的興趣，只有這樣，學(xué)生才能產(chǎn)生對這一學(xué)科自主學(xué)習(xí)的動力。信息技術(shù)學(xué)科是一門較為有趣的科目，教師在教學(xué)過程中，要充分利用信息技術(shù)多元化，智能化，數(shù)字化等的特點，激發(fā)學(xué)生對于這門學(xué)科的興趣，而隨著3D打印技術(shù)在小學(xué)信息技術(shù)課堂中的應(yīng)用，小學(xué)信息技術(shù)課堂變得更加多姿多彩，對此，教師所要做的就是向?qū)W生們展現(xiàn)出3D打印的魅力。

比如，教師在講授《設(shè)計制作標(biāo)志》一節(jié)時，可以充分利用3Done的快速空間建模功能，將學(xué)生們所設(shè)計制作的標(biāo)志打印出來，讓他們更加直觀的感受到科技的魅力，從而點燃他們學(xué)習(xí)信息技術(shù)的熱情。同時，教師可以適時的向他們普及一些信息技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用，教導(dǎo)他們掌握一些信息技術(shù)的基本技能，以此來開闊他們的眼界，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣，將日后從事信息技術(shù)研發(fā)的種子植根于他們的腦海中。

3.2靈活運用3D打印技術(shù)，讓課堂“活”起來

在小學(xué)信息技術(shù)的教學(xué)課堂中，靈活運用3D打印技術(shù)，讓課堂“活”起來，是實現(xiàn)3D創(chuàng)客教育與信息技術(shù)教學(xué)相融合的關(guān)鍵。將3D打印技術(shù)引進到小學(xué)生信息技術(shù)課堂，就要充分利用3D打印技術(shù)將圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實的能力，因此，教師在信息技術(shù)教學(xué)過程中，可以充分利用3D打印技術(shù)這一特點，將原本只能呈現(xiàn)在電腦桌面上的圖像實物化，以此來活躍課堂氣氛，讓課堂“活”起來。

比如說，教師在講述《認(rèn)識機器人》一課中，可以先利用3D打印技術(shù)打印出來一個機器人模型，以此為引將學(xué)生帶入到課本內(nèi)容中去，隨后再開展相應(yīng)的教學(xué)。通過這種教學(xué)方式，將3D打印技術(shù)與信息技術(shù)課堂有機融合，可以營造出一種積極的課堂氛圍，提高教學(xué)效率，達到較好的教學(xué)效果。

3d打印技術(shù)與運用范文第3篇

3D打印技術(shù)，是以計算機三維設(shè)計模型為藍本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實體產(chǎn)品。與傳統(tǒng)制造業(yè)通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產(chǎn)成品不同，3D打印將三維實體變?yōu)槿舾蓚€二維平面，通過對材料處理并逐層疊加進行生產(chǎn)，大大降低了制造的復(fù)雜度。這種數(shù)字化制造模式不需要復(fù)雜的工藝、不需要龐大的機床、不需要眾多的人力，直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件，使生產(chǎn)制造得以向更廣的生產(chǎn)人群范圍延伸。以一個手電筒為例，3D打印機能通過電腦將手電筒進行立體掃描，創(chuàng)建三維設(shè)計圖，之后對這個立體原型進行“切片”，分成一層一層的，打印機將原材料按照設(shè)計圖一層一層地“噴”上去，直到最終造出一個手電筒來，只不過3D打印機噴出的不是墨粉，而是融化的樹脂、金屬或者陶瓷等材料。

3D打印起源于19世紀(jì)末美國研究的“快速成型”——照相雕塑和地貌成形技術(shù)，并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣。中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟把它稱作“上上個世紀(jì)的思想，上個世紀(jì)的技術(shù)，這個世紀(jì)的市場”。三維打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)。3D打印的原理是：把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。打印出的產(chǎn)品，可以即時使用。

3D打印具有如下優(yōu)點：

（1）3D打印成為工業(yè)化力量。3D打印技術(shù)最突出的優(yōu)點是無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，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，成為工業(yè)化的重要力量。（2）3D打印開始治病救人。因為3D打印產(chǎn)品可以根據(jù)確切體型匹配定制，通過3D打印制造的醫(yī)療植入物將提高你身邊一些人的生活質(zhì)量。這種技術(shù)已被應(yīng)用于制造更好的鈦質(zhì)骨植入物、義肢以及矯正設(shè)備。（3）定制化成為常態(tài)。通過3D打印技術(shù)，創(chuàng)新公司根據(jù)用戶對產(chǎn)品確切的具體信息進行定制，通過3D打印制造并直接將產(chǎn)品送到用戶的家門口。（4）產(chǎn)品創(chuàng)新速度加快。由于運用3D打印的快速原型制造技術(shù)能夠縮短把產(chǎn)品概念轉(zhuǎn)化為成熟產(chǎn)品設(shè)計的時間，設(shè)計人員將能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品的功能，使他們能夠在設(shè)計的早期階段就打印出原型產(chǎn)品、進行修改以及重新打印等等，從而加速創(chuàng)新，其結(jié)果將是更好的產(chǎn)品以及更快的設(shè)計速度。（5）3D打印開始廣泛應(yīng)用于電影工業(yè)。由于3D打印是一種快速成型技術(shù)，對于制作復(fù)雜電影道具具有成本低、時間快的優(yōu)勢，高仿真的電影道具已經(jīng)使用了3D打印技術(shù)來制作面具模型、汽車模型和其他功能性道具。

美國和歐洲在3D打印技術(shù)的研發(fā)及推廣應(yīng)用方面處于領(lǐng)先地位。美國是全球3D打印技術(shù)和應(yīng)用的領(lǐng)導(dǎo)者，歐洲十分重視對3D打印技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用。除歐美外，其他國家也在不斷加強3D打印技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用。澳大利亞在2013年制定了金屬3D打印技術(shù)路線；南非正在扶持基于激光的大型3D打印機器的開發(fā)；日本著力推動3D打印技術(shù)的推廣應(yīng)用；中國3D打印設(shè)計服務(wù)市場快速增長，已有幾家企業(yè)利用3D打印制造技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備和提供服務(wù)。據(jù)美國消費者電子協(xié)會最新的年度報告顯示，隨著汽車、航空航天、工業(yè)和醫(yī)療保健等領(lǐng)域市場需求的增加，3D打印服務(wù)的社會需求量將逐年增長，有望從2011年的17億美元增長至2017年的50億美元。

3d打印技術(shù)與運用范文第4篇

關(guān)鍵詞：計算機輔助工業(yè)設(shè)計（CAID）；3D打印技術(shù)；工業(yè)設(shè)計

工業(yè)設(shè)計經(jīng)過一百多年的發(fā)展已經(jīng)從最開始的對批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工、裝飾等的單個產(chǎn)品的設(shè)計發(fā)展到一種創(chuàng)造性活動，目的是為物品、過程、服務(wù)以及整個生命周期中構(gòu)成的系統(tǒng)的設(shè)計，這種設(shè)計將會對人類的生產(chǎn)生活方式產(chǎn)生更大更廣的影響。國內(nèi)的工業(yè)設(shè)計從八十年代開始，受工藝美術(shù)的影響較深，無論從設(shè)計方法還是表現(xiàn)技法等方面。到了九十年代，隨著中國改革開放的推進，國內(nèi)的生產(chǎn)制造技術(shù)和工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)都到了一個蓬勃發(fā)展的階段，而且出現(xiàn)了以計算機技術(shù)為支柱的信息技術(shù)的發(fā)展，計算機輔助設(shè)計已經(jīng)被運用到設(shè)計、生產(chǎn)、制造等環(huán)節(jié)。這時也出現(xiàn)了最早的3D打印技術(shù)，直到二零一零年后3D打印技術(shù)趨于完善，被運用到很多領(lǐng)域，尤其是工業(yè)設(shè)計，設(shè)計師用3D打印技術(shù)打印設(shè)計的產(chǎn)品，縮短了產(chǎn)品設(shè)計的周期，省去了模型制造、審核的環(huán)節(jié)。通過計算機輔助工業(yè)設(shè)計和3D打印技術(shù)的結(jié)合，設(shè)計師可以很直觀地對設(shè)計的產(chǎn)品進行測試、審核、檢驗，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高了產(chǎn)品投入市場的速度。

1計算機輔助工業(yè)設(shè)計

計算機輔助工業(yè)設(shè)計，簡稱CAID（ComputerAidedIndustri-alDesign）,來源于計算機輔助設(shè)計（CAD-ComputerAidedDe-sign）,是專門針對工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的創(chuàng)造性活動而言的。CAID，即在計算機技術(shù)和工業(yè)設(shè)計相結(jié)合形成的系統(tǒng)支持下形成的，與傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計相比，CAID在設(shè)計方法、設(shè)計過程、設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率等各方面都發(fā)生了質(zhì)的變化，它涉及了CAD技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、敏捷制造、優(yōu)化技術(shù)、模糊技術(shù)、人機工程等許多信息技術(shù)領(lǐng)域，是一門綜合的交叉性學(xué)科。一個產(chǎn)品的設(shè)計流程大體包括:設(shè)計需求、市場調(diào)研、設(shè)計定位、草圖、效果圖、數(shù)據(jù)模型、實物模型、量產(chǎn)等階段。這其中可視化部分占了很大比重，也是在這一階段計算機輔助工業(yè)設(shè)計運用比較多。比如效果圖階段，會應(yīng)用一些平面類的軟件（Pho-toshop、Illustrator、Coreldraw）進行計算機輔助設(shè)計，做二維效果圖，用三維軟件（Rhinoceros、3DMax、Maya等）來做計算機模型，渲染三維效果圖。數(shù)據(jù)模型階段用一些工程類軟件（Pro/Engi-neer、SolidWorks、CATIA等）做工程模型，直接為后面的生產(chǎn)制造做準(zhǔn)備。整個產(chǎn)品從創(chuàng)造設(shè)計到表現(xiàn)，運用計算輔助設(shè)計會比以前的手繪效果圖和手工制作模型節(jié)省很多時間，也更直觀、高效。用計算機輔助設(shè)計做設(shè)計表現(xiàn)的技術(shù)和軟件已經(jīng)相當(dāng)成熟，尤其是伴隨著計算機硬件的升級換代和計算機輔助設(shè)計軟件的智能化、集中化，未來計算機會完美呈現(xiàn)設(shè)計者的設(shè)計構(gòu)想，不用去花費太多的精力和時間去學(xué)習(xí)各種軟件建模、渲染技術(shù)。這樣是技術(shù)對設(shè)計師的一種解放，讓設(shè)計師可以把更多的精力集中到設(shè)計創(chuàng)造階段。除了計算機輔助設(shè)計在設(shè)計表現(xiàn)方面的運用，我們應(yīng)該更大化地拓寬計算機輔助設(shè)計的層面，比如在設(shè)計的前期調(diào)研階段，可以運用計算機技術(shù)來進行信息的采集和分析，運用大數(shù)據(jù)來分析，幫助設(shè)計師進行設(shè)計定位，這樣的設(shè)計定位會更加準(zhǔn)確可靠。還有設(shè)計過程中對產(chǎn)品的人機工程學(xué)分析，只要有了數(shù)據(jù)模型，我們可以通過計算機輔助設(shè)計技術(shù)，用人體數(shù)據(jù)庫對設(shè)計進行檢驗，提出更合理的人因工程分析數(shù)據(jù)，幫助設(shè)計師改進設(shè)計。這些都是計算機輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)該發(fā)揮作用的方面。

23D打印技術(shù)與工業(yè)設(shè)計

3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用的相對較多。傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計進行到最后階段會做一個手鈑模型，用來測試和檢驗設(shè)計的可行性和合理性。做手鈑模型一般要用一周時間，價格從幾千元到上萬元人民幣，而且做出來的模型精度還不高。如果要涉及到開模，做一套模具將會花費更多的時間和更高的價格。如果運用3D打印技術(shù)，只需要一臺3D打印機和相應(yīng)的打印材料，就可以用幾個小時的時間打印出精度高，復(fù)雜的模型。這樣會大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和開發(fā)成本。隨著3D打印技術(shù)變得越來越成熟，3D打印機越來越普及價格也越來越低，好多企業(yè)和設(shè)計公司都會配備一臺3D打印機，甚至有一些3D打印公司專門針對家庭客戶，當(dāng)作是一個家電產(chǎn)品和玩具在銷售。設(shè)計師發(fā)明了3D打印，3D打印技術(shù)助力了工業(yè)設(shè)計，可以說3D打印技術(shù)的出現(xiàn)會對制造業(yè)和工業(yè)設(shè)計產(chǎn)生根本性的影響，從目前的情況來看，3D打印技術(shù)已經(jīng)在改變著這些方面，比如用3D打印技術(shù)打印的房子，改善了一些特殊環(huán)境下人類的居住條件；用3D打印技術(shù)打印的人體器官，將會改變一直靠捐獻才能得到合適的人體器官的局面，讓更多有需要的人得到幫助，延長了人類的壽命；用3D打印技術(shù)打印的衣服、飾品、鞋子等，這些打印產(chǎn)品的出現(xiàn)將會改變?nèi)祟惖纳罘绞健?/p>

3計算機輔助工業(yè)設(shè)計與33D打印技術(shù)的結(jié)合

計算機輔助工業(yè)設(shè)計與3D打印技術(shù)是相輔相成的，計算機輔助工業(yè)設(shè)計為3D打印技術(shù)提供數(shù)據(jù)模型，3D打印技術(shù)讓計算機輔助工業(yè)設(shè)計從虛擬變成了現(xiàn)實。工業(yè)設(shè)計把計算機輔助設(shè)計和3D打印技術(shù)很好地結(jié)合了起來，這種結(jié)合將會改變工業(yè)設(shè)計的整個流程和方法，反過來，工業(yè)設(shè)計將使這兩項技術(shù)走向更遠，得到更廣的運用。

4總結(jié)

通過對計算機輔助工業(yè)設(shè)計和3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中應(yīng)用的簡單介紹和分析，我們可以基本了解和掌握一些情況，計算機輔助工業(yè)設(shè)計和3D打印技術(shù)應(yīng)用在了工業(yè)設(shè)計的哪些環(huán)節(jié)當(dāng)中，并起到了什么樣的作用，甚至我們可以去思考和聯(lián)想，未來的CAID和3D打印技術(shù)將會以什么樣的作用來影響工業(yè)設(shè)計。筆者通過介紹實際參加的設(shè)計案例更直觀地呈現(xiàn)了兩項技術(shù)在設(shè)計過程中的作用。筆者也相信，工業(yè)設(shè)計的領(lǐng)域?qū)訌V闊，以人為本的設(shè)計理念將會涉及到各個行業(yè)，各個領(lǐng)域的先進技術(shù)和經(jīng)驗也會為工業(yè)設(shè)計拿來所用，以便促進工業(yè)設(shè)計的開發(fā)流程和方法。只要我們擁有一種不斷創(chuàng)新的精神，相信未來中國的工業(yè)設(shè)計將會有更好的發(fā)展。

作者:郝建峰 單位:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院

參考文獻:

[1]何人可.工業(yè)設(shè)計史[M].北京:高等教育出版社,2010.

3d打印技術(shù)與運用范文第5篇

3D打印

3D打印已不算新概念了，它的發(fā)展速度令人吃驚――復(fù)制梵高丟失的耳朵、給機器人武裝上“肌肉”……留學(xué)就要學(xué)最新最有發(fā)展前景的領(lǐng)域，想學(xué)3D打印，不妨試試申請本文中介紹的這些大學(xué)和研究機構(gòu)。

3D的出現(xiàn)讓我們看到了希望，許多被科學(xué)家視為“不可能”的東西，變得可能了。除了3D技術(shù)的不斷提升外，還有3D數(shù)據(jù)模型開源庫的建立，比如，美國NIH的3D打印交流平臺。技術(shù)+開源庫，3D打印將激發(fā)新一輪科研潮，也將讓3D打印走進普通家庭不再是“神話”。

技術(shù)+開源庫，3D打印將激發(fā)新一輪科研潮，也將讓3D打印走進普通家庭不再是“神話”。

梵高的耳朵

機構(gòu)：無

指數(shù)：

1888年，荷蘭畫家梵高在一次精神病發(fā)作中，割掉了自己了一只耳朵。126年后，藝術(shù)家Diemut Strebe用3D技術(shù)打印出了這只“耳朵”。

為了讓打印出的耳朵的基因與梵高的相近，藝術(shù)家煞費苦心。她與一支科學(xué)家團隊合作，從梵高弟弟的玄孫的耳朵軟骨采集DNA，再與梵高曾用過的信封中提取這位大師的DNA相結(jié)合，人工合成了DNA。接著，他們向人工DNA注入活細胞，于是3D打印出了耳朵。

3D打印器官并不是新鮮事，但是，藝術(shù)家Diemut Strebe打印梵高耳朵的創(chuàng)作，卻是極致。這不僅是一次藝術(shù)體現(xiàn)，更是一次哲學(xué)探討。公元1世紀(jì)，希臘文學(xué)家普魯塔克（Plutarch）提出問題：如果忒修斯（Theseus）的船上的木頭被逐漸替換，直至所有的木頭都不是原來的，那么，這艘船還是原來的那艘船嗎？這個問題吸引了不少哲學(xué)家的注意力，“忒修斯之船”的問題也被稱為“忒修斯悖論”。同樣的，藝術(shù)家Diemut Strebe借梵高的耳朵發(fā)問：在3D即將到來的時代， 3D打印的梵高耳朵里究竟包含多少梵高的真正基因？

藝術(shù)家Diemut Strebe把梵高的“耳朵”放在營養(yǎng)液（據(jù)說可以保存幾年）中，正在德國卡爾斯魯厄藝術(shù)與媒體中心展出。參觀者可借助話筒與“耳朵”對話（聲音穿透營養(yǎng)液后由播放器發(fā)出）。

交流平臺

機構(gòu)：美國衛(wèi)生研究所（National Institutes of Health，NIH）

指數(shù)：

美國NIH推出了3D打印交流平臺（NIH 3D Print Exchange，http：//3dprint.nih.gov/），使用者可以下載、編輯、共享3D打印數(shù)據(jù)模型，自己制作實驗設(shè)備和人體模型。這個交流平臺主要關(guān)于醫(yī)學(xué)，甚至提供了病毒的3D模型，比如西尼羅河腦炎病毒。

病毒模型有什么用？它對于教學(xué)，乃至科研都至關(guān)重要。倘若對某一種蛋白質(zhì)弄不懂，這時一個活生生的3D蛋白質(zhì)模型擺放在眼前，難道不會有一點“開悟”的作用。NIH明確指出，這個免費網(wǎng)站（所有的數(shù)據(jù)都是開源的）并不局限于科學(xué)家等高端知識分子，菜鳥（小朋友也算）也能享受，并有可能創(chuàng)造奇跡。菜鳥們也不用擔(dān)心不會使用網(wǎng)站，上面有專門針對新手的使用指南。

NIH之所以建立這個網(wǎng)站，還是延續(xù)了美國政府“透明大數(shù)據(jù)”的政策，希望發(fā)動民眾的力量，把科技推向一個新高度。

鯊魚皮

機構(gòu)：哈佛大學(xué)

指數(shù)：

鯊魚以速度快而著稱，但是，皮膚是鋸齒狀的鯊魚為什么身手敏捷，這一直困擾著科學(xué)家們。哈佛大學(xué)的科學(xué)家們3D打印出鯊魚皮，發(fā)現(xiàn)了其中了奧秘。

表面上，鯊魚的皮膚光滑，但實際是由數(shù)萬計的像牙齒的鱗片組成。這些鱗片能大大減少海水的阻力，讓鯊魚行動自如。為了找到其中的答案，哈佛大學(xué)科學(xué)家們在當(dāng)?shù)佤~市找到一條灰鯖鯊，并對它的皮膚進行高分辨率掃描。他們放大一個鱗片，建立模型，試圖3D打印鯊魚皮。為了找到最合適的3D打印材料，科學(xué)家們花了整整一年的時間。根據(jù)實驗測試，這種鯊魚皮提升了6.6%的游泳速度。

但是，科學(xué)家們認(rèn)為制作鯊魚皮泳衣尚早，因為生產(chǎn)難度太大。

生物機器人

機構(gòu)：伊利諾伊大學(xué)厄巴納?香檳分校（University of Illinois at Urbana-Champaign）

指數(shù)：

機器人能收縮肌肉了。

近期，美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納?香檳分校的科學(xué)家們展示了一款行走的“生物機器人”。與其他機器人不同的是，這款機器人有“肌肉”，科學(xué)家們能對其發(fā)號命令。要知道，人與動物之所以行動自如，得益于骨骼上的肌肉，而肌腱將骨骼和肌肉聯(lián)系在一起。肌肉的收縮速度越快，人與動物也運動得越快。受這一啟示，科學(xué)家們用水凝膠和活細胞，3D打印出機器人的“骨骼”和“肌肉”。這款生物機器人的速度由電脈沖頻率控制，頻率越高，“肌肉”收縮速度越快。這款機器人的用途也非常廣泛，比如遞送藥物、實施手術(shù)、災(zāi)難救助、海底探險等。

接下來，科學(xué)家們將研究――如何更好地控制生物機器人的運動，說不定會整合神經(jīng)元，用光來控制運動的方向，讓它更“智能”。據(jù)說，科學(xué)家們還計劃把3D打印機運用于本科生實驗課中，鼓勵大學(xué)生們設(shè)計不同類型的生物機器人。

血管

機構(gòu)：波士頓布里翰婦女醫(yī)院（美國）

指數(shù)：

血管是人體重要的傳送器――向各器官運送營養(yǎng)、搬運“垃圾”。科學(xué)家們已經(jīng)能人工制造心臟、肝臟和肺，但是人工血管仍然是一項巨大挑戰(zhàn)。得益于3D打印技術(shù)，波士頓布里翰婦女醫(yī)院研究者們已經(jīng)在實驗里，制作了人工血管。但是，這項技術(shù)離人體運用還是將來時，卻至少讓我們看到了希望。因為，目前治療血管功能缺乏等疾病的一個途徑是移植。然而，捐獻數(shù)量有限，即便找到了血管捐獻者，被移植者的身體有可能會排斥被移植的血管。

臉

機構(gòu)：利物浦大學(xué)（英國）

指數(shù)：