浅谈中职学校3D打印专业课程建设

张冲

（鞍山技师学院，辽宁鞍山114020）

摘 要：本文主要从3D打印技术的原理及特点、3D技术的发展前景及其专业课程在中职学校的建设等方面的论述，说明了3D打印专业课程建设的重要性，从而促进了中职学校3D打印专业又好又快的发展。我们主要从3D打印专业技术在中职学校建设的重要性来探究，3D打印技术在中职院校建设的重要性。

关键词： 中职学校 3D打印 专业课程建设

3D打印技术出现在上世纪90年代中期，是以一种新的理念和方法在产品的设计与产品的生产过程中，它摆脱了各种限制，在节省时间的同时可以制作出与预期设计相一致的产品，它也打破了传统的工业流程，3D打印技术使工业流程更节省材料、更整洁，并且打印出的产品更加贴近预期，。如今这一技术在医疗、考古、航天航空、建筑、服装设计等多个领域得到应用。

一，3D打印技术的原理及其特点

3D打印技术，简单来说是一种以计算机数字模型为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料进行实体化，即逐层空间打印的方式来构造实物的技术。3D打印机又称三维打印机 ，3D打印技术的操作原理是将一个空间存在物体转化为计算机中的三维模型进行描述，通过软件的分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、塑料、陶瓷粉末、细胞组织、塑料等特殊材料进行逐层的堆积和粘接，最终叠加成型。它的工作原理与普通的打印机大致相同，都是在打印机的内部装有或液体或固体粉末等材料，与电脑连通后，将电脑的设置要求一层层打印出来，进行叠加处理，最终形成实物。与传统的制造业不同的是，3D打印技术并不需要经过模具等机械加工程序对原材料进行定型、切割最终制造出产品，而是将三维空间的实体转变为若干个二维平面，对材料逐层处理并叠加制作，极大的降低了操作难度。以前的制造工作的产品部件设计生产完全依赖于生产工艺是否能完成，而3D打印技术的出现完全颠覆了传统观念，这使得企业在生产组成构件的时候不再需要考虑生产工艺是否能将其实现的问题，因为任何复杂的设计均可通过3D打印技术得以实现。这种数字化制作模式不需要庞大的机床和大量劳动力，可以直接利用计算机中的数据就可快速生成所需的零件。目前這种3D打印技术在航空航天 、工业、医学、机械、建筑、艺术、雕刻、考古等多个领域都有应用。尽管仍有待完善，但3D打印技术市场潜力巨大，势必会成为未来制造业的众多突破技术之一。

二，3D打印技术的发展前景

3D打印技术不需要机械加工或模具，能够直接利用计算机图形数据而生成任何设计的形状的物体，从而极大地减少了产品的生产时间，提高了生产效率。新时代的制造业向着“智能制造”的大方向发展，恰好3D打印符合这一方向。2012年3月份，美国总统奥巴马为了重振美国的经济和美国的制造业，提出了建设全美制造业创新网络计划，并将3D打印技术设为方向之一。2012年4月，美国的《经济学人》刊登了一片名为《第三次工业革命》的封面文章，表示3D打印技术将于其他一些数字化生产模式一起推动第三次工业革命的实现，并且称这也是制造业的未来。不久后，美国名为《连线》的杂志主编Chris Anderson与年底离职，并创办3D打印制造公司的CEO。美国的《时代》周刊也将3D打印技术 列为“美国十大增长速度最快的工业”。中国于2012年10月成立了中国3D打印技术产业联盟，现在中国已经成功打印出动物的骨骼，并开始尝试在医学上使用。2017年4月21日有消息称 ，美国的杜克大学正在开发一种新型生物3D打印材料，这种材料由水凝胶混合物构成，利用3D打印技术制作出人工的半月板，这是胫骨关节之间的两个纤维软骨组织未来，未来还有可能利用该技术制造出其他的软骨植入物。3D打印技术具有更人性化、个性化的特点，生产的地点较为随意，节约了成本及能源，同时也精简了制作程序，节省了大量劳动力，3D打印技术是中国制造业新的方向，解决了制约中国制造业发展的难题。

随着智能化在制造业的进一步发展，新的信息技术、材料技术和控制技术等技术逐渐被应用到制造界及其他领域，与此同时，3D打印技术也逐渐走向了一个更高的层面。在未来，3D打印技术会有更加精密、更加智能、更加普及的发展趋势。

三，3D打印专业课程建设的重要性

李克强总理在主持的国务院会议专题讲座时听取了我国机械制造与自动化方面的著名科学家、增产制造界的领军人物卢秉恒院士有关于3D打印技术的讲座。在他看来，3D打印技术是产品开发的利器，比如曾经一架飞机的研发时间需要10到20年，有了3D打印技术之后，大大的缩短了工作流程，节省了做首件的模具、刀具等工具，可以用很短的时间做出结构构件进行工业的装配、试件和验证。在此之后也带来了一股自上而下推崇3D打印技术的热浪，在此之前早有教育工作者开展了3D打印方面的研究和教育教学工作，也有大学在实验基地专门成立了一门学科关于3D打印技术教育，甚至还有小学的启蒙教育种并入了该技术作为必修课。所以3D打印技术作为一门新兴并且优点极多的热门技术走进中职教育是时代的必然结果。

从上面的分析中我们不难发现，如果学生毕业后打算从事3D打印方面的工作，仅仅只有该方面的专业知识是不够的。为了能以3D打印技术为中心向相关的各个行业全方面发展，实施起来的难度更大。 我们可以从其他角度看，比如把各专业逐渐渗透3D打印技术，把3D打印作为各个相关专业的重点发展方向或者需要掌握的一门技能来发展，这样其可操作性会大幅度提升，实现的可能性会更高。 比如，在建筑学方面，建筑、土木、建环等专业的学生可以开设3D打印专业课程，学生在毕业后既有相关的建筑学知识，又具备3D打印方面的知识，在以后的工作学习中，能够更好的利用3D打印技术为建筑领域服务。 对于中职院校的学生来说，我们可以给学生开设3D打印专业课程，主要教授3D打印技术的工作原理及其操作方法，这样的培养下，学生毕业后会对3D打印的程序编制、3D打印设备操作非常熟练，他们既能够掌握了相关的专业知识又能够自行操作3D打印设备，使得毕业生的就业方向更加广阔，应对应聘的竞争力更强。 学生选择工作时，既可以选择与原来专业有关联的工作，同时也可以选择以3D打印技术为主，同时也许掌握原来专业内容的工作，在同届毕业生中，掌握的技能更加丰富。如果把他们安排到有关于医学的行业工作，辅助相关工作人员工作，那么工作起来会更加的顺利。

综上所述，3D打印技术作为一项先进的制造生产类技术，越来越受到社会的广泛重视。包括医学领域、建筑领域、航空领域在内的许多领域也致力于3D打印专业技术的应用和推广，随着3D打印技术的不断发展进步，它将在更多领域占有一席之地，所以对于参与研发3D技术和能够掌握操作3D打印设备的人才需求量越来越大，全社会都应该开始重视该技术的人才培养。我认为在中职院校，3D打印技术更应该作为一门专业的技术课程来组织学校开展教学工作，对于相应的课程体系进行编设、全方面建设师资队伍等方面，这也是为社会培养3D打印技术的高素质人才的的必经之路。