互联网+3D打印技术在高校中的应用

杨洁

摘要：随着时代发展，3D打印技术正在逐渐崛起，若是能够抓住这次机遇，对提升我国综合实力有重要促进作用。互联网+3D打印技术给我国高校课程提供了非常多的优质资源。在开展高校创新创业教育时，若能将3D打印技术融入其中，必然可以让学生对其产生一个新的认知，大幅提升高校课程的教育价值，提升育人水平。鉴于此，该文针对互联网+3D打印技术在高校课程中的应用进行分析，并提出一些策略，仅供各位同仁参考。

关键词：互联网+3D打印技术高校创新创业应用

中图分类号：G43   文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）01（b）-0000-00

Application of Internet + 3D Printing Technology in Colleges and Universities

YANGJie

（Lanzhou Petrochemical University of Vocational Technology， Lanzhou， Gansu Province， 730207 China）

Abstract： With the development of the times， 3D printing technology is gradually rising. If we can seize this opportunity， it will play an important role in improving China's comprehensive strength. Internet + 3D printing technology provides a lot of high-quality resources for college courses in China. If 3D printing technology can be integrated into the innovation and entrepreneurship education in colleges and universities， students will have a new understanding of it， which will greatly improve the educational value of college courses and improve the level of education. In view of this， this paper will analyze the application of Internet + 3D printing technology in college courses， and put forward some strategies for your reference.

Key Words： Internet+3D printing technology; Colleges and universities; Innovation and entrepreneurship; Application

隨着互联网技术不断发展，我们逐渐进入到了一个智能制造的时代，3D打印技术则是制造业和互联网技术的有力融合，是一种新的制造技术，更是一种全新的制造理念，通过增材制造的方式转变了以往建材制造的模式，有效降低了资源浪费，提升了制造效率。通过将3D打印技术应用到高校课程中，能更为直观地让学生理解所学内容，提升育人效率，对提升我国的人才培养水平有不容忽视的重要作用。

1 3D 打印技术及其特点

3D打印技术，也被称为快速成型技术，当然有的学者或者专家也称之为增材制造技术。该项技术手段的主要是在数字模型文件的基础上，借助金属粉末、塑料等材料，在黏合的作用下，通过一层层的打印来构建出物体结构的技术手段[1]。

3D打印技术并不需要像传统的模具制作一样，利用各种机械设备进行加工，而是一个有虚拟数据直接过渡成各种形状的零件的过程中。3D打印技术的优点就在于打印产品的形式多种多样，及时是打造较为复杂的产品，那么所用的材料成本也不会大幅度地增加。3D打印出来的实体模型也不需要进行组装、黏合等。因此，可以看得出来3D打印技术具有成本低、设计空间无限、没有副产品、实体模型准确等特点[2]。目前，在科研领域或者模型、零件等制作领域，该项技术的使用已经十分成熟，极大地提高了生产效率以及使用效率。

2 技术教育领域应用的 3D 打印机

在高校教育领域比较常见的3D打印技术主要有以下几种，如立体光固化成型法、选择性激光烧结法、分层实体制造法、熔积成型法。其中，最后一种的熔积成型法是在教育领域的应用型最为广泛。

熔积成型法制作出来的实体也是三维立体模型。制作过程中主要运用的是一些丝状的材料，例如石蜡、金属、塑料以及一些熔点相对较低的合金丝等。在电加热的方式下，这些丝状材料达到了熔点，然后在计算机的精准控制下，按照虚拟的三维模型界面轮廓信息，喷头沿着横纵两个方面进行平面运动，将融化的丝状材料有针对性地平铺在工作台面上，然后在快速冷却之后便可以迅速形成实体模型。不断重复这个融化、喷出、冷却、沉积的这个过程，三维实体模型便能够呈现出来。

目前熔积成型法主要具有以下几个特点，首先就是制作使用的原材料相对丰富，无论是在搬运还是更换等方面，都是非常方便的。另外，原材料的使用成本相对较低，而且利用率十分的高。最后就是成型之后的实体模型其强度高、精度高、干净、安全。正是因为这些有点的存在，在教师以及实验性中进行使用是比较安全的。

3 3D打印技术在创新创业教育中的应用价值

3.1 3D打印技术概述

简单来说，3D打印技术是一种快速成型技术，它以数字模型文件为基础，利用粉末状的金属或者是塑料等为材料，通过逐层打印的方式将物体制造出来。一般来说，3D打印技术的实现需要通过数字技术材料打印机，其被广泛应用于机械制造、工业设计等诸多领域，并取得了非常不错的实践效果[3]。

20世纪80年代末，3D打印技术出现在美国，而后很多国家都看到了其巨大的发展潜力，开始投入重金进行相关研究。当前，3D打印技术逐渐成为了增材制造的主要形式之一，其在教育领域的应用深度、广度也有了非常大程度的提升。2015年，我国三部委印发了《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》，在其中明确指出，在创新创业教育中，要加快融入3D打印技术。纵观国外3D打印技术在教育领域的研究我们不难发现，在高等教育领域，应用3D打印技术已经逐渐成为了一个热门趋势，很多国外的院校都开设了与之相关的课程和培训，并组建了很多的学生兴趣团体，他们还通过举办各类创新创业大赛提升学生对于3D打印技术的理解和应用水平，培养其创新创业能力。

3.2 3D打印技术将我们引入实体模式教学时代

3D打印技术的一大优势便是能够制造出任意形状的产品，只要我们能够在电脑上生成相应的数据模型，便可以利用机器打印出对应的产品，无论是复杂的机械零件还是分子结构模型，都能通过3D打印技术再现出来，这对增强高校课程对学生的吸引力有不容忽视的重要作用。

作为提升高校课程育人质量的重要辅助手段，3D打印技术有效拓宽了教师的育人路径，弥补了传统课堂环境下教学设备的不足，构建了一个虚实结合、直观生动的创新创业教育环境，大力发展了学生的视觉空间能力。通过将细致、具体的模型应用到高校课程中，能在很大程度上降低高校教师育人工作的难度，极大提升高校生的知识探索兴趣，从而提升其对所学专业知识的认知和把握能力。

3.3 3D打印技术在高校课程的结合

通过将互联网+3D打印技术与高校课程结合，能大幅提升高校课程的教育价值。3D打印技术中非常重要的一个环节便是制作虚拟的三维模型。在这个过程中，我们需要用到多种软件工具，比如3d MAX、Maya、Autodesk CAD等，而后利用这些软件，将三维模型制作出来，而后将其利用3D打印设备制作成具体产品。此外，我们还可结合课程内容，将一些实物数据输入到电脑中，并以此为基础对3D打印产品的数据进行修正，保证课程所用辅助产品的数据准确性。

在打印前，我们可以对3D打印设备的一些数据进行设置，让产品更符合课程需求，比如所打印物体的大小、精度等。在此過程中，有个非常关键的技术那便是绘图技术。在一些高校的机械制造专业中，会开展与之相似的课程。这些课程在内容上较为繁杂，很多学生在掌握这部分知识时，并没有主动的学习习惯，整体课程内容不够生动，极大影响了课程的育人效果[3]。通过将3D打印技术应用到高校课堂中，学生能够将自己画出的机械部件制作出来，这样除了能使其更好地掌握所学知识，还能在很大程度上提升他们的学习成就感，增强学生对相应课程的兴趣程度。另外，通过将3D打印技术应用到高校课程中，能让学生更为直观地看到机械部件的结构、质量等，及时发现设计中存在的问题，有助于他们对设计内容施行进一步修改。

4  互联网+3D打印技术在高校创新创业教育中的应用

将互联网+3D打印技术应用到高校的创新创业教育中，能大幅提升高校生的创新思维水平和实践创业能力。3D打印技术能够让机械设备、零件的结构变得更为合理，大幅提升产品的实用性。在同等强度的产品零件上，利用3D打印技术设计出的产品能大幅降低产品重量，这对一些航空航天设备来说十分重要。例如：在我国的歼击机上，若是利用3D打印技术进行产品设计，能够有效降低耗材与资源消耗水平[4]。3D打印技术作为一种新兴的制造理念，能够有效突破传统机械制造技术中的焊接、铸造、缝合、车、削等形式。利用3D打印技术中的智能成型技术，能够大幅提升课程中所用物体的多样性、复杂性，从整体上提升了课程的育人价值。

在机械制造行业，若能将互联网+3D打印技术应用到课程中，学生们可以将自己的创新创业想法落实下来，不用担心自己的能力不够、材料不足，他们可以自由发挥自己的想象力和创造力，而后通过电脑软件，将脑海中的想法落实到实际产品上，这样会大幅提升其创新创业主动性，还能使其在无形中积累很多宝贵的经验[5]。

5  互联网+3D打印技术在学生创新创业课程中的应用

现阶段，在很多高校课程中都应用了3D打印技术，其在学生创新创业活动中也有非常广泛的应用。在实践中，我们可以将3D打印技术渗透到学生的专业社团中，实现第一课堂和第二课堂的有机融合，让学生能够更为主动、深入、热情地对课程内容实施探究，并结合他们的个性化需求进行产品设计，开发相应的3D打印产品，进而激发他们的创新创业热情，提升育人质量。而在提到创新创业时，我们会不自觉地想到“创客”这个字。实际上，创客最早源于美国的“车库文化”，因此在美国的车库中会存放很多的工具和材料，人们通常会在车库中制作自己想要的各类东西。在《创客：新工业革命》一书中，创客的特点之一便是“不以盈利为目标”[6]。通过引入3D打印技术，学生能利用各种开源硬件，将自己的创新创业想法落实到产品上，这也是他们实现创新创业想法的有效途径。

3D打印技术能够给学生们进行创新创业活动提供有力支持。比如：在一些高校内，部分学生会组成一个3D打印社团，他们利用自身掌握的建模知识以及对市场的洞察力，生产了非常多的产品，从小的笔筒、手机支架到人像雕塑、灯罩，都有所涉及，在这个过程中，学生的创新创业能力有了非常大程度提升。此外，还有一些人创办了3D打印技术网站，他们可以将自己的心得体会在网站上进行交流，以此不断提升自身的创业能力。还有学生将自己的3D打印产品拿到了网络上销售。

6  互联网+3D打印技术对高校创新创业课程提出了新的内容

现阶段，我国的创新创业人才缺口巨大，需要各种人才推动社会进步，一些高校通过将3D打印技术应用到创新创业课程，能大幅提升人才培养水平，使其能够跟上时代的发展步伐。但是，我国将互联网+3D打印技术应用到高校课程中，虽然已经取得了一定发展，但整体水平还较为不足，仍有一些问题亟须解决，比如3D打印技术存在速度慢、色彩不准、打印空间限制等。鉴于此，培养一批对互联网+3D打印技术有兴趣、有基础的人才变得十分重要，实际上，3D打印技术涉及了電子、机械、材料、设计等诸多领域，这就需要高校进一步优化跨学科教育课程，实行“STEAM+3D”的育人模式，以此培养更多对社会有用的综合性人才。互联网+3D打印技术在高校课程中的应用质量会在很大程度上影响学生对相应课程的学习水平。为此，我们要不断优化3D技术在课程中的应用模式，丰富其内容，以此不断提升学生的综合思维和能力，为其止后续成长为优质人才打下坚实基础。

7 总结

综上所述，若想提升互联网+3D打印技术在高校课程中的应用水平，我们首先要分析3D打印技术的内涵，而后方可从3D打印技术在高校创新创业教育等层面入手分析，以此在无形中促使互联网+3D打印技术在高校课程中的应用水平提升到一个新的高度。

参考文献

[1]  常鑫，申国霞.3D打印技术在高校创新创业教育中的运用[J].科技视界，2021（13）：123-125.

[2]  王馨怡. 3D打印技术使用的治安风险防控研究[D].北京：中国人民公安大学，2020.

[3]  李皖玉. 3D打印技术在高中生物教学中的应用研究[D].芜湖：安徽师范大学，2020.

[4]  张佳丽. 3D打印技术在初中科学教学中的应用研究[D].杭州：杭州师范大学，2020.

[5]  何扬波，陈剑，房飞宇，等.新工科背景下3D打印技术本科教学实验室的建设[J].实验室研究与探索，2020，39（1）：275-278，306.

[6]  桂亮，金悦，赵卫军，等.3D打印技术在创客实践教学环节中的应用[J].实验技术与管理，2016，33（10）：181-184.