浅谈3D打印技术对机械类学科竞赛指导教学的改进.pdf

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1、·156·内燃机与配件浅谈3D打印技术对机械类学科竞赛指导教学的改进DiscussionontheImprovementFunctionof3DPrintingTechnologyintheTeachingofMechanicalSubjectCompetition叶帅奇YEShuai-qi（贵州工程应用技术学院机械工程学院，毕节551700）（SchoolofMechanicalEngineering，GuizhouUniversityofEngineeringScience，Bijie551700，China）摘要：随着3D打印技术

2、的发展，其在产品初期开发阶段的认证以及学生在创新能力和动手实践能力上得到训练，将学生的创意、想象变为现实，锻炼学生的三维创造思维等方面都有越来越广泛的应用，同时也对机械类学科竞赛指导教学的改进有着重要意义。Abstract:Withthedevelopmentof3Dprintingtechnology,itiswidelyusedincertificationsofproductsininitialdevelopmentstageandtrainingstudents’creativeabilityandpracticalabilit

3、y,tochangestudents'creativityandimaginationintoreality,andtrainingstudents'3Dcreativethinking.Itisalsoofgreatsignificanceintheimprovementofthemechanicalsubjectcompetitioninstructionteaching.关键词：3D打印技术；学科竞赛；教学改进Keywords:3Dprintingtechnology；academiccompetition；improvement

4、inteaching13D打印技术的发展背景常见的3D打印机根据所用的材料不同主要分为两3D打印技术最早出现在20世纪80年代中期，美大类，打印材料为光敏树脂的DLP（投影仪光固化成型法）国科学家CharlesHull研制出世界上第一台可用于商业3D打印机和打印材料为不锈钢、碳钢、模具刚等的SLM[2]打印的3D打印机。整个20世纪80、90年代3D打印技（金属粉末激光烧结法）3D打印机。其中前者由于成本较术发展并不迅速，进入21世纪之后3D打印技术发展速低，社会推广较易，因此主要用于产品初期开发阶段的认度异常迅猛，并在工业设计、建筑、

5、工程和施工（AEC）、证以及学生在创新能力和动手实践能力上得到训练，将学[3]汽车，航空航天、医疗、教育、土木工程等领域得到广泛生的创意、想象变为现实，锻炼学生的三维创造思维。后的应用。者则主要用于航天航空制造、汽车制造、医疗行业。如图13D打印技术在我国的发展几乎与美国同步，但前期所示为两种不同的3D打印机。我国的研究主要集中在3D打印技术的理论研究，无法直接制造功能性零件。直到西北工业大学教授黄卫东采用3D打印技术和同步送粉激光熔覆，促使新技术的形成，能够用于直接制造致密金属零件，并可以承载高强度力学的载荷，我国的3D打印技术才真正

6、实现了在机械制造领域[1]的实质性应用。23D打印技术的工作原理3D打印技术与我们的普通打印技术有着相类似的工作步骤:首先，我们要把需要打印的素材制作出来，不过这里的素材通常是由一定的三维建模软件绘制出来的三维模型，并且模型最后要保存成打印机能够识别的.stl格式；（a）光敏树脂打印机其次，要对建立好的三维模型进行切片，这是3D打印技术的核心技术所在，切片的方法与切片密度直接影响着打印作品的功能及外观，常用的3D打印切片软件有cure、Simplify3D、makerbot、Raycham3D等。其中Cura切片软件的特点是高度的易用性

7、，简洁的菜单及命令，使用容易上手。有较强的功能，同时切片速度也相对较快。最后，则是通过多层材料的有序和规则堆积对上一步切出的片体进行实体化，也即打印的过程。————————————基金项目：贵州工程应用技术学院机械工程重点学科建设基金项目。作者简介：叶帅奇（1984-），男，河南汝州人，硕士研究生，讲师，主（b）金属粉末打印机要研究方向为数控技术和机械CAD/CAM技术。图13D打印机InternalCombustionEngine&Parts图2“快速抓取装置”三维造型及3D打印实物图3未来汽车“云陆舰”三维造型及3D打印实物33D打

8、印技术在机械类学科竞赛中的应用是增材制造，所以在制造过程中不会产生诸如机械加工中当前，为了促进青少年学生创新意识的发展，每年国家产生的切屑、废料等材料的浪费，并且通过切片和网格化相关教育部门都会推出各种学科