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智能制造網(wǎng)訊 在國家層面，美國等現(xiàn)已將3D打印擺在國家戰(zhàn)略的高度進(jìn)行規(guī)劃，擬定國家層面發(fā)展規(guī)劃。校園層面，一些大學(xué)等高等院校及中小學(xué)經(jīng)過開設(shè)3D打印課程與訓(xùn)練、組成愛好社團(tuán)、舉辦大賽等多樣方法，提高學(xué)生對3D打印技術(shù)、裝備、系統(tǒng)的認(rèn)知，培育其技能和興趣。
早在2015年發(fā)布的《國家增材制造(3D打印)產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016)》中，我國就已經(jīng)明確將3D打印列入了國家戰(zhàn)略層面。此后，國內(nèi)各地有關(guān)部門紛紛出臺政策，以此推動3D打印技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品制造及實(shí)際應(yīng)用。
3D打印技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。上游涵蓋增材制造原材料及零件如陶瓷材料、金屬材料、塑料材料等，中游以3D打印設(shè)備生產(chǎn)廠商及打印服務(wù)為主，涉及的打印技術(shù)包括熔融成積成型FDM、光固化成型技術(shù)SLA等，下游行業(yè)應(yīng)用已覆蓋醫(yī)療領(lǐng)域、機(jī)器設(shè)備、航天航空、個(gè)人市場、汽車工業(yè)等各領(lǐng)域。
在教育領(lǐng)域，3D打印的應(yīng)用可能性近幾年越發(fā)受到關(guān)注?；?D打印技術(shù)和設(shè)備，語文、英語學(xué)科可把課文中有代表性的人物、建筑物打印出來；數(shù)學(xué)學(xué)科把立體幾何模型打印出來，幫助學(xué)生理解三維空間圖形結(jié)構(gòu)；物理學(xué)科把抽象的電力線結(jié)構(gòu)圖、磁力線打印出來，把無形抽象的知識有形化；化學(xué)學(xué)科可打印出3D分子、原子模型，把微觀粒子結(jié)構(gòu)實(shí)體化。
在美術(shù)課堂上，3D打印同樣能夠大有用處。將3D打印應(yīng)用于美術(shù)課程的設(shè)計(jì)制作環(huán)節(jié)，是對傳統(tǒng)美術(shù)教育的重要補(bǔ)充。如今，3D藝術(shù)已經(jīng)成為新時(shí)代藝術(shù)的制高點(diǎn)，大量從業(yè)人員利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)藝術(shù)作品，然后通過3D打印生產(chǎn)出傳統(tǒng)工藝無法制造的復(fù)雜藝術(shù)品。學(xué)生自己設(shè)計(jì)3D擺件、飾品、功能件等，也能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。
從學(xué)校實(shí)踐來看，3D打印教育裝備在教學(xué)中之所以能夠蓬勃發(fā)展，一個(gè)十分重要的原因是3D打印體現(xiàn)出的現(xiàn)代性、綜合性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性的教育價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力，從而更好地適應(yīng)信息化、數(shù)字化時(shí)代的發(fā)展需要。
從3D打印教育裝備的教學(xué)應(yīng)用方式來看，有全班開課、興趣小組、競賽小組等多種方式。其中，建設(shè)3D打印實(shí)驗(yàn)室的學(xué)校具備了班級授課的條件，因此班級授課是應(yīng)用的基本形式。利用3D打印設(shè)備組織興趣小組或社團(tuán)活動是主要的教學(xué)應(yīng)用方式。不過，目前3D打印教育還是一種相對小眾化的教育，很多想學(xué)習(xí)的學(xué)生得不到機(jī)會，尚未達(dá)到普惠的程度。
當(dāng)然，3D打印之所以能夠在教育領(lǐng)域得到應(yīng)用，與其所具備的優(yōu)勢是密不可分的?？偟膩砜?，3D打印具有快速交付、無需組裝、減少材料浪費(fèi)、設(shè)計(jì)空間無限、精確進(jìn)行實(shí)體復(fù)制、產(chǎn)品多樣化不會增加成本等優(yōu)勢。
在教學(xué)模型制造及實(shí)物模型塑造過程中，借助3D打印機(jī)可以打印出多種形狀。傳統(tǒng)的制造設(shè)備具有較少的功能和有限類型的形狀，與3D打印所能實(shí)現(xiàn)的高精度、高靈活性制造相比差距較大。此外，一臺3D打印機(jī)只需要不同的數(shù)碼藍(lán)圖和一批新的原材料就可以開始制作，既經(jīng)濟(jì)又方便。
現(xiàn)階段，放眼整個(gè)行業(yè)，3D打印技能在教學(xué)領(lǐng)域的使用與推行，主要由國家、校園和公司三方協(xié)作推進(jìn)。公司層面上，3Dsystems、Stratasys等一方面通過捐助3D打印機(jī)等方法推行教學(xué)使用，另一方面也積極研發(fā)并推出面向校園的3D打印設(shè)備、相關(guān)課程及教材等。未來，隨著相關(guān)制度法規(guī)的逐步完善、3D打印技術(shù)的不斷提升以及校園3D打印基礎(chǔ)設(shè)施的日益完備，學(xué)生們將有機(jī)會借助3D打印完成更多課業(yè)內(nèi)容。
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