3d打印技术论文范文1
关键词：3D打印；文献综述；建筑业
从20世纪80年代起，随着计算机技术、新材料技术的快速发展，3D打印技术不断进步，逐渐走向人们的视野。李晓梅（2014）认为自3D打印机发明30余年来，经历了迅猛发展已成为当今最有生命力的先进制造技术之一[1]。
本文采用文献研究的方法，针对3D打印在建筑行业的应用找出优点及不足，为3D技术在建筑行业的应用提供发展方向和理论参考。
一、3D打印技术在建筑业的应用
（一）3D打印技术概念
江洪（2013）认为3D打印技术是一种增加制造技术，采用分层制造，逐层叠加的方式形成三维实体的技术[2]。李小丽（2014）总结道，3D打印是包括CAD建模、测量、材料、数控等学科[3]。
（二）3D打印技术在建筑业应用优点
李福平（2013）认为3D打印建筑技术优势为速度快；不需要使用模板，可以大幅节约成本，并且具有低碳、绿色、环保的特点[4]。杨健江（2015）认为相较于传统建筑模式，3D打印不仅节约资源，利用废弃物进行制造[5]。丁烈云（2015）认为建筑3D打印数字建造技术满足日益增长的非线性、自由曲面等复杂建筑形式的设计建造要求，是全新的设计建造方法论的革新[6]。
本文将建筑3D打印技术的优点整理如下：
1.基于施工层面。根据图纸以及相关数据，就可制造出建筑墙体、楼板等，大大节约了建筑时间；从设计文件里获得各种指令并进行工作，要求操作业者掌握的操作技能水平要求很低，一方面大大降低了人力成本，另一方面将操作者对产品质量带来的影响因素降到了最低；避免了施工现场存在的安全隐患，保障作业人员的人身安全，减少事故和伤亡。
2.基于经济层面。所需要的材料多可以就地取材，极大节省建造的运输成本；零部件生产一体化成型，既缩短了制造时间，节约了人力成本，又减少了采购及运输成本；仅需更换设计文件和打印材料就可生产不同的零件。
3.基于材料层面。采用增材制造方法，材料利用率高；3D打印技术可打印出高成本曲线建筑；遵照计算机程序，比人工的更加准确，产品质量有保证；打印过程中依据精确的几何计算，采用坚固耐用的材料，质量有保证；墙体是空心的相比钢筋混凝土实心墙体，3D 打印建筑的墙体要轻许多。
4.基于环保层面。原材料可以来源于建筑垃圾、工业垃圾，达到了节能环保、资源再生和改善环境的目标；采用干法施工可避免施工粉尘和噪声影响，生产制造过程中产生的废气、液等有害物质低，减少材料浪费和排污；打印过程几乎不产生噪声和大振动。
（三） 目前建筑3D打印技术存在的问题
3D打印技术虽发展迅速，但仍存在弊端。
1.精度问题。3D 打印技术由于工艺问题导致两层材料之间不能光滑过度，且只能形成样式简单且单一的条纹。影响建筑外立面的美观性。而在一定微观尺度下，如果需要制造的对象表面是圆弧形，那么这种具有一定厚度的条纹，就会造成精度上的偏差。
2.行业规范问题。3D打印建筑在行业内还没有任何相关的规范条例。使用年限和房屋产权等一系列问题都没有权威部门的认可。
3.材料性能问题。3D打印建筑多数为低矮建筑，相较于传统方式，在强度、刚度和加工性上均有不足。且其打印是水平逐层打印，缺少纵向钢筋。
4.设备问题。受限于工作原理，目前3D打印机打印速度较慢，且设备和原材料的价格居高不下在一定程度上阻碍了3D打印技术的发展。
5.伦理安全性问题。伴随着3D打印技术的发展和进步，人体器官的3D打印技术面临着伦理上引起大众质疑的困境。3D打印技术引发的安全风险也收到相应的质疑。
二、结论与展望
本文通过对3D打印技术的相关知识及其在建筑业应用的优缺点、发展前景的梳理和归纳，得到如下结论：
首先，缺少关于适应多元材料的打印设备系统和工艺流程系统的研究，缺少交流和互相融合。
其次，国内外学者研究建筑3D打印研究的初步成果较多，但是缺乏系统、完善的方法体系。
最后，3D打印技术近期发展迅猛，但3D打印的相关专业规定及法律条文并没有得到良好的研究。为避免矛盾与事故的发生，解决由3D打印所造成的冲突，建立公平、公正、完善的相关规定必不可少。
参考文献：
[1]刘晓梅.第三次工业革命背景下3D企业竞争力影响因素研究[D].东华大学，2014（11）
[2] 江洪，康学萍.3D 打印技术的发展分析.新材料产业，2013 （10）： 30-35.
[3]李小丽，马剑雄. 3D打印技术及应用趋势[J]. 自动化仪表，2014，01：1-5
[4]李福平，邓春林，万晶.3D打印建筑技术与商品混凝土行业展望[J].混凝土世界，2013，03：28-29.
3d打印技术论文范文2
关键词：3D打印 铸造 激光成形 铸型
3D打印技术自1984年正式诞生以来，今年恰逢30周年。随着第三次工业革命的提出，在普通大众眼中也日渐火爆。论文、专利的井喷好像象征着3D打印就可以进入千家万户，但实际情况并非如此。
传统的铸造生产是设计-模具-造型-浇注-清理-后处理-机加。3D打印是否可以在铸造的铸型制造、铸造模具或者直接打印产品上做出贡献？
1 3D打印技术概述
3D打印学名为增材制造技术，其工作原理是将计算机设计出的三维模型分解为若干层平面切片，然后把“打印”材料按切片图形逐层叠加，最终“堆积”成完整的物体。关于3D打印技术的发展脉络、各种技术原理及适用范围已经在各书籍、论文中，限于篇幅，本文不再赘述。
1.1 目前主要应用领域
目前，3D打印主要用在3个方面：大众消费（桌面级）、工业级、生物工程级。
①大众消费（桌面级）。用于工业设计、工艺设计、珠宝、玩具、文化创意等领域。
②工业级又有两个方面，一是原型制造，主要用于模具、模型等行业。二是产品制造，包括大型金属结构件和小型金属零部件的直接制造。
③生物工程级。如打印器官、骨骼、牙齿、细胞、软组织等[1]。
1.2 3D打印技术与行业现状
①欧美的3D研究和产业化。
在美国，3D打印技术已初步产业化，其中Stratasys和3D Systems是两家龙头企业，均已经在纳斯达克上市。2013年8月16日，“美国国家增材制造创新中心”剪彩成立。
欧盟也设置了基金会来支持3D打印技术，分别在诺丁汉大学、谢菲尔德大学、埃克斯特大学建立了3D打印中心。
②国内3D行业现状。
国内的3D打印行业分为学院派和市场派。学院派主要以清华大学、西安交通大学、华中科技大学、西北工业大学、北京航空航天大学等高校为主。市场派主要包括南京紫金立德、湖南华曙高科、无锡飞尔康、杭州先临、中航激光、武汉滨湖等[1]。
③中国3D打印技术产业联盟。
2012年10月15日，由亚洲制造业协会、北京航空航天大学、华中科技大学、清华大学等权威科研机构和3D行业领先企业共同发起的中国3D打印技术产业联盟在北京宣告成立，自称是全球首家3D打印产业联盟。
④世界3D打印技术产业联盟。
2013年5月29日，由中国3D打印技术产业联盟以及英国3D增材制造联盟、美国的Exone 公司、德国EOS公司、美国的3D Stratsys公司、比利时Materialise公司、英国Choc Edge Ltd公司、美国drexel大学、新加坡南洋理工大学机械与宇航学院等科研单位和企业共同发起成立世界3D打印技术产业联盟。2014年6月19-22日将在青岛召开第二届世界3D打印技术产业大会暨2014年世界3D打印技术博览会。
1.3 3D技术应用前景
通过中国知网、维普等查询到关于3D的论文汗牛充栋，让人热血沸腾。但基本都是关于3D技术的普及知识以及在医学、模具、建筑等应用案例。资本市场也热闹非凡，但有头脑的风投非常谨慎[2]。一般认为：
①3D打印不可能，至少不可能完全，取代传统制造业。
3D打印究竟能够做什么？美国的、欧洲的3D企业，也说不出来。否则，他们就不会在世界3D产业大会上和中央电视台的专题节目中炫耀：利用3D打印技术打印一把吉他，打印一支电子琴，打印一个台灯，或者打印一把手枪……
传统制造业经过数千年的积累和发展，已经非常完善和成熟，无论是工艺特点，还是成本因素、材料因素，3D打印技术都是无法比拟的。3D打印技术的真正奥秘所在，不是什么都能做，而应该是传统制造业不能做或很难做的领域，利用3D打印技术可以轻松实现[1]。
②个人消费。
由于成本问题以及操作者的技术水平――因为3D应用并不是零门槛，要以现有技术，一家用户需要准备多种原材料和成本的水平推广，肯定有难度，很难形成市场规模。关键是如何培育应用市场，用户是需要去培育的。所以，短期内家用3D打印行业也难形成气候。
2 3D打印技术在铸造中应用现状综述
3D打印在铸造中已经有一些应用，主要是用在快速制造砂型和直接打印金属产品两方面。在缺陷修补（挽救）方面也有一定的应用。
2.1 利用3D技术原理快速制造无模精密砂型
中国铸造协会网站称，2014年5月将在北京召开第十二届中国国际博览会，其中的“3D打印与数字化无模铸造精密成型技术”中提到“北京瑞泓翔宏大科技集团、北京北方恒利科技发展有限公司等将展示3D砂型/砂芯打印机和各类激光粉末烧结快速成型3D打印机”[3]。
文献[4]综述了目前利用3D打印技术原理快速制造无模砂型的几种技术。
①激光烧结SLS。
用覆膜砂，逐层铺粉，用激光对粉末加以固化。
②中国的无模铸型制造技术PCM。
三维打印头喷射粘结剂，按照界面轮廓信息利用双喷头同时将粘结剂和催化剂喷射而出，通过两者的交联，制造的砂型涂上涂料即可浇注。
③美国的基于三维打印的直接壳型铸造DSPC。
选用陶瓷颗粒、硅酸盐水溶液打印壳型。浇注前需进行焙烧。
④Zcorp公司。
三维打印制造有色合金的砂型。型壳厚度可达到12mm。
⑤ExOne公司的3DP技术ProMetalRCT。
选用树脂砂作为成形材料。打印速度可达到59400-108000cm3/h。
⑥Generis公司的GS工艺。
将树脂通过多通道喷头均匀向砂床喷射，根据砂型轮廓喷射催化剂形成砂型。
2.2 激光立体成形技术
激光立体成形技术通过激光融化金属粉末，几乎直接可以“打印”任何形状的产品。其最大的特点是，使用的材料为金属，“打印”的产品具有极高的力学性能，能满足多种用途。
西北工业大学凝固技术国家重点实验室由长江学者黄卫东领衔。3D打印技术在航空领域应用的典型是为国产大飞机C919制造中央翼缘条。该中央翼缘的条长达3米，属于大型钛合金结构件。西北工业大学应用激光立体成形技术解决了C919飞机钛合金结构件的制造。
西工大3D打印技术对零部件的修复也独树一帜。航空航天零件结构复杂、成本高昂，一旦出现瑕疵或缺损，只能整体更换，可能造成数十万、上百万元损失。而通过3D打印技术，可以用同一材料将缺损部位修补成完整形状，修复后的性能不受影响，大大节约了时间和金钱[5]。
3 3D打印技术在铸造中应用发展展望
3D打印技术对于我国铸造行业整体而言，黄卫东教授认为“是机遇多于挑战”。他说，在激光组合制造领域，可以增强对市场需求的适应能力；在快速制造模型与砂型方面，3D打印可以加速新产品研发速度，降低工艺研究成本与风险，满足单件与小批量市场需求；在高性能修复方面，可减少高端铸件废品率，满足产品进度要求与直接制造相比较，3D打印技术在“更复杂的结构、更高的性能、更快的反应速度”方面具有极大的优势。但是当前的情况是，黄卫东认为“这些挑战对目前的铸造界来讲，还是微不足道的”。其中一个重要原因在于3D打印的原材料成本很高：现阶段铝合金大概是每公斤就要两万多元。“但是，这项新技术当中成本下降的空间是很大的，我们要对3D打印技术未来发展对铸造界带来的挑战保持清醒的认识”[5]。
3.1 日本计划开发下一代高性能铸模3D打印机
日本计划由产经省出资30亿日元，由日本产业技术综合研究所牵头，联合早稻田大学、群荣化学工业、木村铸造所、CMET、KOIWAI、日产汽车、小松制作所等发挥产学研优势，共同参与、分工协作，在5年内生产出较现行铸模制造装置成本下降80%，制造速度提高10倍的高性能铸模3D打印机。
目前，利用3D打印机制造工业大型铸模存在速度和精度等方面缺陷。日本设计中的下一代铸模3D打印机将采用反复、高速喷射特制胶水以固着细砂技术原理，以在短时间内形成复杂形状的铸模。
3.2 国家863计划关于3D打印的重点支持方向
《国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》中“面向复杂零部件模具制造的大型激光烧结成型装备研制及应用”的表述为，“针对复杂零部件模具快速制造的需求，研制适合制造蜡模、蜡型、砂型制造，以及尼龙等塑料零件制造的大型激光烧结成型装备，台面2米×2米，制件精度控制在±0.1%以内，堆积效率达1000cm3/h以上。制订相关技术标准，并在汽车、模具等行业产品研制中得到应用”。
4 结束语
3D打印技术在铸造上的应用，集中在砂型、模具、铸件制造及挽救。从中国和日本的发展指南来看，两个国家不约而同地选择了发展大型铸型3D打印技术。但中日的技术路线有所差别：日本的技术路线是采用分层喷射砂和粘结剂，中国863计划申报指南是采用激光打印铸型。二者的共同努力方向都是大型化，提高精度。
以3D打印为代表的第三次工业革命，以数字化、人工智能化制造与新型材料的应用为标志，必将为人类生活带来革新性的变化，而这也是发展中国家尽快赶上发达国家的良好机会。
参考文献：
[1]罗军.应积极推动3D打印技术产业发展[J].中国党政干部论坛.2013，10：19-22.
[2]唐一凡.3D打印在中国的发展现状、行业泡沫浮现投资观望（2014-2-20）.
[3]中国铸造协会展览部.智能化、数字化铸造装备尽在第十二届中国国际铸造博览会. http：//.cn/WebUI/IndustryNewsPre/IndustryNewDetial.aspx？typeId=16334（2014-2-20）.
[4]唐监怀.无模精密砂型快速铸造技术运用研究[J].铸造技术，2013，34（12）：1796-1798.
[5]王凡华.黄卫东教授剖析“3D打印”给铸造业带来的机遇与挑战.http：///info/1002/24420.htm（2014-2-20）.
基金项目：
四川工程职业技术学院课题“三维泡沫实型浇注验证铸造工艺的应用研究”（YJ2013KY-01）。
德阳市金桥工程“基于ANSYS的大余量机加工过程避免共振技术推广”。
3d打印技术论文范文3
关键词：
3D打印技术；市场应用；发展前景
中图分类号：
F27
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2014）18-0081-02
1 引言
当前，新一轮的数字化制造浪潮已在世界各国悄然兴起，随着发达国家制造业竞争力的持续下滑，“智能机器人、人工智能、3D打印”将成为实现数字化制造的关键技术。英国《经济学人》杂志曾经在2012年4月份发表了一个封面故事《第三次工业革命》，这个故事在论述数字技术给我们的世界带来变革的同时，特别的提到了3D打印技术会因为对传统工业制造规模效应的冲击将得到非常广阔的发展空间。作为第三场产业革命的标志之一，3D打印技术已在全球制造领域产生了重要影响。该技术已经不是研究员、科学家的专用技术，3D打印机甚至在一些欧美发达国家的应用也相当普遍。它已经从实验室和工厂逐渐走进学校和家庭。3D打印的服装已频频出现在全球各大时装展上，3D打印的曲奇和糕点已成为许多家庭餐桌上颇受欢迎的小点心，就连3D打印的个性家具也受到年轻人的喜爱，在自行车和汽车等交通工具的设计中也日益呈现3D打印元素。从小朋友的定制玩具，到父母的立体婚纱照，再到爷爷奶奶的义齿，3D打印能使家庭中的每个成员都感到惊喜并从中获益。3D打印技术逐渐从打印物体外包造型过渡到打印物体的内部构成，最终发展到打印物体的高级功能和行为阶段。总而言之，3D打印技术在世界上的发展速度已经开始加速。
2 3D打印技术的市场应用现状
经过多年的发展，3D打印技术已初步形成了一套体系，同时该技术可应用的领域也逐渐扩大，已涵盖产品设计、模具设计与制造、材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等各个领域，前景远大。显然，只有不断提高3D打印技术的应用水平，才能持续推动3D技术的发展。3D打印技术的实际应用主要集中在以下几个方面。
2.1 产品设计领域
在新产品造型设计过程中，应用3D打印技术能快速、直接、准确地将设计者的思想转化为具有一定功能的实物样件，缩短了工业产品的设计开发周期和降低了开发成本。该技术建立了一种全新的产品开发模式。
2.2 建筑设计领域
传统的建筑模型设计制作模式已难以满足现代化的高端设计要求，借助打印技术强大的优势和无可比拟的逼真效果，现今大多设计机构在大型设施或大型场馆设计中采用3D打印技术先期构建精准的建筑模型来进行效果测试。
2.3 模具制造领域
传统的玩具模具制造耗时长，制作成本高，3D打印技术在降低生产成本的同时也大大缩减了开发周期，提高了生产效率。3D打印技术在模具制造方面采用直接制模和间接制模两种，前者是指利用3D打印技术直接堆积模具，后者是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具。
2.4 机械制造和家电制造领域
3D打印技术在机械制造领域内主要用于单件制造和小批量金属零件的制造，具有成本低和周期短的优势。在家电行业，许多大型家电企业，如江苏的春兰、小天鹅，广东的美的、华宝、科龙，青岛的海尔等，在3D打印技术的普及与应用上都走在了国内前列，这些企业率先采用3D打印技术开发新产品，成效显著。
2.5 生物医学领域
近年来，随着人们对3D打印技术在生物医学研究领域应用研究的增多，利用3D打印技术制作人体器官模型，进行医疗模型和体外医疗器械制造，个性化和永久化的组织工程植入等，应用前景极为广泛。
此外，在文化艺术、美学教育、航空航天等众多领域，3D打印技术都展示了其广阔的市场应用前景。
3 3D打印技术的市场发展瓶颈
当前，我国3D打印产业尚处于起步阶段，市场发展缓慢，虽然取得了一些进展，但与发达国家相比，我国对这项技术显然还不够重视。一是由于尚无主导的技术标准、缺乏产学研一体化机构，技术研发和推广应用基本处于无序状态；二是由于当前3D打印的产业规模化程度低，尚未形成有效产业链，产业整合度低；三是有效的市场机制还未建立，主要依赖国家项目资助进行技术研究，企业的主体作用还未体现；四是缺乏社会的大力推广，3D打印相关课程尚未列入机械制造、材料工程等学科的教学课程体系，企业对3D打印技术的发展趋势认识不到位导致整个产业需求不足。
无疑，3D打印技术的出现，给人类带来了一种全新的生产方式和生活理念，对传统工业整体格局和规模化生产方式将是一种极大的挑战。然而，不容乐观的是，目前3D打印技术不得不面临打印材料、打印成本、规模经济等多方面的瓶颈，并且在短期内较难解决。
首先，关于打印材料，由于耗材对3D打印技术的应用和发展起着至关重要的作用，当前应用于3D打印的耗材及其有限，市场上常用的耗材包括PLA（生物降解塑料聚乳酸）、ABS树脂、橡胶、石膏、塑料、可粘结的粉末颗粒等，以及少量价格高昂的进口材料。并且，多数耗材主要应用于家电制造、玩具等轻工业民用产品领域，在汽车、航空等领域应用还较少，尽管有部分金属材料应用，但是离规模化大批量生产尚有相当大的距离。
其次，关于打印成本，由于打印的设备成本偏高，导致3D打印成本总体成本居高不下，单个产品的制造成本依然处于较高水平。使用3D打印机制造产品，缺乏规模经济，使得单间产品的打印成本远远高出规模制造成本。一方面前期投资成本大，另一方面资本回报率却并不乐观，因此大规模的资金投入还未形成。此外，3D打印速度偏慢，对于一件较为复杂的产品，花费时间可能是好几天甚至几个月。
而关于规模经济方面，由于受传统格局的制约，3D打印的推广进展缓慢。众所周知，传统制造业之所以能实现规模化大生产得益于生产过程的可重复与标准化制造，相比之下，3D打印更倾向于个性化与定制化，普通个人或企业的个性化与定制化需求显然难以满足规模化要求。
此外，3D打印技术还存在研发技术落后、产业的统筹规划不到位、知识产权保护有待完善及消费者市场有待开拓等多方面的的限制。从整个产业的角度来看，由于缺少大型龙头企业的示范作用，加之政府尚未出台有针对性的扶植措施，3D打印的整体产业体量还处于较低层次，离成熟的产业化运作还有相当大的差距。
4 3D打印技术的市场发展前景分析
随着3D打印机的普及，其应用领域也在不断扩展和延伸。据预测，2016年，中国有望超越美国成为全球最大的3D打印市场。3D打印也将促进中国企业提升国际市场上的竞争力并缩短与世界先进水平的差距。
随着市场需求的扩大，3D打印将呈现以下几个方面的发展趋势：一是随着技术的成熟，打印速度和打印效率将逐步提高；二是随着新材料的研发，打印材料更加丰富，成本更低；三是打印设备价格会越来越低；四是3D打印的应用领域将进一步扩大。
可以预见，3D打印前景广阔，将对社会生活及生产方式带来一场革命性的变革。而作为主导作用的政府，应具备高瞻远瞩的战略眼光，重点从以下几个方面进行推进。
首先，针对当前3D打印产业发展的热潮，政府应明确提出产业的整体目标，从战略的高度确定3D打印产业发展的整体规划，将3D打印产业作为重要的战略性产业，对推进步骤、重点领域和具体措施都做详尽的规划。
其次，相关部门应加强产研互动和统筹协作，共同打造提升3D打印技术的研发水平。
最后，政府必须逐步完善3D打印知识产权保护机制，保护知识产权拥有者的合法权益，坚决打击复制抄袭者的违法行为，促进3D打印技术向良性循环的方向发展。
5 结束语
3D打印技术如今被各国所认可，并不断有业内人士、学者评论“3D打印技术作为一项前沿性、先导性非常强的新兴技术，对传统制造业的工艺改造和新材料的广泛应用具有颠覆性的意义和作用。”面对新的生产方式的变革和发达国家再工业化战略，我国应该高度重视3D打印这一新技术可能带来的制造业革命，深入分析全球3D打印技术的市场发展趋势，研究建立3D打印的基础理论和技术体系，加大人才培养、市场培育和应用推广力度，制定符合中国国情的3D打印产业中长期发展战略规划。同时，加快3D打印的试点示范，选择诸如高端汽车零部件、医疗器械等重点行业领域进行推广应用，积极探索和积累3D打印的市场运营和行业管理经验，积极有效地应对3D打印技术并使之为实现中国梦和中华民族的伟大复兴而服务。
参考文献
[1]李晨.3D打印技术及其产业化[J].今日科苑，2013，（9）：104-106.
[2]江洪，康学萍.3D打印技术的发展分析[J].新材料产业，2013，（10）：30-35.
[3]张倩，冯冬磊.3D打印技术在国内科普场馆中的应用[J].华东科技，2014，（3）：57-59.
[4]王文涛，刘燕华.3D打印制造技术发展趋势及对我国结构转型的影响[J].科技管理研究，2014，（6）：22-30.
[5]陈雪.国外3D打印技术产业化发展能先进经验与启示[J].广东科技，2013，（19）：22-25.
[6]沈荣琦，贾龙飞，王颖，展学鹏，高胜.浅谈3D打印技术[J].商情，2014，（6）：218-218.
3d打印技术论文范文4
一、3D打印的原理
所谓的3D打印技术，就是以计算机三维设计模型为蓝本，然后通过软件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、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。3D技术是将三维实体变成若干个二维平面，在对原材料处理并逐层叠加进行生产最终生成产品，大大地降低了制造的复杂程度。3D打印技术并不需要过多的机床、复杂的工艺和众多的人力，只需要从计算机图形数据中生成的任何形状的零件打印出来并落实生产。这也使得生产制造的范围得以延伸。
二、3D技术的发展史及应用领域
随着19世纪末美国研究的照相雕塑和地貌成形技术的诞生，3D技术得到开发。直到20世纪80年代后期已初具雏形，其学名为“快速成型”，并且在这个时期得到推广和发展。3D打印技术包括了3D打印技术和3D打印机。3D打印主要通过材料逐层添加制造三维物体的变革性、数字化增材制造技术，它将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透，3D打印技术将对未来制造业生产模式与人类生活方式产生重要影响。美国科学家胡尔在1986年发明了世界上第一台3D打印机。随着3D打印技术的不断成熟，其在多个领域都得到广泛应用。目前3D打印技术主要应用较大的领域，包括政府、航天和国防、医疗设备、高科技、教育业以及制造业。并且也应用在一些极具创意和个性化的产品模型制作当中。
三、提高3D打印课教学质量的策略
1．挖掘教材特点，激发学生学习兴趣
3D打印技术课程是新开设的课程，教师只有不断研究、分析课程教材中的知识特点，提高自身的专业知识，找出学生的学习兴奋点，结合教材进行教学。这样不仅能够激发学生的学习兴趣，还能够完成教学目标。如在进行3D打印机的种类教学过程中，教师可以结合教材内容图片多、实操性强的特点，调整教学方法，可以结合不同打印机的种类工作原理视频进行教学。如FDM(熔融沉积成型)、SLA（光固化立体成型）等的工作原理视频。并且可以播放在日常生产过程中利用到的不同打印技术种类，向学生说明不同种类之间的联系与区别。然后让学生列举不同种类的3D打印技术在各个领域的应用，以及发挥的作用。通过学生列举例子，让他们真正了解3D打印技术种类的相关知识。在教学过程中教师要注意学生对知识的掌握程度，因为刚开设的课程学生对这方面的知识概念还比较模糊，所以要帮助学生扎实基础，掌握好这门课的基础知识。
2．利用123DDesign，进行自主设计建模教学
随着现代信息化的不断发展，信息技术在课堂教学过程中起着重要的作用。计算机教室在教学过程中经常被使用到，它也能为学生的实践提供场地。3D打印技术涉及到很多复杂的原理知识，教师要充分利用123DDesign软件建模，吸引学生的注意力，提高教学质量。如在进行建立3D模型的教学过程中，教师可以用123DDesign软件让学生自主设计建模，比如学生自行设计印章、花瓶等。学生可以利用123DDesign玩转文字，学会使用文字工具，基础工具、投影工具、偏移工具、镜像工具等来进行灵活有趣的设计。这也能让他们全心全意地投入到学习当中。那么再困难的知识在学生的仔细研究下也会被攻克。教师在旁指导，学生遇到不懂的地方教师可以即时讲解，帮助解决。通过图形结合的生动讲解，以及学生亲自进行设计建模，很容易引起学生的注意力，提高他们的理论知识的同时，也能加强他们的实际操作能力。在良好的操作过程中形成良好的学习氛围，激发学生的思维、探究能力，教学质量也就能够提升上去。
3.实验教学，加深学生知识理解
3D打印技术不仅是一门理论性强的学科，更是一门实操性强的学科。教师在教学的过程中要充分利用实验教学法，加深学生对3D打印技术原理的理解。通过实际的实验演示，学生可以把学习过的理论知识进行复习，也能加强学生的实际操作能力。如教师在讲解了一定的理论知识后，可以向学生演示打印的实验操作。如可以演示“熟悉应用CubeX软件及3D打印机的操作面板”这一知识。首先教师把3D打印机的操作步骤，即开机、装材料、面板操作、机器维护等的内容操作一遍。然后剩下来的导入设计模型文件，处理STL文件，参数设置，打印完成自己设计的零件等这些步骤交由学生来完成。考查学生对知识的掌握程度。如学生在操作过程中遇到困难和不懂的地方，教师再一一讲解。学生通过动手实际操作，加深了对3D打印技术的理论知识的理解。采用实验教学法可以帮助学生更快地掌握3D打印技术的理论知识及操作步骤，加强他们的实际动手能力，也能提高学生3D打印技术的应用能力。
四、结语
随着经济的不断发展和社会发展需求的变化，很多学校都开设了3D打印技术课程。然而在实际的教学过程中，往往会遇到很多的教学问题，致使学生的学习效率不高。教师要立足教材，探索适合学生的教学方法，不断钻研，从而提高教学质量，提高学生的学习效率。
作者:徐丹沪 单位:张家港市暨阳湖实验学校
参考文献：
[1]杨丽.初中信息技术3D打印课程的探索与实践[J]中国教育信息化,2016(11):85-87
3d打印技术论文范文5
关键词：3D打印技术；中小学教育；创新教育
3D打印（3D printing）技术是一种快速成形技术，其基础是数字化模型，利用粉末状金属、塑料等逐层打印来构造真实物体[1]。纵观全球，对于技术应用的重视程度越来越高，数字技术已成为全球公民素养的基本要求。美国2015年颁布的《新媒体联盟地平线报告――（2015基础教育版）》中提到，美国将大力开展3D打印课程[2]。同时，英国也在积极推进3D打印技术进校园活动。在我国，总理在2015年政府工作报告当中提到要培养“工匠精神”，著名教育家聂圣哲先生提出一流工匠要从青少年培养。3D打印技术在教育当中的运用将创意转化成现实，能够将“教”“学”“做”合一，这对培养具备“工匠精神”的创客人才具有深远意义。
一、3D打印的原理和发展现状
（一）原理
从技术角度揭示3D打印技术，该技术主要是利用三维数字的方式构建出立体的物理对象，最终完成快速成像。3D打印的深层原理是通过电子文件将要打印的实体模型或者原型样品进行建模，再将其挤压处理，通过机器生成沉淀物，逐层构建物体。[3]
如果需要补充物体的活动部件、细节部分，则只需要混合不同的材料、颜色和黏合剂达到理想的效果，例如利用树脂、薄纸等材料，通过3D打印技术完美呈现物体的动态与细节。
总体而言，3D打印可以分为四个步骤：建模、分层、切割打印和成型。第一阶段，建模。扫描所要打印的物体，得到其三维数据。建模的软件主要有Autodesk 123D Design、MAYA、Sketchup、UG、ZBRUSH、MESHLAB、CURA等。Autodesk 123D Design和Sketchup因使用免费，操作简单方便，所以传播广、应用多。第二阶段，分层。在分层阶段，打印机对先前得到的三维数据进行描述和分析，然后分层。第三阶段，切割打印。根据之前获取的横截面信息进行切割打印。第四阶段，成型。以不同方式将各层的截面粘合起来，最终得到实物。
（二）发展现状
1991年，美国麻省理工学院申报三维打印专利，这一重大事件标志着3D 打印技术的正式确立。现在国外如Thingiverse这样的公司为顾客提供免费并且含有数字设计的资源库，使用者可以下载数字设计信息并自主创造打印对象。[4]
3D打印机可分为工业打印机和桌面打印机。工业3D打印在精确度和质量上体现出较高的水准；桌面打印因其便捷性被一般用户所接受，当前，中小学一般使用的是桌面3D打印机。目前Maker Bot 3D桌面打印机使用广泛，它可以创建各种对象，包括家具、玩具、动物模型、机器人等。它价格实惠，是第一款专为消费者使用的3D打印机[5]。3D打印技术具有神奇的吸引力，不但能够复制，而且可以通过想象进行原创，因此在基础教育基于项目的学习当中应用广泛。[6]
二、3D打印技术的教育创新分析
（一）在教育中的应用所体现的教育理论
1.“从做中学”理论
通过3D打印这一技术，学生真正实现了杜威口中的“从做中学”，即在真实的情景之下进行操作练习，获得科学知识。在这样的学习活动系统中，学生以3D建模软件和3D打印机作为新型的学习工具，教师充分发挥其指导者和协作者的作用。学生通过观察等方式，获得目标物体的数据信息，再用3D打印机创作出模型样品，体现出DIY的本质属性，同时又会学习和吸收新的知识，因此，3D打印将“教”“学”“做”三者合一。
2.“经验之塔”理论
美国教育专家戴尔提出了“经验之塔”理论。他将人的学习经验分为三类，即做、观察和抽象的经验。3D打印技术本身就是一个将想象转化为实体的过程，从建模、分层，到切割打印，都用到了做、观察和抽象的经验。在课堂上，教师通过展示由3D打印技术生成的教具，让学生以更加直观的形式汲取知识。3D打印改变了传统的教学方式，进一步为学生的想象力插上了翅膀，让学生同时获得了做的经验、观察的经验和抽象的经验。
（二）3D打印技术在项目学习中的创新应用
美国的3D打印项目学习由来已久。以明尼苏达星站（STARBASE Minnesota）项目为例，1993年，美国天文学领域的明尼苏达星站项目开始实行，它是美国国防部组织的项目，教授学生航空航天主题短期课程。该项目主要让学生探索火星的模拟任务设计和建设火箭模型，3D打印技术在建设火箭模型方面起到重要作用。其教学过程如下：掌握航空航天的基础知识以及火箭方面的相关知识、收集火箭相关数据、学习火箭模型设计、通过3D打印C制作模型组件、试验飞行、标注火箭飞行路径、分析结果、与指导该项目的工程师研讨方案对飞行路径的影响。在这一项目中，3D打印的作用如下：第一，快速生成模型，减少成本和时间；第二，提供真实的情境学习环境，避免枯燥的传统授课形式，激发学生的好奇心和学习兴趣。
在澳大利亚，达尔文高中在商业方面所进行的项目学习中，学生通过3D打印技术实现了相关产品快速成型的想法，并学会如何运作这些产品。在世界各国，除了这些项目以外，还有Fab@school项目、X城市项目等。
中国的3D打印课程发展也很迅速。在山东胶州，有10多所中小学开设了3D打印课程；南京市秦淮区马府街小学试点3D打印创新课；上海协和国际学校的学生使用三维技术扫描小行星灶神星图像，设计创造其微缩的模型来探索小行星。
2012年9月，上海市闸北区和田路小学开设3D打印校本课程，具体课程实施分为五个阶段：案例学习阶段、拍照创建阶段、实物构建阶段、想象构建阶段和虚实创造阶段。相应的虚实维度为：虚拟模仿、二维到虚拟、三维到虚拟、想象到虚拟、从想象和虚拟到实物形成。在案例学习阶段，学习内容是掌握相关软件工具的使用方法，形成抽象的空间思维；在拍照创建阶段，通过拍摄具体的实物，创建虚拟模型；实物构建阶段是通过观察，构建虚拟模型；想象构建阶段则是通过引导相关主题，让学生想象所要搭建的物体；虚实创造阶段是通过想象，用3D打印机创造具体的实物。[7]
这些项目让学生学会了某一个或者几个领域的专业知识，使其置于某一情境下学习并解决实际问题并充分发挥想象力。从设计建模到3D打印再到产品成型，都有专业的教育者对学生进行指导、协助。
（三）3D打印技术在学科教学中的创新应用
观察和创设是3D打印在教学中的两种实践形式。观察，顾名思义，就是教师通过展示教具的方式向学生依次呈现该项顶端技术，而学生通过观察掌握知识或者发现技术运行的规律。创设则是一种实践教学，教师引导学生使用3D打印技术，学生自主建立模型，最终完成对该技术的全面认识。在创设类型的课堂教学中，一般分为发现、解释、构思、实验和改进五个环节。通过提供观察和构建两种技术，可以让学生体验真实的学习空间，解决实际有效的问题，增加直接的学习经验。学生在此过程中获取知识，探究事物的本质和规律，获得创新能力、创造能力，形成创新人格，拓展视野，提高科学素养，发展综合能力。
窥探国外3D技术在教育中的应用情况，英国教育相关部门在2012年10月至2013年9月期间，共建立了21所试点学校进行3D打印技术试验项目。采用的推广试点方式是在STEM课程中融入3D打印技术，从长远角度看，这也是为英国的经济复苏和人才储备做准备[8]。经过一段时间的探索和发展，艺术类人文教育课程也被选入STEM课程，以增加其课程的丰富性与全面性。
除了英国，美国几乎所有的学校都配备了3D打印机。在文学课上，学生也可以从3D打印中受益，可以更深层次地挖掘一些概念。在缅因州的Mt. Blue高中，学生使用3D打印机创建一个艺术装置，以展示他们对绘图小说《守望者》形象的理解。[9]
3D打印技术在学科教学中的创新应用极为广泛，笔者通过梳理3D打印与学科教学的融合情况，整理成表1。
3D打印技术在中小学教学中用途多样，既能用于制作立体的教具和学具，又能辅助学生创设教学情境以及展示学习成果。此外，还增添了课堂交互活动以及学生之间的协作学习，充分发挥教师咨询者、引导者和学生学习动机激发者的角色，培养学生的探究精神和协作能力。
三、对3D打印在中小学教育中应用的思考
（一）3D打印技术的教育意义
3D打印课程可以提高学生的创造思维能力、创新精神以及动手能力。针对中小学生的年龄特点，3D打印在教育领域的应用给学生提供了“做中学”的体验，在这样的学习环境中，学生的学习热情较传统学习方式更加高涨。同时，3D打印提倡的是创新教育，能够让无数的思想火花相互碰撞，从而产生新观点，创造新的知识，培养出具有创新意识的人才，为将来国家的发展储备具有创造力的新人。
3D打印技术能够促进学生掌握数字技能。时展对教育提出了新的要求，数字技能是21世纪的必备技能。3D打印技术既需要学生的想象力、动手能力，还需要学生掌握数字技能，有助于学生在以后的学习与工作当中将数字技能转化为“数字红利”，这对适应21世纪的挑战大有裨益。
此外，传统的教学方式难以准确地评价学生的学习效果，3D打印课程满足学生个性化的学习需求，可以及时获取学生的学习成果，从而适时调整教学方案，与学生的学情密切结合。
（二）3D打印在教育实践中的问题与建议
3D打印技术正处于新兴发展阶段，还没有进入市场成熟时期。在教学实践中，3D打印技术也存在诸多问题。
1.3D打印在学校的应用与普及
目前，大部分的3D打印机价格相对较贵。价格不贵的打印机功能有限，只能制作基本的、简单的教具。虽然有政府以及社会企业发起的项目的支持，但3D打印机大多在发达国家或地区才会配备。
发达国家以法规、条例等形式号召全社会重视科学技术在教育中的应用。美国新媒体联盟的地平线报告每年一次，总结和规划当前和未来新媒体在教育领域的应用。另外，美国还有诸多与教育技术有关的组织、协会等，它们都在推进新技术在教育领域的应用和推广。
2.对教师的要求
3D打印在教育领域的应用具有跨学科性质，既需要教育者具备专业的计算机知识，又要有课程开发能力，还要求有专业的学科知识和教学能力。因此，3D打印技术与教育的结合对教师的要求极为严格。目前一些学校虽然具备3D打印设备，但是不少学校闲置不用，究其原因，是会使用新技术的教师太少。
基于教师在3D打印应用中的特殊作用，教师应提高自身的教学素养和技术水平。第一，教师要树立创客理念。教师应具有创新意识和创新精神。在基于项目的教学中，只有教师作为指导者与协作者，指导学生学习3D打印和相关课程，学生才能充分发挥自主能动作用。教师的引导作用不仅需要教师具有扎实的专业知识，还要具备创客的理念，具备将创意转化为现实、“教”“学”“做”合一、分享合作、学科交叉、懂得运用科学技术的观念。第二，教师要参加关于3D打印的教师培训。学校要保证教师掌握3D打印的知识，包括3D打印机的使用、懂得建模软件和再加工等技术。第三，教师要成为探究型教师，自主开发和应用新的教学设计，甚至开发校本课程，引导学生进行项目学习。教师需要更新传统的教学思想，摒弃以应试为目的的教学观念，做学生学习道路上真正的引路人。
3.3D打印与教育的融合形式
中国的3D打印技术与教育的融合形式多以学科教学或者校本课程的方式出现，虽然也有基于项目的3D打印技术与教育的融合，但是像美国“明尼苏达星站”这样的项目学习机会十分匮乏。除此之外，学校可以开发多种形式，如开设3D打印的选修课，传播3D打印技g；在学校内组建创客小团队、开展竞赛、夏令营等活动；在学校图书馆设立创客空间，供学生学习和研究基于3D打印、DIY等技术的创新活动等，培养学生的创新精神和匠人精神。
四、结语
随着科学技术与教育领域的紧密结合，新的技术不断颠覆传统的教育方式，3D打印技术前景广阔，相关机构预测它是一项革命性技术，将引领一个革命性时代的到来[10]。3D打印技术与教育的融合不仅可以推动教育事业的发展，也可以推动3D打印相关产业的发展。政府积极倡导创新创业，高新技术产业迅猛发展，越来越多的企业投入到3D打印行业。随着技术的更新，3D打印机的功能会随之增加，价格随之下降，3D打印技术将会走进更多的中小学校园。不管是将技术与学科教育融合，还是基于项目的学习，提升3D打印技术在教育领域的价值，培养未来各行各业的“工匠”，都是必然的教育发展趋势。
参考文献：
[1][2]李青，王青.3D打印：一N新兴的学习技术[J]. 远程教育杂志，2013（4）：29-35.
[3]What is 3D Printing[EB/OL].http：///what-is-3d-printing/，2016-03-20.
[4][6]Johnson， L.， Adams Becker， S.， Estrada， V.， and Freeman， A.（2015）. NMC Horizon Report： 2015 K-12 Edition[J].Austin， Texas：The New Media Consortium.
[5]3D Printing in Classroom[EB/OL]. http：///，2016-03-20.
[7]黎加厚，杨晓哲，杨高云.三维打印技术的发展对教育的启迪[J]. 中国医学教育技术，2013（1）：1-5.
[8]Department for Education. National Curriculum in England： Science Programmes of Study[EB/OL].https：//gov.uk/government/publications/national-curriculum-in-england-science-programmes-of-study，2016-03-20.
[9]3D Printing Becomes Accessible for High School Teachers[EB/OL].http：///education/blogs/high-school-notes/2014/07/21/3-d-printing-becomes-accessible-for-highschool-teachers，2016-03-21.
3d打印技术论文范文6
[关键词]3D打印技术 教育应用 应用模式
中图分类号：D170 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0382-01
1、3D打印的原理
对于大多数人来说，提到“打印”，首先想到的是能打印文稿或照片等平面内容的普通打印机，事实上二维的喷墨打印和某些类型的3D打印在技术表现上确实比较相似，3D打印使用特制的设备将材料一层层地喷涂或熔结到三维空间中，从而让打印的数字虚拟对象实现三维实体化。3D打印机的精确度相当高，可以打印出模型的大量细节，而且它比起铸造、冲压、蚀刻等传统方法能更快速地创建原型，特别是传统方法难以制作的特殊结构模型。一般来说，通过3D打印获得一件成品需要经历建模、分层、打印和后期处理四个主要阶段：
（1）三维建模
通过GoScan之类的专业3D扫描仪或是Kinect之类的DIY扫描设备获取对象的三维数据，并且以数字化方式生成三维模型。也可以使用3ds Max、Blender、AutoCAD、SketchUp等三维建模软件从零开始建立三维数字化模型，或是直接使用已做好的3D模型。
（2）分层切割
由于描述方式的差异，3D打印机并不能直接操作3D模型。当3D模型输入到计算机以后，需要通过打印机配备的专业软件来进一步处理。即将模型切分成一层层的薄片模块，每个模块的厚度由喷涂材料的属性和打印机的规格决定。
（3）打印喷涂
由打印机将打印材料逐层喷涂或熔结到打印台的三维空间中，根据工作原理的不同，有多种流程方式。较常规的是先喷一层胶水，然后在上面撒一层粉末。如此反复；或是通过高能激光融化合金材料，一层层地熔结成模型。整个过程根据模型大小、复杂程度、打印材质和工艺流程耗时几分钟到数天不等。
（4）后期处理
由于3D打印机规格、打印材质、打印精度的不同，可能出现成品截面粗糙或有毛刺的现象，这时就需要对打印出来的模型进行必要的加工处理，如：表面打磨、剥离、上色、固化处理等。
2、3D打印技术在教学中的作用
2.1 提高学生主动学习的积极性
3D打印是以计算机软件生成或通过实体扫描获得的数字模型文件为基础，运用粉末状的金属或塑料等具有粘合性的材料，通过“积层造型法”逐层打印出实物的技术。该技术应用于课堂上能够激发学生浓厚的兴趣。通过3D打印，课本上的二维知识能够快速转化为三维的实物，3D打印本身的功能特性和新颖性以及对教学过程的辅助作用都能够激发学生的好奇心和学习兴趣，提高学生的积极性与主动性。通过将3D打印技术引入课堂，学生可以将自己的想法与构思实体呈现出来，不仅培养了学生的动手能力，还加深了对知识的理解与记忆，激发学生深入学习的热情，积极地投入到再学习中，形成良性循环。
2.2 培养学生的创新思维能力
3D打印技术为学生提供了一个自由发挥想象力的平台，学生可以通过3D打印将许多课本中看不见摸不着的内容变为实物，能够使学生捕捉知识要点并实体定格。在3D打印技术的支持下，学生可以将更多的时间与精力投入到设计与创新环节，通过自身的理解与想象，结合课本上的知识举一反三，将记忆理论概念转化为实物创作，在体验实践中融会贯通进而创新。可以说3D打印技术引入学校教学中，极大地促进了学生思维能力和创新能力的提高，学生可以参与创新设计，尽情发挥自己的想象力和创造力，将创新思维能力培养贯穿于学习活动之中，通过打印出具有个人特色的实体作品，体验课本外的知识实践应用。
2.3 帮助教师探索新的教学方法
在传统的教学中，教师只能通过口头讲述的方式来为学生讲解知识，即使是多媒体技术和设备非常发达的今天，教师也只能通过音视频使得教学相对生动真实，由于大量学科仍是非实物化的教学方式，加上学生的阅历有限，理解能力不足，使得他们对知识掌握的程度仍未教师理想。有了3D打印技术的支持后，教师就能够将全新的“体验式教育”实施到课堂之中，将课本上以前那些难以触摸，或是难以在课堂上具现化的内容打印成三维实物，让学生通过自己的亲身触碰和体验来加强学习理解。以学生为主导的教学方式，教师将学习的主动权交给学生，帮助学生去感受最真实最具体的内容，结合着理论概念与知识点，让学生更容易理解其中的内涵与意义。
3、3D打印技术在教学实践中应用模式探究
3.1 3D打印技g用于课堂情境教与学
以莱夫为代表的情境学习理论认为，知识寓于情境之中，学习者通过具体活动能更好地获得知识，强调知与行的交互性。而我国教师在教学中普遍实施的是灌输式教学法，教学模式僵化。3D打印技术对于教师和学习者的重要价值体现在：它能够更加真实形象地呈现特定事物，并让学习者获得深刻的感知体验。利用3D打印机可将大多数有益于教学的模型实物打印出来并呈现在课堂上，借助实物教具教师可以更容易将抽象问题进行深刻解析，学习者也可通过其帮助对知识加深理解，实现教学双方所共同期望的交互教学模式。
在桌面3D打印机巨头MakerBot举办的数学工具模型大赛上，爱好者制作了各类创意教具，并用3D打印机将创意立体化为三维实物，大大提高了学习者的学习兴趣。大量实践证明，教学中采用生动的、符合情境的教具，课堂氛围更热烈，教学过程更轻松，学习效果更显著。（图1）为教师自行设计并打印的球齿轮教学模型，3D打印教具的使用可促使学习者将已有知识经验与实际问题进行联系，深化知识和内涵；使教师从知识权威转变为学习者研学的促进者，有利于引导学习者应用所学知识来解决“现实”问题。
3.2 3D打印技术用于课外创新实践活动
创新是一个民族进步的灵魂，提高自主创新能力、建设创新型国家必须依靠创新型人才，而我国教育工作者针对如何培养人才创新能力难题一直在努力探索。许多学校创建了学生社团以鼓励创新，但往往一些创意思想都囿于现实而被迫终止。例如在模具设计中学生试图将创意付诸实践时发现，即使标准零部件仍需去市场上逐一甄选，过程繁杂，而非标准件则必须找代工厂进行单件生产，加工周期长且价格昂贵，这些困扰在很大程度上消减了学生创新的积极性。
3D打印的出现彻底改变了@一现状，任何创意设计都不再局限于传统加工能力的局限，3D打印机可以快速打印出学生DIY过程所需的零件，学生几乎可以足不出户就能将创意变成成品。3D打印可激发学生对某些科学过程或现象进行可视化展现，便于进行科技发明或创新制作，为实现设计提供一种更加高效的途径。
3.3 3D打印技术用于培养大学生的综合技能
当今社会对人才的知识体系要求发生剧烈变化，从传统的单一知识形式转变为多领域知识融合形式。3D打印对于中小学生可简单定位为一种科普教育，而在高等教育理工学科中则应是一种技能教育。因此，3D打印机对于大学生不仅仅是一种模型制作设备，更应该通过对打印设备的系统学习，深入掌握所涉及的各种技术知识。
如前所述，3D打印技术是一种集多领域知识于一体的技术形式，它要求学生综合学习机械设计、计算机技术、控制技术、光学技术、材料科学等多种专业技术，这就必然促使大学生加强多领域知识的学习与融合，契合当今社会对综合型人才的需求。
3.4 3D打印技术用于提高大学生就业竞争力
近年来我国大学生就业问题日益突出，其根源在于人才培养与社会需求脱节，存在“两张皮”现象。部分专业的课程设置和课程内容不能与时俱进，与社会岗位对专业人才的要求不相符合。2014年9月，人力资源咨询机构WANTED Analytics报告表示，近四年来市场上对具备3D打印与增材制造相关技能的人员需求量持续上升；2014年8月，3D打印行业的招聘广告数量比去年同期增长103%，且相关岗位的人员招聘难度系数最高达到60%，企业很难招聘到具有此项专门技术的人才，人才缺口十分巨大。
目前，我国还没有设置3D打印专业，仅出现小规模具有高校背景的培训机构，远不能满足市场对3D打印人才的需求，所以亟待将3D打印技术融入课堂教学，将人才培养与社会需求结合起来，可以大大提高学生就业竞争力。
3.5 3D打印技术用于开展产学研项目
技术作为连接知识与生产的桥梁，不仅是知识的应用与物化，要进行构思设计，还要直接作用于生产过程，进行产品开发与制造。因此，积极开展产学研项目合作是把握技术的理论性与实践性之间发展规律的重要环节。
3D打印技术用于开展产学研项目有利于培养学生科研能力，增强科研转化能力。对于高校，一方面可对3D打印技术进行深入科学研究，另一方面应向企业提供共享服务。如青岛高新区引进西安交通大学快速制造国家工程研究中心卢秉恒院士团队，帮助其打造完整的3D打印产业链；与中科院自动化所共建青岛智能产业技术研究院，建设3D打印社会资源平台等，形成双赢的局面。
4、结束语
目前，3D打印技术受到了各个领域的高度重视。虽然3D打印引入教学中还存在着很多困难，但其带来的效果是不可估量的。3D打印技术的运用，需要学校与师生的支持，使其充分发挥作用，为我国教育事业的发展提供动力。
参考文献
[1] 张彦芳.3D打印技术及其应用[J].科技视界，2013
