3D打印技術(shù)在高職教育中的應(yīng)用研究

鄧海峰 吳通凱 貴州裝備制造職業(yè)學(xué)院 機(jī)械工程系

1 3D打印技術(shù)概述

3D打印技術(shù)又叫增材制造技術(shù)和快速成型技術(shù)，是一種全新的產(chǎn)品加工制造技術(shù)，具有智能、環(huán)保和快速等特點(diǎn)。目前3D打印技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)制造、國(guó)防科工、醫(yī)療衛(wèi)生和教育培訓(xùn)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，特別是在教育領(lǐng)域，3D打印技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)源硬件等技術(shù)結(jié)合成為了“創(chuàng)客”的基本工具。目前常見(jiàn)的3D打印技術(shù)主要有熔融沉淀(FDM)、光固化成形(SLA)、選擇性激光（SLS）燒結(jié)和粉末粘合（3DP）等幾種，由于熔融沉淀式3D打印時(shí)它們中成型質(zhì)量中等，操作最簡(jiǎn)單和成本最低的一種而獲得了最廣泛的應(yīng)用。

2 3D打印在高職教育中的重要作用

目前我國(guó)高職教育的核心之一是培育應(yīng)用型技能人才，而3D打印這一全新的制造技術(shù)給傳統(tǒng)的教育模式帶來(lái)了巨大的機(jī)遇，在高職教育中積極探討3D打印技術(shù)的應(yīng)用有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。3D打印在高職教育中的重要作用有以下幾點(diǎn)：

首先，3D打印技術(shù)是一種適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的新技術(shù)，相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，市場(chǎng)對(duì)3D打印專業(yè)人才的需求量逐年上漲，這對(duì)高職院校的人才培養(yǎng)提出了現(xiàn)實(shí)的要求。于此同時(shí)，由于新的社會(huì)需求的出現(xiàn)也給高職院校提供了全新的發(fā)展機(jī)遇。

其次，3D打印技術(shù)可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3D打印是一種可思即可得的技術(shù)，學(xué)生們通過(guò)3D打印技術(shù)可以將他們心中所想的創(chuàng)意直接制造加工出來(lái)，這可以大大刺激學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)作，提高他們的創(chuàng)新思維能力?？梢詫⒃境橄箅y懂的概念原理直接打印成模型展現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生可以更好的感知實(shí)體，從而降低學(xué)習(xí)難度，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和興趣，從兒提升教學(xué)質(zhì)量。

最后，在高職教育中應(yīng)用3D打印技術(shù)有助于提升教師的專業(yè)素養(yǎng)。高職教育的教師作為知識(shí)的教授者在面對(duì)3D打印這種全新技術(shù)時(shí)首先自己要能夠熟練掌握相關(guān)理論知識(shí)和方法，才能保證相關(guān)教學(xué)活動(dòng)的正常進(jìn)行。而這個(gè)學(xué)習(xí)全新技術(shù)的過(guò)程無(wú)疑對(duì)提高高職教師的職業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)水平有著重要意義。

3 3D打印在高職教育中的典型應(yīng)用

3.1 制作教學(xué)模具

3D打印是一項(xiàng)快速低成本的成型技術(shù)，特別適合小批量生產(chǎn)，因此可以用它來(lái)制造高職教育中的常見(jiàn)教具。如在醫(yī)學(xué)教學(xué)中打印出人體的骨骼模型，在汽車教學(xué)中打印出發(fā)動(dòng)機(jī)模型，在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中打印出蝸輪蝸桿等結(jié)構(gòu)。這些課程的理論性較強(qiáng)而且對(duì)學(xué)生的空間想象和抽象思維能力要求較高，而在傳統(tǒng)的高職教育中常有模型缺失和陳舊，模型與教材不匹配等問(wèn)題，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生較強(qiáng)的排斥和畏難心理。而采用3D打印技術(shù)制作的教學(xué)模具則可以在極低的成本下制作直觀、高精度和與教材想匹配的教具，從而幫助學(xué)生更好的理解和掌握知識(shí)，提高課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量。

3.2 在創(chuàng)客實(shí)踐中的應(yīng)用

當(dāng)下在高職院校中正廣泛開(kāi)展大學(xué)生雙創(chuàng)活動(dòng)，各個(gè)學(xué)校出臺(tái)了各種優(yōu)惠政策支持大學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，也鼓勵(lì)學(xué)生成立創(chuàng)新社團(tuán)，通過(guò)開(kāi)展課外創(chuàng)新實(shí)踐互動(dòng)提高自己的動(dòng)手能力。而3D打印技術(shù)在創(chuàng)新實(shí)踐方面有著天然的優(yōu)勢(shì)，可以作為高職院校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要工具手段。因?yàn)椋?D打印技術(shù)相當(dāng)于給學(xué)生提供了一種將其創(chuàng)新思想變現(xiàn)的手段，通過(guò)設(shè)計(jì)和制作，學(xué)生可以很快的將創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并在才過(guò)程中掌握如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造裝配和產(chǎn)品推廣的整套知識(shí)，這對(duì)大專生綜合能力的提升有著巨大的好處。

3.3 促進(jìn)高職教學(xué)改革

隨著最近十年來(lái)高職教學(xué)改革的不斷深入，在高職教學(xué)中不斷強(qiáng)調(diào)對(duì)新技術(shù)和新方法的引入，從而適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)技能型人才的實(shí)際需要。而3D打印技術(shù)在高職教學(xué)中的官方應(yīng)用，可以逐漸改變過(guò)去傳統(tǒng)的教學(xué)模式，可以開(kāi)設(shè)大量新的課程，通過(guò)將3D打印技術(shù)與相關(guān)學(xué)科進(jìn)行交叉融合，從而利用 3D 打印技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革，最終實(shí)現(xiàn)3D打印專業(yè)人才的培養(yǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

3D打印技術(shù)是一項(xiàng)在高職教育中有著廣泛應(yīng)用前景的技術(shù)，本文通過(guò)對(duì)3D打印技術(shù)在高職教育中的重要作用和幾個(gè)常見(jiàn)的典型應(yīng)用，闡述了其在高職教育中的實(shí)踐途徑，對(duì)相關(guān)研究有一定的啟發(fā)意義。