張沖

（鞍山技師學院，遼寧鞍山114020）

摘 要：本文主要從3D打印技術的原理及特點、3D技術的發(fā)展前景及其專業(yè)課程在中職學校的建設等方面的論述，說明了3D打印專業(yè)課程建設的重要性，從而促進了中職學校3D打印專業(yè)又好又快的發(fā)展。我們主要從3D打印專業(yè)技術在中職學校建設的重要性來探究，3D打印技術在中職院校建設的重要性。

關鍵詞： 中職學校 3D打印 專業(yè)課程建設

3D打印技術出現在上世紀90年代中期，是以一種新的理念和方法在產品的設計與產品的生產過程中，它擺脫了各種限制，在節(jié)省時間的同時可以制作出與預期設計相一致的產品，它也打破了傳統的工業(yè)流程，3D打印技術使工業(yè)流程更節(jié)省材料、更整潔，并且打印出的產品更加貼近預期，。如今這一技術在醫(yī)療、考古、航天航空、建筑、服裝設計等多個領域得到應用。

一，3D打印技術的原理及其特點

3D打印技術，簡單來說是一種以計算機數字模型為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料進行實體化，即逐層空間打印的方式來構造實物的技術。3D打印機又稱三維打印機 ，3D打印技術的操作原理是將一個空間存在物體轉化為計算機中的三維模型進行描述，通過軟件的分層離散和數控成型系統，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、塑料、陶瓷粉末、細胞組織、塑料等特殊材料進行逐層的堆積和粘接，最終疊加成型。它的工作原理與普通的打印機大致相同，都是在打印機的內部裝有或液體或固體粉末等材料，與電腦連通后，將電腦的設置要求一層層打印出來，進行疊加處理，最終形成實物。與傳統的制造業(yè)不同的是，3D打印技術并不需要經過模具等機械加工程序對原材料進行定型、切割最終制造出產品，而是將三維空間的實體轉變?yōu)槿舾蓚€二維平面，對材料逐層處理并疊加制作，極大的降低了操作難度。以前的制造工作的產品部件設計生產完全依賴于生產工藝是否能完成，而3D打印技術的出現完全顛覆了傳統觀念，這使得企業(yè)在生產組成構件的時候不再需要考慮生產工藝是否能將其實現的問題，因為任何復雜的設計均可通過3D打印技術得以實現。這種數字化制作模式不需要龐大的機床和大量勞動力，可以直接利用計算機中的數據就可快速生成所需的零件。目前這種3D打印技術在航空航天 、工業(yè)、醫(yī)學、機械、建筑、藝術、雕刻、考古等多個領域都有應用。盡管仍有待完善，但3D打印技術市場潛力巨大，勢必會成為未來制造業(yè)的眾多突破技術之一。

二，3D打印技術的發(fā)展前景

3D打印技術不需要機械加工或模具，能夠直接利用計算機圖形數據而生成任何設計的形狀的物體，從而極大地減少了產品的生產時間，提高了生產效率。新時代的制造業(yè)向著“智能制造”的大方向發(fā)展，恰好3D打印符合這一方向。2012年3月份，美國總統奧巴馬為了重振美國的經濟和美國的制造業(yè)，提出了建設全美制造業(yè)創(chuàng)新網絡計劃，并將3D打印技術設為方向之一。2012年4月，美國的《經濟學人》刊登了一片名為《第三次工業(yè)革命》的封面文章，表示3D打印技術將于其他一些數字化生產模式一起推動第三次工業(yè)革命的實現，并且稱這也是制造業(yè)的未來。不久后，美國名為《連線》的雜志主編Chris Anderson與年底離職，并創(chuàng)辦3D打印制造公司的CEO。美國的《時代》周刊也將3D打印技術 列為“美國十大增長速度最快的工業(yè)”。中國于2012年10月成立了中國3D打印技術產業(yè)聯盟，現在中國已經成功打印出動物的骨骼，并開始嘗試在醫(yī)學上使用。2017年4月21日有消息稱 ，美國的杜克大學正在開發(fā)一種新型生物3D打印材料，這種材料由水凝膠混合物構成，利用3D打印技術制作出人工的半月板，這是脛骨關節(jié)之間的兩個纖維軟骨組織未來，未來還有可能利用該技術制造出其他的軟骨植入物。3D打印技術具有更人性化、個性化的特點，生產的地點較為隨意，節(jié)約了成本及能源，同時也精簡了制作程序，節(jié)省了大量勞動力，3D打印技術是中國制造業(yè)新的方向，解決了制約中國制造業(yè)發(fā)展的難題。

隨著智能化在制造業(yè)的進一步發(fā)展，新的信息技術、材料技術和控制技術等技術逐漸被應用到制造界及其他領域，與此同時，3D打印技術也逐漸走向了一個更高的層面。在未來，3D打印技術會有更加精密、更加智能、更加普及的發(fā)展趨勢。

三，3D打印專業(yè)課程建設的重要性

李克強總理在主持的國務院會議專題講座時聽取了我國機械制造與自動化方面的著名科學家、增產制造界的領軍人物盧秉恒院士有關于3D打印技術的講座。在他看來，3D打印技術是產品開發(fā)的利器，比如曾經一架飛機的研發(fā)時間需要10到20年，有了3D打印技術之后，大大的縮短了工作流程，節(jié)省了做首件的模具、刀具等工具，可以用很短的時間做出結構構件進行工業(yè)的裝配、試件和驗證。在此之后也帶來了一股自上而下推崇3D打印技術的熱浪，在此之前早有教育工作者開展了3D打印方面的研究和教育教學工作，也有大學在實驗基地專門成立了一門學科關于3D打印技術教育，甚至還有小學的啟蒙教育種并入了該技術作為必修課。所以3D打印技術作為一門新興并且優(yōu)點極多的熱門技術走進中職教育是時代的必然結果。

從上面的分析中我們不難發(fā)現，如果學生畢業(yè)后打算從事3D打印方面的工作，僅僅只有該方面的專業(yè)知識是不夠的。為了能以3D打印技術為中心向相關的各個行業(yè)全方面發(fā)展，實施起來的難度更大。 我們可以從其他角度看，比如把各專業(yè)逐漸滲透3D打印技術，把3D打印作為各個相關專業(yè)的重點發(fā)展方向或者需要掌握的一門技能來發(fā)展，這樣其可操作性會大幅度提升，實現的可能性會更高。 比如，在建筑學方面，建筑、土木、建環(huán)等專業(yè)的學生可以開設3D打印專業(yè)課程，學生在畢業(yè)后既有相關的建筑學知識，又具備3D打印方面的知識，在以后的工作學習中，能夠更好的利用3D打印技術為建筑領域服務。 對于中職院校的學生來說，我們可以給學生開設3D打印專業(yè)課程，主要教授3D打印技術的工作原理及其操作方法，這樣的培養(yǎng)下，學生畢業(yè)后會對3D打印的程序編制、3D打印設備操作非常熟練，他們既能夠掌握了相關的專業(yè)知識又能夠自行操作3D打印設備，使得畢業(yè)生的就業(yè)方向更加廣闊，應對應聘的競爭力更強。 學生選擇工作時，既可以選擇與原來專業(yè)有關聯的工作，同時也可以選擇以3D打印技術為主，同時也許掌握原來專業(yè)內容的工作，在同屆畢業(yè)生中，掌握的技能更加豐富。如果把他們安排到有關于醫(yī)學的行業(yè)工作，輔助相關工作人員工作，那么工作起來會更加的順利。

綜上所述，3D打印技術作為一項先進的制造生產類技術，越來越受到社會的廣泛重視。包括醫(yī)學領域、建筑領域、航空領域在內的許多領域也致力于3D打印專業(yè)技術的應用和推廣，隨著3D打印技術的不斷發(fā)展進步，它將在更多領域占有一席之地，所以對于參與研發(fā)3D技術和能夠掌握操作3D打印設備的人才需求量越來越大，全社會都應該開始重視該技術的人才培養(yǎng)。我認為在中職院校，3D打印技術更應該作為一門專業(yè)的技術課程來組織學校開展教學工作，對于相應的課程體系進行編設、全方面建設師資隊伍等方面，這也是為社會培養(yǎng)3D打印技術的高素質人才的的必經之路。