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3d打印技術(shù)論文范文第1篇

目前的3d打印技術(shù)可以很大幅度的節(jié)約成本，并且還具有傳統(tǒng)建筑所不具有的綠色、低碳和環(huán)保等優(yōu)勢。目前的3D打印技術(shù)不再需要數(shù)量非常龐大的建筑工程隊伍，從很大程度上節(jié)約了勞動成本和提升了施工生產(chǎn)效率。而且現(xiàn)在的3D打印技術(shù)可以解決其他方式很難解決的高成本曲線建筑造型打印，并且其打印的強度更高，質(zhì)量更加輕的混凝土建筑物。但是就目前的3D打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，還不能夠完成大體積的建筑物打印，而只能夠通過打印構(gòu)件來進行拼裝，因此3D打印技術(shù)還無法在高層建筑中進行打印，如果要打印出幾十層的建筑物，那么就需要設(shè)計出更加龐大的打印機，并且還要解決打印結(jié)構(gòu)的強度問題。

二、3D打印技術(shù)在土木工程應(yīng)用中的展望

首先，商品混凝土的原材料將會比現(xiàn)在的種類多出許多，應(yīng)用的也將更為廣泛，例如膠凝材料，未來可能將樹脂材料、特種水泥材料，甚至是鎂質(zhì)膠凝材料作為其主要材料，此外，對于粗細的要求將會更加嚴(yán)格，以滿足3D打印的實際需求，也有可能使用破碎工藝制造出現(xiàn)在沒有的材料，并且外加劑也將會產(chǎn)生較大的改變，材料運用的不用將在混凝土中的作用也存在著巨大的差異。為了能夠滿足3D打印需求，混凝土不僅需要在空氣中快速的凝結(jié)，而且其還應(yīng)該具備優(yōu)秀的流變性，骨料的粒徑將進一步的縮小，粒徑也更加趨于圓形，并且由于新型外加劑的使用，使得其能夠完美的解決各層間的結(jié)合問題。其次，混凝土在配合比的設(shè)計上，可能還需要一些新的成熟的理論支撐，這是由于3D打印使用到的混凝土與傳統(tǒng)混凝土有很大的差別，新的混凝土的各項性能也存在著巨大的差異，已經(jīng)不是傳統(tǒng)的水灰比、砂率等能夠左右的，由于其性能發(fā)生了巨大的改變，如硬化能力、收縮能力等，目前的混凝土相關(guān)強度理論、水化理論等都無法應(yīng)用到新的混凝土中。為了進一步的獲得更耐久、更高強度、更完美的拌合物性能，需要從新的角度去進行實踐，再得到新的理論，然后再不斷的完善理論，找出新的配合比設(shè)計方法，并建立起相關(guān)的計算模型、硬化模型、壽命模型等。最后，由于3D打印機將會隨機不間斷進行工作，混凝土生產(chǎn)持續(xù)性上也會隨著3D打印的全過程不斷運轉(zhuǎn)。因此整個工程施工將會在一個周期或者是一次性完成，那么這就給攪拌系統(tǒng)提出了很高的要求，使得整個攪拌工作能夠在攪拌運輸車上完成。

三、結(jié)束語

3d打印技術(shù)論文范文第2篇

曾說過：“一項工程科技創(chuàng)新，可以催生一個產(chǎn)業(yè)，可以影響乃至改變世界。”3D打印技術(shù)正是這樣一項工程科技創(chuàng)新。3D打印對于傳統(tǒng)工業(yè)來說是一次革命，同時，它也給醫(yī)療行業(yè)帶來深遠的影響。

黃文華，南方醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院院長，這些年來，他一直致力于將3D打印技術(shù)融入到醫(yī)學(xué)發(fā)展當(dāng)中。

志在“3D”

3D打印技術(shù)又稱“快速成型”“增材制造”，已廣泛應(yīng)用于航天、汽車、玩具等制造領(lǐng)域，有別于傳統(tǒng)的制造工藝，可快速生成復(fù)雜的幾何實體。隨著學(xué)科的交叉滲透，3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成為新的焦點。在黃文華看來，3D打印技術(shù)與醫(yī)學(xué)具有天然的親和力，通過個性化定制能夠為患者“量體裁衣，度身定做”。

聽起來玄幻，可就在2015年，康裕建教授就成功制造出了全球第一個3D打印人工心臟，并最終移植到了豬的身上；而黃文華團隊的3D打印技術(shù)在骨科的轉(zhuǎn)化應(yīng)用也早已開展得如火如余。

2014年年初，廣東成功實施了世界首例“髖臼骨折3D打印腹腔鏡輔助下內(nèi)固定術(shù)”，引起國內(nèi)外的高度重視，黃文華也參與了這一“世界首例”的設(shè)計。更值得稱道的是，他用3D打印技術(shù)輔助足趾移植再造拇手指的研究，規(guī)范了手指再造手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化流程，解決了以往手術(shù)精準(zhǔn)性低、并發(fā)癥多、再造手指外觀不理想、再造指功能不滿意等問題。該技術(shù)還進行了進一步的延伸應(yīng)用，創(chuàng)新性地實現(xiàn)了單手5指脫套傷一次全形再造5指，該項技術(shù)已在國內(nèi)多家醫(yī)院進行推廣應(yīng)用。

“醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)的發(fā)展離不開打印設(shè)備及新材料的研究，金屬打印、生物打印的出現(xiàn)無疑為醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了更大的發(fā)揮空間。這也是目前應(yīng)用的熱點，同時也是研究的難點?！闭劶?D打印的未來，黃文華這樣說道。

創(chuàng)傷修復(fù)者

“面向國家對創(chuàng)傷修復(fù)與治療的重大戰(zhàn)略需求，針對當(dāng)今社會嚴(yán)重創(chuàng)傷多發(fā)的特點，圍繞創(chuàng)傷主題，我將再生醫(yī)學(xué)及創(chuàng)傷修復(fù)機制研究確立為研究方向之一?！秉S文華說，要想提高廣東省的創(chuàng)傷救治能力，平臺水平是關(guān)鍵，在這方面黃文華貢獻諸多。他建設(shè)了“南方醫(yī)科大學(xué)3D打印服務(wù)公共網(wǎng)絡(luò)”以及“南方醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)3D打印研究所”，依托于此，構(gòu)建了以臨床應(yīng)用解剖學(xué)、數(shù)字醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)3D打印為核心的技術(shù)平臺。該平臺的建設(shè)極具意義，一方面，通過“臨床需求―服務(wù)平臺―臨床應(yīng)用”的雙向聯(lián)動機制，面向臨床醫(yī)療機構(gòu)提供虛擬仿真設(shè)計、3D打印、醫(yī)療器械創(chuàng)新設(shè)計等技術(shù)服務(wù)，滿足個性化醫(yī)療需求并拓寬醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)的覆蓋面；另一方面，通過平臺建設(shè)及應(yīng)用可充分了解醫(yī)學(xué)需求，有針對性地完成目標(biāo)數(shù)據(jù)的積累和研究，培育并擴大3D打印技術(shù)的醫(yī)療市場。

在醫(yī)學(xué)3D打印臨床應(yīng)用平臺建設(shè)的基礎(chǔ)上，黃文華又依托廣東省創(chuàng)傷救治科研中心及下屬的60余家臨床基地，與創(chuàng)傷外科、矯形外科、神外科、肝膽外科等廣泛合作，以滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)個性化、科學(xué)精準(zhǔn)的治療要求為目標(biāo)，開展了相關(guān)技術(shù)在創(chuàng)傷救治領(lǐng)域的應(yīng)用研究和醫(yī)療器械的創(chuàng)新研制與產(chǎn)業(yè)化，收獲了不少的成果。他參與開發(fā)出了多模態(tài)人體結(jié)構(gòu)數(shù)字化建模技術(shù)、醫(yī)學(xué)生物力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化檢測技術(shù)、組織工程構(gòu)建與檢測技術(shù)、組織修復(fù)材料構(gòu)建技術(shù)等。同時，黃文華還聚力高端核心技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用轉(zhuǎn)化，通過整合工藝、材料、應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)三個方面展開3D打印基礎(chǔ)應(yīng)用研究，推動了創(chuàng)傷救治醫(yī)學(xué)的轉(zhuǎn)型升級。

“創(chuàng)新”園丁

從師從我國數(shù)字人和數(shù)字醫(yī)學(xué)的開拓者鐘世鎮(zhèn)院士，到如今的桃李滿園，黃文華已經(jīng)成長為一位優(yōu)秀的師者。目前，經(jīng)他指導(dǎo)的大部分學(xué)生都已成為臨床和教學(xué)骨干，他參與解剖相關(guān)教材編寫數(shù)量高達35部，其中主編和副主編解剖教材17部。黃文華曾先后獲校級教學(xué)優(yōu)秀一等獎8次、教學(xué)成果獎3次、南方醫(yī)科大學(xué)青年教師教學(xué)競賽三等獎等榮譽稱號。2012年，他當(dāng)選為南方醫(yī)科大學(xué)“南醫(yī)優(yōu)秀教師”。

3d打印技術(shù)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：便攜式；并聯(lián)臂式；可伸縮；3D打印機；機構(gòu)設(shè)計 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP334 文章編號：1009-2374（2016）33-0005-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.33.003

1 概述

3D打印在國內(nèi)外是一個新型領(lǐng)域，具有巨大的市場競爭力，不再是依賴于傳統(tǒng)的工藝技術(shù)，而是根據(jù)設(shè)計出的產(chǎn)品模型，打印出想要的實體模型，不需要過多的人力物力就能制造出產(chǎn)品。

本文所設(shè)計的3D打印機最新奇的地方在于它的Z軸設(shè)計。機器不再采用固定長度的支撐架，而是將帶有出料器和噴頭的打印機安置在3條可伸縮的套筒伸縮器上，這樣的設(shè)計使得打印機的整體體積不再受限于構(gòu)建空間的體積，而能在不使用的時候?qū)⒋蛴C收縮成僅有一個公事包的大小。

本文研究的并聯(lián)臂式3D打印機實現(xiàn)了可伸縮功能，當(dāng)開展工作時，結(jié)構(gòu)展開的工作尺寸為818×506×450，打印完成之后，結(jié)構(gòu)收縮后，其尺寸為481×347×350，大大減小機體體積，攜帶存放方便。在提供足夠大的構(gòu)建空間的同時，能夠根據(jù)工作需要自動伸展收縮機構(gòu)，在不影響甚至是改進設(shè)備功能的情況下，改進機體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)可伸縮，便于攜帶，提供設(shè)備性能。

2 整體方案設(shè)計

本論文所研究的并聯(lián)臂式3D打印機為DELTA機構(gòu)的一種，從結(jié)構(gòu)形式上來看與Star Like并聯(lián)機構(gòu)、Tsai并聯(lián)機構(gòu)相同，屬于3自由度的三維純移動機構(gòu)。同大部分的并聯(lián)臂式3D打印機構(gòu)一樣，它主要由三角支撐架機構(gòu)、并聯(lián)臂傳動機構(gòu)、送料機構(gòu)、打印頭和平臺組件組成。原先的三角支撐架結(jié)構(gòu)是剛性的，不可伸縮，通過優(yōu)化改良，將三角支撐架機構(gòu)設(shè)計成可伸縮式機架，其設(shè)計方案如圖1所示。這樣的設(shè)計方案使3D打印機框架本體所能適應(yīng)的空間維度更加廣闊，也使打印機適應(yīng)各種大小零件的打印。三角結(jié)構(gòu)框架的改進達到了伸縮式的目的，使機構(gòu)本身的靈活性更為突顯。

本設(shè)計方案：利用三個滑塊分別在三根直線滑軌上是移動，帶動并聯(lián)臂運動，從而形成對X、Y、Z三個運動方向的控制，并聯(lián)臂傳動機構(gòu)還包括動力機構(gòu)，動力機構(gòu)包括步進電機和同步帶，步進電機通過同步帶帶動滑塊在直線滑軌上上下移動。由此順序的連接，使整個傳動機構(gòu)形成一個整體，保證了運動的可靠穩(wěn)定，為確保打印精度奠定了堅實基礎(chǔ)。步進電機型號為42HS8401，同步帶型號為2GT-6。送料機構(gòu)置于三角支撐架結(jié)構(gòu)的上端，打印頭設(shè)置在可伸縮式機架內(nèi)部，通過并聯(lián)臂傳動機構(gòu)與可伸縮式機架連接，送料機與打印頭之間通過送料管連通，平臺組件設(shè)置在可伸縮式機架底部。自上而下的合理布置使打印機本身的各機構(gòu)清晰明了，為打印機構(gòu)提供了一種快捷有效的生產(chǎn)方式。

在產(chǎn)品優(yōu)化及功能開發(fā)中，產(chǎn)品在平臺組件上增設(shè)了一個小小的零件――便攜把手，安裝這一零件是為了達到便攜的目的。在不影響機構(gòu)整體設(shè)計，同時又要做到不干涉3D打印機正常工作且不影響其美觀的前提下，將便攜把手安裝在打印平臺的底部，利用它來提起整個機器就會方便多了。

3 功能組件1――可伸縮部件設(shè)計

在打印相對較大的零件時，我們也需要足夠大的3D打印機進行打印，以滿足零件本身的空間要求。如果設(shè)計一臺能夠滿足較大零件生產(chǎn)的機器，那么它的占地面積勢必會很大，在不需要其工作時，它所占的空間就浪費了。為了避免這樣的情況，也為并聯(lián)臂3D打印機更加靈活，本項目設(shè)計了一款可伸縮的打印機框架結(jié)構(gòu)。其特點在于三角支撐架的橫向及縱向皆可通過調(diào)節(jié)伸縮，這樣的設(shè)計使其在使用過程中適應(yīng)性更強、更方便攜帶。

圖1所示的是縮小到最小狀態(tài)的三角結(jié)構(gòu)框架?？缮炜s式機架為角件和伸縮桿構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，角件包括三個上支撐角件和三個下支撐角件，三條伸縮桿呈三角形平行排列，每條伸縮桿的上下兩端分別與一個上支撐角件和一個下支撐角件固定連接，三個上支撐角件通過三條伸縮桿相連，構(gòu)成三角形結(jié)構(gòu)，作為可伸縮式機架的頂部，三個下支撐角件通過三條伸縮桿相連，構(gòu)成三角形結(jié)構(gòu)，作為可伸縮式機架的底部。伸縮桿包括支撐桿套、支撐桿、直線軸承和軸承座，支撐桿套的一端固定在角件上，另一端通過直線軸承和軸承座與支撐桿的一端連接，支撐桿的另一端固定在另一角件上，軸承座上還設(shè)有鎖緊螺釘座，鎖緊螺釘座上設(shè)有鎖緊螺釘，鎖緊螺釘用于鎖緊伸縮桿，固定其長度。

支撐桿分別通過直線軸承伸入到對應(yīng)的支撐桿套中，支撐桿是活動件，當(dāng)支撐桿伸長或縮短時，通過設(shè)置在鎖緊螺釘座上的鎖緊螺釘進行鎖緊，使上方三根桿固定不動，形成首尾相接的三角形。下方結(jié)構(gòu)相同，上下一致動作，便可實現(xiàn)水平方向上的伸縮。垂直方向上的伸縮原理相同。

三角支撐架機構(gòu)中的支撐桿套、角件是采用鑄鋁銑削加工而成的，利用鑄鋁為材料不僅能夠滿足三角架本身的剛度要求，而且這種材料質(zhì)量輕，大大減小了打印機的重量。支撐桿采用45鋼鍍鉻而成，支撐桿直徑不大，采用45鋼鍍鉻保證了支撐桿的剛性，延長了它的使用壽命。承座與鎖緊螺釘座采用鋁件加工而成，表面做噴砂處理。

4 功能組件2――便攜部件設(shè)計

設(shè)計便攜式機構(gòu)時，充分考慮到了方便、快捷、節(jié)省的設(shè)計理念，在原有的、已完成的機構(gòu)框架上想出路，既保證了機構(gòu)原來的工作性能，又完善了機械結(jié)構(gòu)的整體的功能，同時又不影響其美觀。

由平臺組件的組成看，原平臺組件在打印機機構(gòu)中主要有兩大作用：一是提供打印平臺打印相關(guān)零件，打印平臺置于加熱平臺之上，為加工零件提供依托平臺；二是內(nèi)設(shè)調(diào)平螺絲，通過調(diào)平螺絲連接打印平臺與三角伸縮支架機構(gòu)的同時，也通過調(diào)平螺絲對打印平臺進行調(diào)平，以確保打印精度?，F(xiàn)在加熱平臺的底部安裝一個便攜把手，增加了一項便攜的功能。通過對平臺組件的開發(fā)利用不僅使其只作為打印零件的依托，更使它作為整個框架構(gòu)件的紐帶，成為便攜把手的有利依托。當(dāng)整個機構(gòu)縮到最小時，將機構(gòu)倒置，這樣其整體就是一個可提攜的三角箱體，這樣的設(shè)計更符合人體舒適度的要求，方便攜帶。

在材料的選擇上也充分考慮到材料與加工零件材料的相適應(yīng)性，由此加熱平臺采用3mm厚的三角形鋁基板制成；打印平臺采用高硼玻璃制成，耐高溫、耐腐蝕，性能穩(wěn)定，在此平臺上打印零件方便摘取。

5 結(jié)語

并聯(lián)臂式3D打印機的打印速度要比普通XYZ三軸3D打印機快很多，且成本可降低20%左右。可以打印的產(chǎn)品目前以日常生活用品為主，比如塑料水杯、盒子等以及文化創(chuàng)意物品、外形復(fù)雜美觀的裝飾品。本文主要針對并聯(lián)臂式3D打印機的機械結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和優(yōu)化，重點對送料機構(gòu)與支撐構(gòu)件進行了研究與優(yōu)化，使該機構(gòu)達到了更高的打印精度和速度，具有一定的運用前景。

未來并聯(lián)臂式3D打印機研究方向主要有以下四個方面：（1）并聯(lián)臂式3D打印機綜合檢測系統(tǒng)的研究，包括位置、速度等；（2）并聯(lián)臂式3D打印機工作空間和靈活度的分析；（3）多自由度并聯(lián)臂式3D打印機的設(shè)計與研究；（4）提高并聯(lián)臂式3D打印機運動過程的精度及其抗干擾能力。

通過對并聯(lián)臂式3D打印機的優(yōu)化與設(shè)計，項目組同學(xué)學(xué)會了使用UG軟件進行曲面建模，學(xué)會使用UG進行機構(gòu)的運動仿真以及有限元分析，并且進一步明確了未來的研究方向。在學(xué)到知識的同時，還學(xué)到如何合理地利用時間，如何合理地進行人力資源分配。我們要勇于探索高端，不能滿足于現(xiàn)狀。

參考文獻

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[3] 康曉娟.Delta并聯(lián)機器人的發(fā)展及其在食品工業(yè)上的 應(yīng)用[J].食品與機械，2014，（5）.

3d打印技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客；創(chuàng)客教育；創(chuàng)造的學(xué)習(xí)；深度融合

中圖分類號：G434 文獻標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2016）13/14-0110-04

近幾年來，創(chuàng)客、創(chuàng)客文化、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)客教育成為政府、社會、企業(yè)、教育等關(guān)注的熱點。以“探究、批判、實踐、交流和分享”為核心的創(chuàng)客精神在逐步與教育結(jié)合之后迅速走進了廣大中小學(xué)校園。各類學(xué)校創(chuàng)客空間如雨后春筍般建立起來，創(chuàng)客課程被開發(fā)并應(yīng)用到學(xué)校創(chuàng)客課堂教學(xué)中，各種針對中小學(xué)的機器人、3D打印、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計等創(chuàng)客比賽活動開展得如火如荼。

創(chuàng)客精神契合了培養(yǎng)創(chuàng)新人才的教育精神，它使學(xué)生在開放、交流、分享的氛圍下，開展獨立自主、互助分享、動手動腦、超越自我的新體驗。創(chuàng)客精神與教育相遇，便誕生了創(chuàng)客教育?？梢哉f，創(chuàng)客教育融創(chuàng)新教育、體驗教育、項目學(xué)習(xí)等思想于一體，契合了學(xué)生富有好奇心和創(chuàng)造力的天性；創(chuàng)客教育以課程為載體，在創(chuàng)客空間的平臺下，融合科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科知識，培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力以及解決問題的能力。

中小學(xué)推進創(chuàng)客教育課程現(xiàn)狀

目前，中小學(xué)的創(chuàng)客課程涵蓋了3D打印、機器人、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)控車床、木工工藝、電腦創(chuàng)作等內(nèi)容。創(chuàng)客教育以課程為載體，融合項目教學(xué)、體驗教學(xué)、DIY等課堂教學(xué)模式，通過激發(fā)學(xué)生興趣，實施推動項目、教師引導(dǎo)、學(xué)生創(chuàng)新、小組合作、成果分享等教學(xué)過程，形成眾多蘊含創(chuàng)客精神、培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新精神的創(chuàng)客課程。中小學(xué)逐步在校園創(chuàng)客、創(chuàng)客空間建設(shè)以及校園創(chuàng)客活動等方面推進創(chuàng)客教育的發(fā)展。

1.創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生的活力

在中小學(xué)創(chuàng)客課堂上，教師強調(diào)通過主動思考、主動設(shè)計、主動制作實現(xiàn)學(xué)生全身心參與的“基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)”模式，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。創(chuàng)客課堂教學(xué)通過問題提出、工程設(shè)計、實物構(gòu)造、成果分享、過程反思，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，其中包括動手實踐、信息化應(yīng)用、問題研究及解決、大膽創(chuàng)新精神、團隊協(xié)作、樂于分享等。學(xué)生在創(chuàng)客課堂上表現(xiàn)出極大的積極性和實踐欲望，奇思妙想層出不窮；在面對新技術(shù)、新設(shè)備時，學(xué)生可以持續(xù)地研究、學(xué)習(xí)、討論，嘗試著掌握和使用；在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過知識與技能的學(xué)習(xí)與準(zhǔn)備、實踐與設(shè)計、原型制作、評價反思分享四個階段在創(chuàng)造中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中創(chuàng)造，他們不再是被動的信息與知識的接受者和消費者，而是知識的應(yīng)用者與創(chuàng)造者。這種以學(xué)生為主的教學(xué)模式培養(yǎng)出了一批校園創(chuàng)客。

2.“新技術(shù)”構(gòu)建特色創(chuàng)客空間

創(chuàng)客與新技術(shù)和跨界應(yīng)用密不可分，而技術(shù)的介入對教育的長遠發(fā)展有著更重要的意義。目前，在“新技術(shù)”的支撐下，各中小學(xué)構(gòu)建了不同規(guī)模的創(chuàng)客空間。這些校園創(chuàng)客空間借助支持創(chuàng)造設(shè)計與創(chuàng)造成果生成的建構(gòu)性技術(shù)，如3D打印技術(shù)、機器人技術(shù)、開源硬件、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及更為簡捷的編程語言等為學(xué)生展示了多樣化的創(chuàng)意空間，為學(xué)生更加有效地感受、學(xué)習(xí)與分享更多的創(chuàng)意思維提供了可能，有利于激發(fā)他們的創(chuàng)造熱情，使其獲得更多創(chuàng)意的啟示。以創(chuàng)客空間為平臺，以新技術(shù)的掌握和使用為切入點，學(xué)校創(chuàng)客課堂成為學(xué)生最喜愛的學(xué)習(xí)、實踐、交流、分享空間。

3.“創(chuàng)客活動”為創(chuàng)客教育帶來動力

近年來，各種級別的“創(chuàng)客活動”為以教師和學(xué)生為核心的校園創(chuàng)客提供了展示和交流的平臺。這些校園創(chuàng)客活躍在各種創(chuàng)客活動、大賽中，并取得了優(yōu)異的成績，這樣不僅提升了他們的學(xué)習(xí)興趣和信心，而且對周圍群體起到輻射和帶動作用。他們的創(chuàng)客經(jīng)歷、優(yōu)秀表現(xiàn)及綜合能力又為創(chuàng)客教育注入了新的活力，帶來了發(fā)展的動力。

通過“創(chuàng)客活動”，不少“校園創(chuàng)客”的創(chuàng)造成果申請了發(fā)明專利權(quán)，并通過與企業(yè)合作實現(xiàn)了創(chuàng)客成果市場化，這也從側(cè)面推動和激勵了學(xué)校創(chuàng)客教育的開展。

中小學(xué)推進創(chuàng)客教育亟待解決的問題

目前，中小學(xué)創(chuàng)客教育是在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”及創(chuàng)客文化大發(fā)展的環(huán)境下開展的，普遍呈現(xiàn)“由部分對創(chuàng)客關(guān)注和熱愛的教師帶動，社會、企業(yè)協(xié)作提供設(shè)備支撐，各種社會化的比賽活動提供動力”的模式。然而，隨著創(chuàng)客教育范圍的擴大、需求的提升，這種“非教育為主導(dǎo)，僅一門課程為載體，沒有符合教育特色的可持續(xù)發(fā)展動力”的模式，勢必制約中小學(xué)創(chuàng)客教育的發(fā)展。為此，當(dāng)前應(yīng)正確分析和解決教師觀念與能力、校園創(chuàng)客空間建設(shè)、創(chuàng)客教育目標(biāo)與評價機制等方面的問題。

1.創(chuàng)客教育不應(yīng)該局限于一門課程、個別教師

目前，中小學(xué)校創(chuàng)客教育通常是由信息技術(shù)、科學(xué)或關(guān)注創(chuàng)客活動的個別教師通過興趣小組、選修課的形式開設(shè)如機器人、3D打印、物聯(lián)網(wǎng)等課程的教學(xué)活動。這種形式在一定范圍和時間內(nèi)能取得較好的效果，然而，隨著創(chuàng)客教育的推進與各方面的需求的增加，這種將創(chuàng)客教育局限于一門或者幾門課程以及個別教師的發(fā)展形式很難真正實現(xiàn)創(chuàng)客精神與教育本源的融合，創(chuàng)客課程的建設(shè)、個別教師的業(yè)務(wù)發(fā)展都會遇到瓶頸。

各中小學(xué)應(yīng)該在培養(yǎng)個別教師群體高質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)客教育專業(yè)教師的同時，采取各種形式開展針對全體教師的創(chuàng)客教育培訓(xùn)，提升學(xué)科教師的創(chuàng)客教育理念與能力，使他們結(jié)合各自的特長和學(xué)科特點，將創(chuàng)客教育融入學(xué)科教學(xué)活動中，使對學(xué)生能力的培養(yǎng)在整個教育教學(xué)工作中得以延展和循環(huán)。

2.校園創(chuàng)客空間的建設(shè)應(yīng)立足現(xiàn)實、繼承傳統(tǒng)

校園創(chuàng)客空間是學(xué)校開展創(chuàng)客教育的重要平臺。目前，校園創(chuàng)客空間的建設(shè)呈現(xiàn)出對硬件的依托性和場所的固定化形態(tài)，校園創(chuàng)客空間的建設(shè)過于追求新設(shè)備與新技術(shù)的支撐，不少中小學(xué)的創(chuàng)客課程都是以某種設(shè)備為依托而開展。眾所周知，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的各種新技術(shù)、設(shè)備發(fā)展迅速，更新速度快，如果校園創(chuàng)客空間過于依賴硬件支持，會導(dǎo)致學(xué)校的創(chuàng)客教育陷入“創(chuàng)客被設(shè)備與環(huán)境左右”的發(fā)展困境。

校園創(chuàng)客空間的建設(shè)應(yīng)立足于現(xiàn)實，集成學(xué)校傳統(tǒng)，因地制宜地建設(shè)一套去商業(yè)化的教育創(chuàng)客空間系統(tǒng)，應(yīng)該由課程、需求決定空間的建設(shè)，而不是由空間制約創(chuàng)客教育的發(fā)展。

3.創(chuàng)客教育目標(biāo)不明確，機制不完善

目前，以賽代教，即以比賽成績作為重要評價指標(biāo)的創(chuàng)客教育目標(biāo)，普遍存在于各中小學(xué)創(chuàng)客教育中。在企業(yè)、設(shè)備的支持下參與各級各類社會化的創(chuàng)客活動、比賽，是中小學(xué)創(chuàng)客教育發(fā)展的主要機制。中小學(xué)的創(chuàng)客教育是在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”及創(chuàng)客文化大發(fā)展的環(huán)境下開展的。顯然，中小學(xué)校創(chuàng)客教育不能簡單地以“創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)”為目標(biāo)，要綜合考慮創(chuàng)客教育的價值、定位、融合等方面，將創(chuàng)新、實踐、學(xué)習(xí)、工具應(yīng)用、交流互助、自我評價等環(huán)節(jié)分解融合到學(xué)校的教育教學(xué)活動中。另外，學(xué)校應(yīng)建立一套完善的機制，從評價、參與、建設(shè)、比賽、活動等多方面形成以教育為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體、多方參與協(xié)作的學(xué)校創(chuàng)客文化。在學(xué)校的教育教學(xué)活動中，通過創(chuàng)客與教育的深度融合，推動創(chuàng)客教育的不斷發(fā)展，形成生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。

中小學(xué)推進創(chuàng)客教育的策略

中小學(xué)校創(chuàng)客教育的發(fā)展必須將創(chuàng)客的核心理念與教育的本質(zhì)特點緊密結(jié)合，探索符合中小學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、符合教育發(fā)展需求的創(chuàng)客教育模式。為此，中小學(xué)創(chuàng)客教育可以嘗試通過特色發(fā)展、學(xué)科推廣、深度融合三個階段逐步發(fā)展。

1.特色發(fā)展

初始階段，中小學(xué)在建設(shè)創(chuàng)客空間、開設(shè)創(chuàng)客課程等過程中，應(yīng)遵循因地制宜、特色發(fā)展的原則。

首先，創(chuàng)客空間的建立要綜合考慮學(xué)段、學(xué)校場地、經(jīng)費保障等因素，因地制宜，做到既可以凸顯學(xué)校特色，又實用、節(jié)約、可持續(xù)發(fā)展。例如，在一些條件薄弱的學(xué)?？梢酝ㄟ^改造或者拓展現(xiàn)有實驗室、機房、閱覽室等搭建學(xué)校創(chuàng)客空間。其次，創(chuàng)客課程也應(yīng)該根據(jù)學(xué)生年齡、教師專業(yè)以及經(jīng)費支出等條件做出合理選擇。切勿一味追求課程的高深，重點是通過創(chuàng)客課程達到培養(yǎng)學(xué)生能力的目的。

總體來說，學(xué)校實施創(chuàng)客教育之初，切勿盲目追求場地的華麗、設(shè)備的超前、課程的高深，而應(yīng)該堅持創(chuàng)客教育普及化、平民化的原則，注重創(chuàng)客核心理念的學(xué)習(xí)與理解，并結(jié)合學(xué)校發(fā)展制定務(wù)實的創(chuàng)客教育規(guī)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、評價體制，通過一門或多門創(chuàng)客學(xué)科的開設(shè)，逐步形成具有本校特色的創(chuàng)客教育模式。例如，經(jīng)濟狀況一般的農(nóng)村學(xué)校，可以選擇一些能就地取材的設(shè)備、材料等，開設(shè)相關(guān)的創(chuàng)客課程。一把牙簽、一盆蘿卜丁或者土豆丁，都可以結(jié)合簡單的力學(xué)原理，再加上學(xué)生的大膽創(chuàng)意與動手制作，就可以建造一座土豆高塔。而整個教學(xué)過程也可以貫穿“實踐、創(chuàng)新、學(xué)習(xí)、分享”等創(chuàng)客核心理念，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

2.學(xué)科推廣

隨著學(xué)校創(chuàng)客學(xué)科的開設(shè)，學(xué)校將逐步積累大量的創(chuàng)客教育經(jīng)驗，培養(yǎng)專業(yè)教師，形成課堂教學(xué)模式，并通過各種活動、比賽為教學(xué)帶來動力，形成學(xué)校創(chuàng)客教育的特色。

然而，中小學(xué)創(chuàng)客教育不能僅局限于一門學(xué)科，對學(xué)生能力的培養(yǎng)應(yīng)該以創(chuàng)客學(xué)科為切入點，將其教學(xué)模式、理念推廣到其他學(xué)科的教學(xué)過程中。創(chuàng)客教育也不僅僅是幾門學(xué)科或信息技術(shù)教師的任務(wù)，而應(yīng)該在全體學(xué)科教師的教學(xué)過程中推廣“實踐、創(chuàng)新、合作、交流、分享、反思”的理念，推動教育教學(xué)的改革。

首先，經(jīng)過初始階段的特色發(fā)展，學(xué)校應(yīng)以部分創(chuàng)客學(xué)科教師為核心，對全校各學(xué)科教師開展創(chuàng)客教育理念、教學(xué)模式的培訓(xùn)，使各學(xué)科教師能夠深入學(xué)習(xí)、理解創(chuàng)客教育，并為他們將本學(xué)科教學(xué)與創(chuàng)客教育的核心理念相結(jié)合做好理論與實踐準(zhǔn)備。其次，創(chuàng)客學(xué)科專業(yè)教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將在本學(xué)科學(xué)習(xí)過程中掌握的學(xué)習(xí)方法、思維方式、問題發(fā)現(xiàn)與解決的方法等應(yīng)用到其他學(xué)科的學(xué)習(xí)過程中，使學(xué)生因創(chuàng)客課堂而喜歡上學(xué)科課堂。

學(xué)?？梢酝ㄟ^定期開展“校園創(chuàng)客活動”以推廣創(chuàng)客精神，促進創(chuàng)客精神與教育教學(xué)工作的融合?！靶@創(chuàng)客活動”是基于校園展開的，主要的受眾是學(xué)生創(chuàng)客和創(chuàng)客導(dǎo)師，所以應(yīng)該堅持“去商業(yè)化顯教育化”的原則，通過多種方式如生動的案例、視頻、比賽、網(wǎng)絡(luò)分享等，在創(chuàng)客實踐中融合和貫通，將創(chuàng)新、創(chuàng)造融入綜合實踐的活動中，形成學(xué)校創(chuàng)客教育發(fā)展的生態(tài)循環(huán)。

3.深度融合

通過創(chuàng)客學(xué)科教師的帶動和引導(dǎo)，學(xué)校其他學(xué)科教師將會思考和嘗試將創(chuàng)客模式與本學(xué)科的教學(xué)相結(jié)合。學(xué)校的創(chuàng)客教育將進入與各學(xué)科深度融合的階段。

該階段的標(biāo)志之一是探索利用新技術(shù)、新設(shè)備，將動手實踐、創(chuàng)新應(yīng)用、合作交流以及成果展示等過程與結(jié)果有機融合到學(xué)科教學(xué)中。這種融合不能是為用而用、生搬硬套，而是要從本學(xué)科的特點和需求出發(fā)，以教學(xué)改革為依據(jù)，以理念引導(dǎo)為核心，以學(xué)生為主體的教學(xué)模式、目標(biāo)、任務(wù)、過程的融合。

例如，在小學(xué)語文課中，教師可以將某企業(yè)的“故事搭建積木套件”引入課堂教學(xué)，讓學(xué)生采取分組合作的形式，用該故事套件將某篇課文的內(nèi)容搭建出來，然后進行組內(nèi)、組間互相討論，分享本組的設(shè)計與搭建成果。因此，教師可以嘗試將課文的理解、創(chuàng)新地應(yīng)用工具、協(xié)作實踐、成果分享、互評互助等環(huán)節(jié)有效融合，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。

又如，將3D打印的創(chuàng)客課程與小學(xué)數(shù)學(xué)相結(jié)合，創(chuàng)客專業(yè)教師與數(shù)學(xué)學(xué)科教師共同設(shè)計一個3D打印數(shù)學(xué)課堂教具的教學(xué)項目。在兩位教師的輔助和引導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)數(shù)學(xué)課的需求，運用學(xué)過的數(shù)學(xué)知識，借助3D打印課程的設(shè)計、實踐等過程，打印出數(shù)學(xué)課上需要使用的教學(xué)用具。這種教學(xué)項目深度融合了小學(xué)數(shù)學(xué)課與3D打印的創(chuàng)客課程，學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識、計算機、3D打印機“創(chuàng)造”出教具，再使用自己“創(chuàng)造”出來的教具學(xué)習(xí)或幫助低年級的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，激發(fā)他們對數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和對3D打印的應(yīng)用、創(chuàng)新能力。

中小學(xué)的創(chuàng)客教育正處在蓬勃發(fā)展階段，學(xué)校應(yīng)堅持將創(chuàng)客精神與教育本源相結(jié)合，以課程為載體，以新技術(shù)、新設(shè)備為工具，使創(chuàng)客教育深度融合于學(xué)校的教育教學(xué)工作中，讓創(chuàng)客理念推動教育變革，讓教育變革助力中小學(xué)校園創(chuàng)客文化。

參考文獻：

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3d打印技術(shù)論文范文第5篇

從2012年3月起，美國弦論物理學(xué)家約瑟夫·波爾金斯基（Joseph Polchinski）就開始琢磨（當(dāng)然是從數(shù)學(xué)的角度去考慮）一種自殺的過程：如果一個宇航員掉入黑洞會發(fā)生什么。顯然，他會死，可是死于什么原因呢？

按照以前的解釋，起初他不會有任何特別的感覺，甚至在他下落并穿過任何事物都無法逃脫的無形疆界—黑洞的事件視界時也是如此。但隨后，在幾小時、幾天，甚至幾周（只要黑洞足夠大）后，他會感到腳部受到的引力比頭部的大。他繼續(xù)墜落，被無情地帶向黑洞深處，巨大引力差把他的身體撕成了碎片。最終，他的遺骸將落到密度無窮大的黑洞核心。

波爾金斯基及其團隊的計算表明：量子效應(yīng)會把黑洞的事件視界變成一個由炙熱粒子流形成的漩渦。任何落進黑洞視界的人都會遇到一堵火墻，立刻被燒成焦土。

2012年7月，他們將這一結(jié)果發(fā)表，震驚了物理學(xué)界。因為這違背了愛因斯坦早在一個世紀(jì)前提出的、作為廣義相對論基礎(chǔ)的基本物理原理—等效原理。等效原理認(rèn)為，在引力作用下，下落的觀測者看到的現(xiàn)象，和飄在什么都沒有的空間中的觀測者看到的現(xiàn)象完全一樣，即使是在黑洞內(nèi)部這樣的強引力場也是如此。沒有這一基本原理，愛因斯坦的理論框架就會坍塌。

波爾金斯基和合作者深知這一結(jié)果意味著什么，于是他們給出另一個可能的結(jié)果，即火墻無法形成。但是，這個方案同樣需要付出“高昂的代價”，即物理學(xué)家必須拋棄物理學(xué)的另一個重要支柱—量子力學(xué)?？墒?，量子力學(xué)在描述亞原子粒子相互作用的理論中占絕對的統(tǒng)治地位。

因此，他們把論文放到了arXiv網(wǎng)站上，讓物理學(xué)家們做一個選擇：要么接受火墻存在，廣義相對論不成立；要么承認(rèn)黑洞可以丟失信息，量子力學(xué)有誤。

這篇論文在物理學(xué)界可以說是“一石激起千層浪”?！八谷恍Q，放棄廣義相對論的等效原理是最好的選擇，這簡直讓人無法接受?！泵绹R里蘭大學(xué)帕克分校的量子物理學(xué)家特德· 雅各布松（Ted Jacobson）說。加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的弦論物理學(xué)家拉斐爾·布索（Raphael Bousso）持類似意見，并補充說，“火墻不可能存在，就像你站在空曠的野外，磚頭墻不會突然憑空出現(xiàn)，把你的臉撞扁”。如果愛因斯坦的理論在黑洞視界處不適用，宇宙學(xué)家就必須考察它的普適性。

波爾金斯基承認(rèn)，他可能犯了什么低級錯誤。因此他求助斯坦福大學(xué)的弦論物理學(xué)家倫納德·薩斯金德（Leonard Susskind）—全息理論的創(chuàng)始人之一，幫他找出錯誤?！拔业牡谝环磻?yīng)是，他們的結(jié)果可能是錯誤的?！彼_斯金德說。但在深思熟慮之后，他放到網(wǎng)上的文章是這樣寫的：“我的第二個反應(yīng)是他們是正確的，第三個反應(yīng)是他們到底還是錯了，第四個反應(yīng)是他們?nèi)匀徽_，這給我招來一個綽號—‘溜溜球’，但我的反應(yīng)恰恰是大多數(shù)物理學(xué)家的反應(yīng)。”

從那時開始，四十多篇文章已經(jīng)放到arXiv上，但迄今為止，還沒有一個人發(fā)現(xiàn)波爾金斯基小組有邏輯上的瑕疵?！斑@真是一個非常漂亮的工作，它指出我們對黑洞的理解有無法自圓其說的地方?！奔幽么蟀髮W(xué)的唐·佩奇（Don Page）說。佩奇20世紀(jì)70年代曾與霍金有過合作。

到目前為止，科學(xué)家達成的唯一共識就是—這個問題不會很快得到解決。 有科學(xué)家認(rèn)為，整個黑洞視界就是一個火圈。

科技史 昨天的科學(xué)報道 阿波羅航天服的秘密

“阿波羅”號登月宇航員所穿的航天服由內(nèi)衣廠商Playtex的縫紉女工縫制，女工縫制時的誤差不得超過1/64英寸（約合0.4毫米）同時不能使用任何別針。在整個“阿波羅”計劃中，只有少數(shù)人真正將宇航員的命運掌握在自己手上，縫紉女工就是其中之一。

科學(xué)探索 機器翻譯

只有研究出中文的機器翻譯，西方人才有望真正了解中國的風(fēng)俗、成就和抱負。中國有數(shù)億人口，目前出版的報紙、雜志和書籍每年約合30億字。在這個巨大的數(shù)字當(dāng)中，只有不到1%的內(nèi)容被翻譯成英文、法文或德文出版。

我們之所以需要自動翻譯，原因是人類譯者應(yīng)付不了這樣巨量的工作，也不可能完全掌握翻譯所需的專業(yè)詞匯。（此消息刊發(fā)于1963年6月出版的《科學(xué)美國人》雜志）

環(huán)球科學(xué) 新知科技改變生活

【冰凍400多年的植物再現(xiàn)生機】：最新PNAS（《美國科學(xué)院院報》）報告，加拿大研究人員考察北極淚珠冰川時，發(fā)現(xiàn)一些凍存400多年的植物，他們采集了這些植物的樣本，在實驗室培養(yǎng)，結(jié)果培育出4個類別11株苔蘚植物。這些植物對極端環(huán)境的適應(yīng)能力可能比此前認(rèn)為的強得多，它們在歷史上可能對極地生態(tài)系統(tǒng)的建立和維持作出過貢獻。 環(huán)球科學(xué)

【巨型隕星墜落或?qū)е旅歪锵鬁缃^】：有科學(xué)家宣稱，一顆巨大的隕星很可能導(dǎo)致了猛犸象的滅絕。長久以來，人類的過度捕殺一直被認(rèn)為是猛犸象滅絕的原因，但研究者認(rèn)為，一顆巨大的隕星永久改變了陸地景觀，猛犸象無法適應(yīng)新的環(huán)境，最終在一個世代的時間內(nèi)滅絕了。 科學(xué)探索