玩转3D打印：从创意到实物的奇妙之旅

谢迎新

在科学技术飞速发展的今天，3D打印就像一颗耀眼的新星，照亮了整个科技教育的星空。3D打印既是一种崭新的学习方法，又是一种创造性的思考。现在，我们将透过由想法到实际作品的奇妙旅程，发掘3D打印的无限可能性。3D打印简而言之就是将数字化模型转换成实物的技术。其利用特制的印刷机及材质，在数分钟之内完成各种复杂的造型与构造，即使是人体器官也不例外。这项技术的潜能是无限的，它不仅改变了我们的生活，也改变了我们的学习方式。

3D打印是指在计算机的控制下，利用数字化、自动化等技术，把模型以一定方式復制或虚拟成实物，将三维实体制作成一个具有特定功能和结构造型的产品。其可以在任何环境中复制，本质上是一种“物”与原材料相融合所产生的特殊效果或者理想状态，即所谓的“艺术创作”。

3D打印的基本原理是利用计算机控制来制造符合人们视觉、听觉的感官感受，利用计算机的高效率、低成本来完成产品设计制造工作，在三维空间中，物体按照人们设定好的程序模型运动到指定机构中。3D打印是一种利用虚拟现实技术制造产品的手法，可以模拟出真实世界中物体的运动过程，实现三维空间立体感，在二维和三维仿真领域被广泛运用于各种高科技产业，但由于其具有高成本、小尺寸以及实物制作工艺要求严格、生产周期长和受环境影响大等特点，目前还没有得到广泛应用与发展，此外还有其他方面的技术难题亟待解决。

3D打印在创意中的优势

3D打印即模拟人类真实世界并使之成为可能，其将人和自然结合在一起，创造出一个新奇完美且具有未来意义或价值的环境，通过计算机技术建立起全新、高效、开放以及动态化等多种功能系统。3D打印的应用范围很广，在创意领域已成为文化产业中不可或缺的一部分。作为一种创新产品，3D打印打破了传统绘画方式和创作模式。从某种意义上讲，3D打印就是复制，但是这种复制不仅仅是对实物本身进行加工、改造的过程，而是要将其与设计思想巧妙地融合在一起，真正实现作品价值最大化的艺术形式，因此3D打印在创意领域中具有巨大优势。

3D打印所需的材料、模型都可以重复使用和更新，所以在开发过程中不必再花费大量金钱购买新产品或原材料。在创意设计时，3D打印可有效地运用各种先进技术提高效率。随着社会经济水平不断提升以及人们对物质的要求不断提高，越来越多的人将3D打印应用到实际生活中。

3D打印的原材料主要是金属，这些物品一般具有熔点较高、易燃等特点。在制作实物时，可以对其做加热处理，这样不仅使成本大大降低，还能提高产品质量，同时也节约了资源和能源。3D打印工艺的使用，可以大大缩减原材料，减少生产过程中不必要的环节，进而减少人工费用。经过精心策划与组织，生产流程中所需的原材料与工具均已准备好。通过高效的加工流程，成品得以迅速且精准地完成，并直接交付至消费者手中。此过程无需依赖大量人力进行烦琐的运输工作，从而实现了高效批量生产，节约了宝贵的时间与资源。

如何利用3D打印进行科学教育

实现产品创新 过去，设计师大多依赖手工或机器完成设计任务，不仅浪费时间和精力，而且成本较高。目前，利用3D打印技术可以快速、低成本地实现任意形状、结构的样机制造，极大地提高产品设计效率，对促进学生创造性思考和增强实践技能大有裨益。

开展实训 在研究过程中，理论固然重要，但实际操作也必不可少。利用3D打印技术，学生可以把抽象的理论知识转变成实际的动手操作，在实践中掌握科学规律。例如，让学生自行设计、制作一台微型太阳能发电机，并在实践中学习如何利用太阳能发电。

开展课题研究 在项目学习中，学生必须解决一些实务方面的问题，这对增强他们解决问题的能力及培养团队精神大有益处。3D打印技术为学生的创作提供了强有力的工具，例如，让学生自己设计、印刷一些辅助器材，认识科技的社会意义，进而增强社会责任感。

3D打印只是一个工具，科学教育的关键在于教育和创新思维。我们需要引导学生正确使用3D打印技术，培养他们的创新思维，提高实践能力和解决问题的能力。只有这样，才能真正实现从创意到实物的奇妙之旅，让科学技术真正为我们的生活和学习服务。

总的来说，3D打印是一种强大的工具，为科学教育提供了无限的可能。让我们一起把握这个机会，利用3D打印开启一场从创意到实物的奇妙之旅，培养出更多的科技创新人才，为未来注入更多的活力和希望。在这个充满挑战和机遇的时代，让我们一起玩转3D打印，让科学的火花在我们的生活中燃烧，让创新的思维在我们的脑海中闪现。让我们一起踏上这场奇妙之旅，探索3D打印的无限可能，创造更多的奇迹。

作者单位|衡南县职业中等专业学校