3d打印技术论文

今天小编为大家推荐《3d打印技术论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！摘要：3D打印技术作为第三次工业革命的代表性技术之一，越来越受到工业界和投资界的关注。在分析了3D打印技术的全球商业化状况和应用领域的基础上，进一步展望了3D打印技术的应用趋势。最后指出，3D打印技术将深刻改变传统行业的产业模式，实现从传统制造向智能制造迈进。

第一篇：3d打印技术论文

3D打印技术发展的哲学思考

摘要：近年来，美欧等国政府以及航空制造商动作频频，以期促进3D打印技术在更多领域的应用。随着我国综合国力的增强，剖析先进制造技术发展的内在动因和各种要素之间的关系显得尤为重要，本文拟从3D打印技术的本质、发展动因、先决条件、基本源泉和普遍规律等方面入手，探讨3D打印技术发展的哲学问题。

关键词：3D打印;技术;科技哲学

科学技术哲学是关于科学技术的哲学理论，是对科学技术的历史成果和科学技术活动的哲学反思。长期以来，由于历史与现实的诸多原因，我们对于技术的发展更多关注的是“其然”，而不是“其所以然”。目前，新一轮工业革命正在酝酿之中，其中一些先进国家非常具有代表性的做法，比如德国工业4.0、美国工业互联网、日本工业4.1J。为了可以在新的一轮工业革命中占得先机，我国也制定了“中国制造2025”战略，加强统筹规划和宏观部署，以智能制造为重点、发展高端制造，拟通过10年的努力，使中国进入世界制造强国，提升我国对美、欧、日等先进工业国家的战略竞争力。实现数字化智能制造的关键技术有人工智能、智能机器人、3D打印技术等，在新一轮工业革命中，3D打印必然将迎来自己的蓬勃发展期，迫切需要从哲学层面思考和回答大量的“所以然”问题。

一、3D打印技术的本质

在科技哲学视野下研究3D打印技术，其技术本质是我们必须要探讨的最基本问题。“质”是某一事物区别于其他事物的内在规定性。“本质是决定物质体系发展的主要特征和趋向的一些深刻联系、关系以及内在规律的总和。”所以，只有真正理解3D打印技术本质，才能确切理解3D打印技术与人，技术与世界的本源关系，才能真正了解3D技术。

对于技术的本质，我们很难用一句话概括出来。马克思、恩格斯始终从普遍联系、辨证发展的原理考察技术，把技术与生产密切结合起来，从生产力和它们之间的相互关系两方面论述了技术的本质。马克思认为，“技术是人的本质力量的对象化的产物。它是人类征服自然和改造自然的劳动手段，是一种生产力。”技术作为一种潜在的生产力，不仅使劳动工具和设备得以改进，扩大了劳动对象，而且还提高了劳动者素质，提升了劳动生产率。从3D打印技术的产生与发展来看，3D打印技术起步于20世纪80年代末，早些年该技术主要应用于专业化的工业设计与生产。随着现代科技的不断发展变更，其应用领域得到不断的扩展与深化，直到上世纪90年代中期，3D打印技术开始逐渐进入大众的视野。

事实上，3D打印技术是一种利用三维模型数据，通过材料的逐层累加，将数字化电脑模型变成固态物体的一系列技术，可以大幅降低工装模具需求，减少材料消耗，缩短制造时间，还可以成形常规方法无法实现的新颖零件和复杂结构。由此可见，3D打印技术的发展将会深刻影响先进制造业、工业设计业、生产性服务业、文化创意业、电子商务业及制造业信息化工程。当今，越来越多的产品可以不断被3D打印技术出来，背后隐藏着诸多社会规律、经济规律和自然规律。从这个角度上看，3D打印技术的应用发展将会拓展人类视野，会是人类新的生产力性质和水平的标志。

综上，3D打印技术是合目的性的自然物质运动规律发展的产物，是主体要素和客体要素的统一，同时技术本身也经历了一个从潜在形态到现实形态的发展过程，体现了现代社会生产力性质和水平，完全符合技术的基本属性。

二、3D打印技术发展的根本动因

一般来说，制造技术的创新主要由材料、工艺装备、软件等基础技术的进步而推动。近年来，智能设备、高性能计算、大数据等技术的发展进一步推动了制造业向精益化、智能化、柔性化、敏捷化的方向创新发展，在多个领域掀起了制造模式的变革。一直以来，先进装备的发展对制造技术影响最广泛的四个特征就是：系统结构日益复杂、先进材料日益增加、研制周期日益紧迫、成本要求日益严格。由于传统技术无法解决新的挑战，因而制造技术创新的原则非常明确，那就是在制造的三个核心环节——成形、加工、装配——中植入能够改变现有模式的新方法、新手段、新设备，形成突破传统的创新技术领域，为先进装备创新的实现提供保障。目前，这些新的领域主要包括3D打印技术、复合材料非热压罐成形技术、自适应加工技术、自主化装配技术、智能人工增强技术。在过去的20年中，3D打印的技术创新可以称之为利用最少量的因素影响整个经济体系，继而成为全球化体系的。在这个过程中，现实需求是技术发展的前提与基础。一旦有了需求，技术能否发展以及如何发展，则取决于技术自身的发展状态，即技术能否满足当前及未来一个时期的现实需求。因此，可以说技术创新发展驱动的根本原因就在于事物自身内部的矛盾性。

(一)设计自由度与制造可行性之间的矛盾

高性能产品的结构越来越复杂，个性化、新颖设计的自由度越来越高，传统减法式的制造工艺难以实现这些设计，对于设计与制造的要求也越来越高，拓扑优化、薄壁轻质结构、复杂的三维形状、革命性的微结构、功能梯度材料结构等复杂的设计和制造问题都对传统制造方法提出了新的要求。以拓扑优化技术与3D打印技术联合，实现在结构形成过程中植入传感器和布线，或者接合部件以节省时间和金钱、减少节点或者其他可能导致失效的接头数目。为节约材料，自然界与工程界大量采用轻质薄壁的结构形式，作为发生冲击碰撞等突发事件时的缓冲吸能结构。同一产品由于服役环境不同，对于自身材料提出新的要求，可以沿某一维度呈现功能梯度变化，使材料的物理、化学和力学性能在空间上具有相应梯度变化。上述的种种设计和制造问题，都是新时期产品发展过程中所必须面临和解决的新问题，与之相应的就是要求出现新的技术来解决这种矛盾。任何一種技术的发展与使用都是与其时代特征匹配，正是这种矛盾的冲突推动了新技术的创新发展。

(二)研制周期与市场先机之间的矛盾

借助CAD软件的数字化建模功能，3D打印技术可以直接将数字化模型利用3D打印机，制造出三维的部组件，极大缩短了研制周期，同时，这种数字化文档还可以借助网络传递，实现异地制造，快速占领有潜力市场。3D打印制造工艺流程短、全自动、可实现现场制造，无需工装模具，整体一次成型，直接制造更快速、更高效，设计生产周期往往可以提升一倍，复杂、个性化产品研制周期漫长，在技术趋同的形势下可以更快抢占市场先机。着眼于历史的发展，正是由于技术的从简单到复杂，从低效到高能，从单一到体系的发展，从而推动了整个制造业的不断发展、日臻完善。

(三)经济性盈亏的矛盾

结构设计中，3D打印技术可以优化产品设计，提升复杂结构设计的完整性，同时还可以根据设计需要，快速制作模型，检验是否满足用户需求，避免重大设计更改和技术状态变更;在制造过程中，不仅可以提高制造环节材料使用率，大幅缩短研制周期，降低生产成本。无论设计还是制造环节，材料利用率、研制周期、生产成本几个要素平衡发展，都是制造业始终追求的目标之一。传统制造业可能在某一要素上可能具有相当大的经济优势，但就综合集成来讲，3D打印技术还是具有其显著经济特征的。

三、3D打印技术发展的条件

技术的产生和发展一般都是在一定条件下发生的，大体应该包含物质条件、知识条件和人的条件，某种角度上说，这三方面因素缺一不可，3D打印技术概莫能外。现代3D打印发展这几十年，正是基于这些主客观条件，呈现出有目的性的发展态势，同时也关系到了技术的发展趋势和发展速度。

3D打印技术已经存在了几十年，为什么迸发期没有在过去，而是在现在发生?首先，3D打印技术不得不等待计算机处理能力、存储和网络基础设施的改善，现在几乎任何人都可以制造、交换和使用3D打印的物品，但在20世纪80年代末和90年代初，当第一代3D打印机在市场上面世的时候，用于3D打印模型设计的个人计算机工作站造价十分昂贵，而且在互联网上交互大量数据的想法也不现实。然后到了今天，许多智能手机和平板电脑都足够强大到能够设计和存储复杂3D模型。高速互联网已经成为现实，意味着在线存储和交流3D模型不再是技术上的挑战。第二，2D打印的世界先进技术同样帮助建立了3D打印革命的基础。虽然3D打印不是以2D打印机为原型，但大部分还是类似于伺服电动机和送料机制——激光、喷墨打印头和电子控制器，硬件发展在过去20年里成为支持3D打印革命的必要条件。第三，3D打印的发展同样需要等待自身的发展以及知识的储备。一些低成本的3D打印机硬件要依靠那些使用早期3D打印机的爱好者通过创新模型的努力来完成。从某种意义上讲，从最基本的3D打印技术发展到后来确实花了些时间，这些都是知识积累的过程。第四，促进3D打印技术发展的原因是人类社会发展的数字化。十几年前，人类上网很少，拥有数字通讯和数码设备都很少，与之形成鲜明对比的是如今数十亿人在使用互联网，并且拥有数字音乐、照片和视频，现在使用3D打印机在线数字资料制作成物理模型的热情比3D打印机刚被发明出来时要高涨的多。第五，20世纪80年代末90年代初所申请的3D打印技术方面的一些专利已经或即将到期，因此现在那些阻碍3D打印的法律障碍已经越来越少了。

四、3D打印技术发展的普遍规律

唯物辩证法认为，事物发展是有规律的，规律是可以认识的，认识对于实践具有能动作用。

(一)需要可能律，技术发展的外部条件

唯物辩证法关于“现实与可能”关系论述的具体运用，揭示了装备发展与其外部条件之间的客观联系，即需求牵引、技术推动、经济支撑。3D打印技术在短短十余年取得举世瞩目的重大发展，在医疗健康、汽车工业、国防军事、房屋建筑设计、其他消费品等领域有着傲人的成绩，在生物医药领域、医学牙科等领域的市场份额不断增长，同时在大众消费的食品加工、服装配饰、玩具制造等各领域也突飞猛进。

技术的发展需要其他技术的配合与支撑。3D打印技术对信息技术、计算机科学、精密机械以及材料科学有着极其重要的依赖作用。历史表明，技术发展重大突破的时候，总是产生于科学技术发展到一定水平，特别是出现了重大科学发现或技术发明之后。与此同时，先进技术的成长还需要投入庞大的人力、物力和财力予以支持。

(二)否定完善律，技术发展的内在动力

唯物辩证法“否定之否定规律”的具体运用，揭示了技术发展与其内部矛盾的客观联系，即技术自身的不断否定与完善是推动其发展的内在动力。如前所述，这种矛盾性表现为技术与现实需求之间的不完善，具体表现为复杂设计与制造的矛盾、敏捷高效制造的矛盾、以及绿色经济的矛盾，正是这些矛盾推动了3D打印技术的不断发展，使其由不完善变得较为完善，并趋于更加完善。当然，制造业新的需求也是发展变化的，旧的矛盾解决了，新的矛盾还会产生，如此循环往复，推动了事物螺旋式上升，使其进入了更高级的发展阶段。

(三)量变质变律，技术发展的演进规律

唯物辩证法“量变质变规律”的具体运用，揭示了装备发展演进的一般规律，即技术发展是渐进式发展与创新性变革的辩证统一。技术发展是量变与质变的互动过程，表现为渐进性发展与创新性变革交替进行。渐进性发展是一种革新，是对技术的逐步改善，是量变的积累;创新性变革是彻底的革命，是技术的质变。量变是质变的条件，质变是量变积累到一定程度的最终结果。

美欧发展3D打印技术已经跳出了制造本身，开始考虑颠覆当前产品设计以及改变传统设计和材料开发流程上来，随着增材制造在大型、复杂航空结构件上应用的技术成熟度和制造成熟度不断提升，3D打印将成为航空领域主流制造技术，将航空产品设计理念带向更具颠覆性的未来。

3D打印技术应该说是当前正在进行的第三次工业革命的重要组成部分，是当代计算机控制技术和新材料技术发展的“自然延伸”，鉴于其独特的性质和优点，这项先进制造技术的研发也应受到高度重视。但是未来还会遇到许多新问题、新困难，只要我们更加自觉地站在世界观与方法论的高度分析问题、认识问题。虽然不主张3D打印技术预示着新的工业革命的到來，但并不能因此忽视它的价值。随着人类认识的不断深入和技术的不断进步，3D打印技术必将更加成熟，应用领域更为广阔。

【参考文献】

[1]乔瑞金.技术哲学教程[M].北京：科学出版社，2006.

[2]胡迪利普森，梅尔芭库曼.3D打印从想象到现实[M].北京：中信出版社，2013.

[3]Christopher Barnatt.3D打印正在到来的工业革命[M].北京：人民邮电出版社，2014.

[4]刘亚威.3D打印技术将在航空领域得到更大发展[J].国际航空，2012(10).

[5]黄蓉.技术哲学视野中的3D打印技术探析[D].武汉科技大学，2015.

作者：李文佳 陈海秋

第二篇：3D 打印技术发展现状分析

摘 要：3D打印技术作为第三次工业革命的代表性技术之一，越来越受到工业界和投资界的关注。在分析了3D 打印技术的全球商业化状况和应用领域的基础上，进一步展望了3D 打印技术的应用趋势。最后指出，3D 打印技术将深刻改变传统行业的产业模式，实现从传统制造向智能制造迈进。

关键词： 3D打印技术，智能制造，快速制造，柔性化

1 3D打印技术的概念

3D 打印( 3D printing)技术，又称“增材制造”( additive manufacturing) 技术。3D 打印是一种与传统的材料加工方法截然相反，基于三维CAD 模型数据，通过增加材料逐层制造的方式。其采用直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。3D 打印技术内容涵盖了产品生命周期前端的“快速原型”( rapid prototyping) 和全生产周期的“快速制造”( rapid manufacturing) 相关的所有打印工艺、技术、设备类别和应用。3D 打印涉及的技术包括CAD建模、激光、测量、接口软件、材料、数控、精密机械等多种学科的集成。

3D 打印具有如下特点和优势。

①数字制造： 借助CAD 等软件将产品结构数字化，驱动机器设备加工制造成器件。

②降维制造： 即把三维结构的物体先分解成二维层状结构，逐层累加形成三维物品，制造过程更柔性化。

③直接制造： 任何难成型的部件均可通过“打印”方式一次性直接制造出来，不需要模具或组装拼接等复杂过程来实现。

④快速制造： 3D 打印制造工艺流程短、全自动、可实现现场制造。

2 目前存在的主要问题

3D 打印技术已经取得了显著的进展，但仍存在以下几方面问题。

①耗材是目前制约3D 打印技术广泛应用的关键因素，目前可打印的材料还比较少。

②3D 打印机本身。由于3D 打印工艺发展还不完善，快速成型零件的精度和表面质量大多不能满足工程直接使用要求，只能做原型使用。

③3D 打印的价格。目前，3D 打印不具备规模经济的优势，价格方面的优势尚不明显。

④知识产权的保护。3D 打印技术的意义不仅在于改变资本和工作的分配模式，而且也在于它能改变知识产权的规则。

⑤3D 打印机的操作技能。3D 打印技术需要依靠数字模型来进行生产，但是对普通用户来说学会使用计算机辅助设计工具( CAD) 还是有一定难度。

⑥政策方面。3D 技术的研发需要大量的政府投入或产业界的资金支撑。

3 应用领域与影响

3.1 全球商业化状况

根据美国技术咨询服务协会Wohlers Associates 发布的2012年度报告，全球3D 打印行业在2011年销售额为17.14亿美元，当前该技术的市场渗透度为8%，因此，报告保守估计3D打印市场机会为214亿美元。乐观者则认为当前市场渗透度仅为1%，从而3D 打印市场机会为1700亿美元。目前，3D打印技术市场的年增长率为29.4%。据预测，该行业的市场规模到2015年将达37亿美元，到2019年将增长到65亿美元。

3D打印技术在中国的起步并不算晚，中国目前对3D打印技术的重视程度己上升至战略性高度，政府出台了一系列相关的发展计划，以支持3D打印技术在各行业尤其是高、精、尖领域的核心关键技术的研发和推广。

3.2 应用领域

3D 打印机的应用对象可以是任何行业，只要这些行业需要模型和原型。目前，3D 打印技术已在工业设计、文化艺术、机械制造、航空航天、军事、建筑、家电、轻工、医学、雕刻、首饰等领域都得到了应用。随着技术自身的发展，其应用领域将不断拓展。这些应用主要体现在以下八个方面：

①电子器件的设计与制作;

② 制造工艺与装配检验;

③ 功能样件制造与性能测试;

④ 快速模具小批量制造;

⑤ 建筑总体与装修展示评价;

⑥ 科学计算数据实体可视化;

⑦ 医学与医疗工程;

⑧ 动漫造型评价。

3.3 对人类生产生活方式的影响

3D 打印技术的应用将从以下三个方面深刻改变传统制造业形态。

一是使制造工艺發生深刻变革。3D 打印改变了通过对原材料进行切削、组装进行生产的加工模式，节省了材料和加工时间。

二是带动制造技术的重大飞跃。3D 打印技术是一门综合应用CAD/CAM 技术、激光技术、光化学、控制、网络以及材料科学等诸多方面技术和知识的高新技术，带动了相关产业的发展。

三是使制造模式发生革命性变化。3D 打印将可能改变第二次工业革命产生的、以装配生产线为代表的大规模生产方式，使产品生产向个性化、定制化转变。

4 结束语

随着3D 打印技术和商业应用的发展，“大批量的个性化定制”将成为重要的生产模式。3D 打印与现代服务业的紧密结合，将衍生出新的细分产业和新的商业模式，创造出新的经济增长点。3D 打印技术的发展带来的产品技术、制造技术与管理技术的进步使企业具备快速响应市场需求的能力，实现远程定制、异地设计、就地生产和销售的协调化新型生产模式，使生产模式、商业模式等多个方面发生根本性的变化。

参考文献

[1]Yang S， Evans J R G. A dry powder jet printer for dispensing and

combinatorial research[J]. Powder technology， 2004， 142(2)： 219-222.

[2]Blazdell P F， Evans J R G. Application of a continuous ink jet printer

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[5]克里斯?安德森.创客[M].北京：中信出版社，2012.

[6]李涤尘， 田小永， 王永信， 等. 增材制造技术的发展[J]. 电加工与模具， 2012 (A01)： 20-22.

[7]赵婧. 3D打印技术在汽车设计中的应用研究与前景展望[D]. 太原理工大学， 2014.

作者：李彦莹

第三篇：基于3D打印技术的小学教学应用研究

摘要：随着信息技术的不断发展，3D打印技术在教育教学中的应用越来越广泛。该文通过分析3D打印技术的基本原理以及相关的理论支持，并利用具体的教学案例来分析3D打印在国内外小学教育中的应用现状，从而总结分析3D打印在小学教育教学中存在的问题以及给教学带来的优势，为3D打印技术在小学教育教學中的应用提出优化的建议。

关键词：3D打印技术;小学教学应用

3D打印(3D printing)，又称增量制造、积层制造(AdditiveManufacturing，AM)，可指任何打印三维物体的过程。与传统的打印技术相比，3D打印技术具有以下三个特点：个性化制作的可实现性;产品研制周期的短期性;材料的高利用率。随着STEM教育在国内外的兴起以及3D打印技术的不断进步，这一技术在教育领域的应用得到支持，在教学中适当使用3D技术，不但可增强学生的创新能力，也能增强学生的实际操作能力。

13D打印技术教学应用的理论依据

1.1学习理论

“学习理论”要解决的基本问题是学习的实质问题，即有机体是如何获得个体经验的，这个获得的过程的实质如何。童宇阳学者认为华生的行为主义学习理论和斯金纳的操作性条件作用学习理论，都能有效地指导3D打印技术在教学中的实践活动。学生的独立思考能力、动手能力、观察能力可通过这种基于实践的学习形式得到提高，同时探究的科学精神、热爱科学的情感也能得到培养。在利用3D技术进行实际教学时，应该注重如何让学生利用技术解决实际问题，而不是仅仅局限于技术本身。

1.2活动理论

活动理论是指的是“主体与客观世界的交互作用的过程。”钟启泉学者提出学生的人格发展是在一定的社会关系之中并通过活动得以实现的。因此，在学生的教学活动中，适当地融入活动，有助于学生人格发展。王萍学者认为基于3D打印的学习是一种在真实而富有意义的任务和问题驱动下的“做中学”，是一种活动教学。在“做中学”这种活动教学形式中，学习者通过问题或目标导向，并与其他学习同伴相互协作解决或完成相关的学习任务，在完成任务中以3D打印机或3D建模软件等工具为中介。基于活动理论设计的3D打印教学活动，更突出学生的自主学习以及自我解决问题的主导地位，同时也激发了学生的学习兴趣，让学生在做中学，学中做。

2教学应用

2.1.设计软件

利用软件让学生构想的虚拟物品通过3D打印机输出，是实现3D打印的重要组成部分。制作3D打印的软件有各种不同的软件，如3Dmax，Maya等，但是对于小学生来说，设计软件的操作的简单性是选择作为3D打印设计软件的一个重要特性。对于3Dmax这类较为复杂的设计软件，显然是不利于小学生进行创作的。为了让学生能更好地进行创作，为更好地实现3D打印在小学教学中的应用，下面将介绍几款适合小学生使用的3D建模软件。

2.1.13Done

3Done(http：//www.i3done.com/)是一款是国内制作的有多种不同版本的三维设计软件。它的界面简单容易操作，共有四个版本。3Done家庭版适合学生在家庭中使用，但不能在学校中使用。3DOne Plus是进阶版，实现360°任意建模的高级定制，可设计3D曲面造型和对设计进行修补。3Done Cut是激光切割3D设计软件，实现二、三维随意转化的灵活设计，但需要学校提供切割机才能使用。3Done Mini一款面向小学低年级的趣味三维创意设计APP。除第一个版本免费外，其他版本都需要收费。

2.1.2autodesk123 Ddesign

autodesk123 Ddesign(http：//www.123dapp.com/design)是国外的一款软件，界面简洁，容易掌握，但这款软件只有英文版，对于低年级的学生使用可能较困难。软件可以直接通过基本的草图和形状设计复杂的3D模型，这些模型可以直接通过3D打印机或者是数控激光切割机输出。

2.1.3Rhinoceros

Rhinoceros(https：//www.rhin03d.com/)可以创建、编辑、分析、提供、渲染、动画与转换NURBS、曲面、实体与多边形网格，不受精度、复杂、阶数或是尺寸的限制。这款软件需要付费，而且界面相对于上述的软件较为复杂，功能较多。

2.2应用案例

2.2.1国内案例

2.2.1.1开设社团活动、兴趣班

马府街小学学校通过开设社团课的形式进行授课，每周组织学生参加3D打印社团活动。信息技术教师的主要任务是不断地探索使用方法，在打印前关键的是利用建模软件进行设计。如指导学生建一个飞机的模型，需要花费两个小时，所以老师都认为建模是最关键的一步。

福州钱塘小学在课程开设3D打印兴趣课前，授课老师以及部分学生家长和学生一同试听，试听效果满意后，在开学时开设课程。课程总共20个学时，第一阶段是利用简单模型下载直接打印，第二阶段通过学习设计物品架、花瓶等掌握建模软件，并通过第三阶段的设计分享激发学生的创意，锻炼学生们的团队协作能力和沟通能力。

2.2.1.2由公司到校课程培训

由专门的培训公司到校内对学生开设课程，为学生提供专业的指导。宏博思维公司在小学中设立了3D立体设计的基础概念及应用课程。课程的培养目标是培养对立体设计及打印的兴趣，启发创作思维发挥创意，建立对3D立体设计软件操作技巧的基础，提升数学及逻辑思维。每个班级安排10-20名学生，学生通过四节课，根据要求完成不同的指定的简单物品。课程结束后，能完成相关要求的学生可以获得证书。这种以公司的形式进入学校进行培训的形式，能给学生更加专业的指导。

2.2.1.33D打印技术与学科课程融合

童宇阳学者通过分析3D打印技术的相关原理，提出了3D打印与学科教学的融合的形式。如在讲授《赵州桥》这一篇课文时，可以利用3D打印技术打印出赵州桥的模型，让学生通过实物分析赵州桥的特点，再结合课文进行学习，解决了教学难点。数学课上则可利用3D打印技术打印相关的几何体进行教学。

2.2.1.4在信息技术课程中应用

香港东华三院高可宁纪念小学，学生通过3D打印技术，将使用绘图软件绘画的立体物体通过3D打印机打印出来，提高学生的创作力。学校为学生提供自由的环境，从构想、设计、制作、粉饰作品的过程，都有学生一手包办，并通过学校的网站上传学生打印的作品，让学生的作品得到分享，同时也能拓展学生的想象空间。

2.2.2国外案例

2.2.2.1利用3D打印技术完成项目

在STEM组织的一个关于数学与科学的项目，主要对象是中高年级的小学生，目标是为学生提供一个了解如何设计一个登陆火星的计划的机会，其中包含了建立和发射火箭模型。在项目中学生首先学习机翼中的科学和测试火箭的不同部分，接着使用CAD软件来设计他们自己火箭的机翼，然后通过打印机打印出来。最后测试火箭发射，并收集数据分析结果。

2.2.2.2基于问题解决的教学形式

新西兰的Auroa小学让学生发现学校中存在的问题，并设计出解决问题的方案，利用3D打印技术实现。其中一个案例是教师里的碗柜的水槽总是阻碍门的关闭，学生先通过草图把解决方案写出来，再利用软件将模型设计出来，每一种解决方案的模型都设计一个或两个标准用来做测试。将零件打印出来后，进行测试，看看哪个方案最完善。第一个方案完成后，学生继续思考能更好，再次写新的方案，做出新的设计，最終把问题很好地解决。

2.2.3总结与建议

上述国内外3D打印技术应用案例中，国内外3D打印技术在中小学教育中的应用还处于探究阶段。由于小学学科相对比较简单，与3D打印结合的课程内容较少，3D打印技术主要是培养学生的动手能力和创造性思维。通过了3D打印课程的学习，学生的动手动脑能力都得到提高。

在小学中开展基于3D打印教学课程，可根据学校的实际情况，先对授课教师进行培训，让教师掌握相应的技术，并学习相关的教学案例后，再进行实际的教学。在教学中，教师应熟悉多种3D设计软件，为学生提供合适的3D建模软件，以减轻学生在操作方面的压力。课程安排可通过第二课堂的方式来开展，更有利于学生的思维拓展，让学生的设计不局限于任何学科，通过将多学科知识的融合来设计打印相应作品。与正式课堂相比，这种课堂模式更加自由，更有利于发展学生的创造性思维。另一种形式则是通过公司直接到校对学生进行培训，减轻教师学习的负担，同时公司的专业人员对于产品的了解较多，在应用培训方面可以提供更加专业的指导。在查找案例中，学生的作品展示一般是相关技术研发公司的主页中展示，而学校官网上展示较少。

3问题与挑战

3.1课程开设处于体验尝试期

上述案例中，课程主要是以体验尝试的方式进行，并没有完全成为学校的一门正式的课程，这种体验状态可能会在时间久了，兴奋感会衰退，从而影响课程的质量。因此，转变课程的形式，让课程规范化，为学生制作的作品提供一个分享的平台，使课程能更好地进行，而不是昙花一现。

3.2教师对3D打印技术的接受程度低

对于大部分在校教师来说，3D打印中三维设计软件的使用是相对比较难的，因为大部分在校老师可能是首次接触3D打印。就如案例中提到的学校，老师需要先进行培训学习才能在课堂中进行教学，而在学校中，大部分老师工作任务繁重，对于学习新技术，部分老师的接受度较低。另外，3D打印需要融合到课程中或者新设计一门课程，都需要老师重新探索设计新的课程计划，这对于老师来说也是—个困难。

4结束语

随着科学技术的不断发展，3D打印技术也将逐步发展，其成本、材料，制造时间等将逐渐得到改善，从而也推进3D打印技术在教育中的应用。近年来STEM教育的广泛应用，使3D技术在教育中应用得更加广泛，3D打印技术的研究有助于我们把握和预见技术在教育领域中的应用方式和应用前景，并进一步探讨如何充分发挥新技术的特点和优势，通过技术在教育中的应用体现和提升其价值。

作者：黄延慧　陈婷婷　王洪江