3D打印实训室方案.docx

3D打印实训室方案.docx

《3D打印实训室方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3D打印实训室方案.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

3D打印实训室方案

3D打印实训室

1.1建设背景

《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》明确指出“组织实施学校增材制造（3D打印）技术普及工程。

在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。

”

1.1.1社会发展需求

目前，3D打印技术正在引导着第四次工业革命，世界各个国家都已展开战略性的方针发展该项技术。

3D打印技术的发展依赖大量的准也技术人才，而人才的培养要从小开始，从基础教育开始奠定3D打印的基石。

在中小学开设3D打印创客教育，从小开始着眼学生的创新、创造思维能力，让3D打印技术渗透到生活的方方面面，有助于学生综合素质能力的提升和发展，为学生的未来成长发挥有利作用。

为了能够在人才培养上抢占先机，美国在几年前就开始重视3D打印教育，把3D打印植入中小学教育体系。

在中国，2015年2月11日，工信部、发改委、财政部三部门联合《国家增材制造产业反战计划（2015-2016年）》，明确指出：

组织实施学校增材制造（即3D打印）技术普及工程。

在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。

1.1.2国内市场PEST分析

通过PEST（P:

政治、E:

经济、S:

社会、T：

技术）分析法可以看出，从近年来国家相继出台扶持政策，正处于利好局面。

2016年，中国国内3D打印已经进入启动期。

P（politics）国家政策保障:

①2013年，科技部《国家高技术研究反战计划（863计划）、国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》中3D打印产业首次入选。

②2015年，工信部正式发布《国家增材制造产业反战推进计（2015-2016）》，从国家战略高度提出3D的发展方向和目标。

③2015年5月19日，中国国务院印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。

E（economy）宏观经济促进:

①中国经济保持发展迅速，城镇人均收入水平提高，用户对个性化产品的消费欲望逐渐加强。

②中国庞大的资本市场为3D打印产业提供有利保障，2014年以来，相关产业企业融资近资本10笔。

资本市场的持续关注和运作将推动3D打印产业的快速发展。

S（society）→社会环境推动：

中国是工业制造大国，但传统流水线、自动化作业方式无法满足个性化定制需求，3D打印在固件稳定性、多样化、小批量生产具备较强优势，是辅助只能制造的重要手段之一。

T（technology）→技术发展支撑：

①国家计算机辅助设计（CAD）、切片工具等软件系统逐渐成熟。

②物联网、大数据、云计算等技术的卡快速发展，推动各行业提供个性化产品及服务，同时VR/AR、3D技术的逐渐成熟为3D打印市场的个性化发展奠定基础。

综上所述，国家在政治、经济、社会、技术等四大方方面推动3D技术的使用，而我们久巨教育3D教育，作为一家致力于“科技+教育、企业+教学”的高新企业，我们给教育应用创新提供了技术支撑，提供了新环境、新平台、新资源、新工具和新范式。

结合久巨教育3D教育的课程教材，教学资源建设及3D扫描、3D打印设备，给学校打造一个全新的教育生态系统。

那么久巨教育3D为了实现构建教育生态系统，会从理论与实践两个层面突破。

其中理论层面，3D技术教育创新应用涉及情境化学习、“做中学”和基于创造的学习等多个方面理论支持，需要进行系统性研究，构建其支持的理论基础。

在实践层面，深入探索资源、媒体和产品的设计、开发、运用、管理和评价整个过程。

从3D技术教育应用的生态发展、融合驱动和产业推进等三个层面进行理论与实践的探索。

生态发展：

3D技术包含多样的技术，在不同场景和情境下使用（如个人环境、班级环境、学校环境），应用于基础教育、高等教育、职业教育、成人教育以及终身教育，构建一个基于3D技术应用的教育生态系统。

融合驱动：

虚实结合与融合，将3D显示技术和3D虚拟现实技术的桌面显示技术与3D打印的桌面制造技术有效融合，进行有效集成创新，如将3D技术应用于STEAM中，创建新的教育环境。

同时，将3D技术与教育教学融合，开发3D新资源，研发3D新工具，构建3D应用服务平台，有效融入学科教学之中。

产业推进：

产学协同，产学研一体化协作，制定3D技术标准与应用规范，按照市场规范，采用第三方服务方式，为教育提供符合教育需求的3D新资源、新工具、新平台和优质服务。

1.2建设目标

久巨教育3D教育一直秉承“科技+教育、企业+教学”的产品服务设计理念，基于此思路，久巨教育3D教育结合国内外先进的创新能力培养理念，提出了久巨教育3D打印创新教室建设综合解决方案，通过建设以培养中小学生创新能力为目标的课程体系，开发配套课程教材，教学资源建设及3D打印创新教室，从而达到以下建设目标：

1、边做边学，孩子们的工程学。

让学校成为学校工厂，帮助教师创造集设计和3D打印于一体的课程，以传授核心教学和科学概念的课程。

该课程是为了创造儿童工程师，激发年轻人对前沿技术、科学、数学尤其是工程和设计的兴趣。

2、让学生们感觉“学习是令人愉快的”。

“理论第一”的教学方式不是每个人都擅长的，一些学生在没有看到或者触摸到实物的情况下，很难掌握抽象概念。

对于所有学生而言，无论吸收新知识的程度如何，在物理媒介里面重新制定的学习课程可以巩固他们所学的知识。

最重要的是，许多学生喜欢动手学习。

3、达到“考试分数和动手能力”双赢。

“课本通”的笔试分数并不能代表学生的实际动手能力，并不能代表学生之间的协作能力。

学生是不同的个体，不同的学生喜欢不同的事情，甚至每个学生学习爱好的转移也依赖于科目和新知识的复杂性。

4、让学生不再遗忘。

让学生把数字化设计转化为实际物理对象的最强大的方面是：

加强抽象概念转化为不同的媒介。

1.3建设内容

纵观计算机与信息技术的发展，从单一屏幕界面的显示输出到多终端显示，打印输出从平面走向桌面，从二维纸质打印走向立体实物打印即桌面制造，并提供多材料、多领域、多类型的终端显示和打印输出。

3D技术已成为桌面技术，为教育提供了新的创新技术，为教育应用创新提供了机会——新资源、新工具、新环境、新平台和新范式。

3D教育应用创新体系

1.3.1课程规划

3D技术进校园----3D技术创新实验室建设，首先完成教学必须有完整的课程体系，久巨教育展示课程的整体规划，遵循以下几点：

实施阶段

内容安排

内容描述

虚拟维度

第一阶段

案例学习

通过例子，掌握软件工具，初步形成空间思维

虚拟模仿

第二阶段

拍照创建

通过拍照实物照片，创建虚拟模型

从实体（二维）到虚拟

第三阶段

实物构建

通过观察小型实物，构建虚拟模型

从实体（三维）到虚拟

第四阶段

想象搭建

主题引导，学生搭建内心所想物体

从想象到虚拟

第五阶段

虚拟创造

通过想象，虚拟搭建，3D打印，创造心中所想

从想象，虚拟到现实创造

1.3.2教室规划

本3D创新实验室主要是用于3D打印创意教育课程的使用，也可以作为学生进行劳动技术教育、技能训练、科技小制作、通用技术课程教学和探索实践活动的场所，是落实素质教育，劳动培养学生创新精神、创业意识、规划能力和动手实践能力的基地，最终形成一个汇聚创意的场所，一个让想法变成现实的“梦想实验室”建设要求如下:

⑴使用面积：

场地面积大约80-100平方，或一间普通教室。

⑵创新教室配备桌面3D扫描仪、打印机、电脑，以六人一组为单位学习3D扫描、3D打印知识以及制图操作，然后进行打印，方便学习过程中的分享和讨论，便于灵感的碰撞，提升创新创造能力；

⑶每个教室配备3台彩色3D打印机，每组配1台普通打印机，可以满足学生创新出的物件直接打印以及部分特殊需求；

⑷桌面扫描仪老师配备1台、学生每两组配备1台，满足教师更好的教学，让学生亲身体验和学习3D扫描的各个阶段。

同时可用于学生的各种小制作结构数据化，比赛演示产品易损元件的数据化，方便进行二次设计和修改。

⑸使用3D打印机及时进行打印，更好的发挥学生的创新创造能力，非常适合学生进行兴趣爱好的培养，新奇物品的制作；

⑹在教室前端布置有玻璃柜展示，展示学生的创意成果，激发学生的自豪感；

⑺教室四周墙上布置文化展板，展示3D打印的发展历史、高精尖技术、各行业应用等等；后期处理工艺的工作台主要用于3D打印产品不可避免的支撑、元件组装、上色等操作，便于学生将3D打印的产品进一步完善和美化；

⑻教师基本要求：

（1）具备CAD、UG、proe或solidwork等基础知识；

（2）应具备艺术设计或美术设计等基础知识；（3）具备机械制图、计算机操作、机械制造工艺学等基础知识；（4）人员需求：

1人。

该建设方案本着节省教室资源的前提下，尽量满足通用技术各学科的教学,下图为设计图，具体尺寸和设计平面图可根据学校实际情况调整。

专业级教室案例平面图

专业级教室案例效果图

1.3.3功能区说明

项目

功能介绍

优秀作品展示区

主要用于展示各种3D打印模型，配展示台和展示柜两种、展示柜主要是各种小型的3D打印模型和需要保护的3D模型，展示台的作品主要是和学生互动

另外展示区也陈列一些外来的模型作品，用于开拓学生眼界，启发学生创新灵感

教学区

主要用于教师上课，学生集中听课的区域

人体扫描区

主要用于人体扫描，进行相关创作

投影演示区

用于学生针对创作产品进行解说，老师针对教学产品进行解说

打印耗材展示区

1、主要是保管各种耗材（如：

PLA、柔性、云泥-可塑形温变材料）

2、少量精密易损仪器

3、各种辅助工具

3D教育应用效果图

1.4配置列表（25人/班）

序号

项目名称

规格、技术参数

数量

单位

三维扫描设备及配套

1

人体彩色扫描仪

3DPLUS人体扫描仪

1

台

2

桌面彩色扫描仪

3DPLUS桌面型彩色扫描仪

2

台

3

配套扫描软件

FullbodyScanningSystem（配套人体扫描仪）

3

套

3DScanner扫描软件（配套桌面扫描仪）

4

配套电脑

人体扫描仪配套电脑：

IntelCorei7,8GDDR3,GT*7602G,Seagate1TB,24寸液晶显示屏

1

台

桌面扫描仪配套电脑：

IntelCorei7,16GDDR3,GT*7602G,Seagate1TB,24寸液晶显示屏

2

3D打印设备及配套

1

桌面型3D打印机

FDM

5

台

2

3D打印机耗材

打印材料丙烯酸酯光敏树脂（液体光敏树脂）

10

卷

3

配套打印软件

配套软件；打印机切片软件

26

套

4

实验室工具包

每台打印机一套

5

套

5

三维设计软件

123Design软件

26

套

6

教师笔记本电脑

I7-65008G1T+120GWin10

1

台

7

学生台式电脑

一体电脑i5-4460T8G1T2G

25

台

8

教师培训服务包

培训、教案、软硬件操作、教学案例、课程设置等方面。

2

套

9

学生课程包

详见4.2.1课程设计

25

套

基础设施

1

学生凳

以实际需求确定

25

张

2

学生设计桌

以实际需求确定

5

张

3

展示柜&储物柜

以实际需求确定

4

工具柜

以实际需求确定

5

仪器柜

以实际需求确定

6

教师工作台

以实际需求确定

1

张

7

无线路由器

1

个

8

简易急救箱

1

个

9

灭火器

2

个

10

教室装修

结合学校校园文化设计

1

项