3D打印实训室方案精心整理.docx
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3D打印实训室方案精心整理
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:
2013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。
2015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。
2015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:
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。
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:
国家计算机辅助设计(CAD)、切片工具等软件系统逐渐成熟。
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:
使用面积:
场地面积大约80-100平方,或一间普通教室。
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;
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;
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。
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;
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;
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;
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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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