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创客教育毕业论文

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随着信息技术在教育领域的广泛应用,信息技术与课题整合的议题已摆到广大教育者的面前。就数学教育教学来说:数学作为学生学习各科的基础学科,工具学科,因其严谨的知识系统性,链状结构性,以及在学生思维训练所独具特色的逻辑性,科学性,有它独特的特点。因此,在信息技术与数学课题整合的过程之中,如何探索信息技术在数学教育教学中的运用,发挥信息技术这一先进教育技术的作用,更好地驾驭这种新式的教育教学手段,就成了我们广大教育工作者的重要任务。 那么信息技术与数学课程整合的优势 具体来说,学生的有效数学学习活动主要呈现出如下一些特点: 1、学生数学学习的过程是建立在经验基础上的一个主动建构的过程。 如前所述,在学生来到学校之前,他们已经拥有了大量的日常生活经验。而随着学生的成长,他们从学校里所获得的经验会比在学校外的日常生活中所获得的经验更多、更重要。正基于这些校内、校外的经验,学生才能够通过各种活动将新旧知识联系起来,思考现实中的数量关系和空间形式,由此发展他们对数学的理解。而数学中的量的关系、量的变化等都是以符号(关系符号、运算符号、图形、图表等)加以表示的。学生身心发展的这一特点和数学的抽象性特征共同决定了学生数学学习基本是一种符号化语言与生活实际相结合的学习,两者之间的相互融合与转化成为学生主动建构的重要途径。 2、学生数学学习的过程充满了观察、实验、猜想、验证、推理与交流等丰富多彩的数学活动。 从学生认识发生、发展的规律来看,传统的数学学习中,教师讲授、学生练习这种单一的学习方式已不能适应学生发展的需求了,这种方式甚至造成了学生学习的障碍。注重学生发展的数学学习应该提供多样化的活动方式,让学生积极参与,并在这些丰富的活动中进行交流。数学发展到今天,由于借助了计算机手段,其应用的方式大大拓展,现今人们收集数据、处理数据、解决问题的方式也是多样的,学校中的数学教育就有必要改变传统数学的面貌以便和人们日常生活中使用的数学趋于一致。学生在学校学习数学的目的不仅仅是获得计算的能力(它占的比例将大大缩小),而更重要的是获得自己去探索数学的体验和利用数学去解决实际问题的能力,获得对客观事实尊重的理性精神和对科学执着追求的态度。因此,在数学教学中,必须通过学生主动的活动,包括观察、描述、操作、猜想、实验、收集、整理、思考、推理、交流和应用等等,让学生亲眼目睹数学过程形象而生动的性质,亲身体验如何“做数学”、如何实现数学的“再创造”,并从中感受到数学的力量,促进数学的学习。教师在学生进行数学学习的过程中应当给他们留有充分的思维空间,使得学生能够真正地从事思维活动,并表达自己的理解,而不只是模仿与记忆。 教师在设计教学时应充分考虑学生主体性的发挥,让学生经历自主“做数学”的过程,还要提供必要的机会使他们能够从事反思活动。研究表明,人的一般认知发展,包括认知能力的发展和认知水平的提高,在很大程度上得益于深刻的反思活动。 3、学生的数学学习过程应当是富有个性、体现多样化学习需求的过程。 人的智力结构是多元化的,有的人善于形象思维,有的人长于计算,有的人擅长逻辑推理,这本没有优劣之分,只是表现出不同的特征与适应性。另外,每个学生都有自己的生活背景、家庭环境,从而导致不同的学生有不同的思维方式和解决问题的策略。 研究表明,每个学生都有分析、解决问题和创新的潜能,关键是课程内容中要提供好的素材,以促进学生的这种发展。根据学生身心发展的规律,儿童有一种与生俱来的以自我为中心的探索欲和好奇心,要充分适应和利用儿童的这种心理特点。因此,数学课程应该选取那些对学生来说具有现实意义的、与生活实际相联系的内容。学生总爱把自己当成探索者、研究者、发现者,并且往往是当自己的观点与集体不一致时,才会产生要证实自己思想的欲望,所以课程内容在难度上应具有一定的挑战性。但是提出挑战并不意味着要难倒学生,而是要激励学生在学习的过程中不断地去获得成功的体验。因此,课程内容应处于学生“最近发展区”的范围之内,让成功感始终伴随学生学习的旅程,以保证学生不会因过多的失败而放弃他们的努力,失去发展的机会。 我们从对学生学习数学过程的研究中发现,学生是学习的主体,所有的新知识只有通过学生自身的“再创造”活动,才能纳人其认知结构中,才可能成为有效的知识。以学科知识为中心的课程按公理化的体系,用成人的逻辑将整理好的知识呈现给学生,必然形成学生被动吸收、机械记忆、反复练习、强化贮存的学习习惯和方式。要想改变学生的学习方式,一方面要改变教科书的形态,在呈现方式上有大胆的突破,实现教材多媒体化。教材多媒化就是利用多媒体,特别是超媒体技术,建立教学内容的结构化、动态化、形象化表示。已经有越来越多的教材和工具书变成多媒体化,它们不但包含文字和图形,还能呈现声音、动画、录像以及模拟的三维景象。另一方面,教师要本着学生是学习的主体,应该在课堂上开展学生之间、师生之间名符其实的交流,鼓励学生通过各种活动进行各种观点之间真诚的交锋,使学生从经验中、活动中,通过思考与交流,有目的、有意义地建构属于他们自己的知识结构,从而获得富有成效的学习体验。

现如今,3D打印机是民用市场出现的一个新词,在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”。我整理了3d打印技术2500字论文,希望能对大家有所帮助! 3d打印技术2500字论文篇一:《试谈3D打印技术及其应用发展》 【摘要】本文通过分析3D打印机的原理, 总结 了几种典型的3D打印技术,分析其市场应用和发展方向,得出3D打印技术的发展会引领第三次工业革命的发展。 【关键词】3D;打印机;3D打印技术 1.前言 近来,三维(3D)打印技术[1]在发达国家兴起,前不久在网上流传的3D打印手枪,引来许多网友围观。3D打印现在已不再只是概念产物,全球已有不少公司推出了个人3D打印机,它已在平常生活中开始普及。2012年4月,英国《经济学人》刊文认为,3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现。传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”,它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。 2.3D打印机的原理及技术 2.1 3D打印机 3D打印机是近年来在民用市场出现的一个新词。在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”[2]。快速成形技术诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种全新制造技术。它集分层制造技术、机械工程、数控技术、CAD、激光技术、逆向工程技术、材料科学于一体,可以直接、快速、自动、精确地将设计电子模型转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种低成本而高效的实现手段。快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。 不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。但是基本原理一样,那就是“分层制造,逐层叠加”[3],类似于数学上的积分过程。形象地讲,快速成形系统就像是一台“立体打印机”,因此得名。 2.2 3D打印机的原理 3D打印机根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。 每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程就像一个“积分”的过程。 整个过程是在电脑的控制下,由3D打印系统自动完成的。不同公司3D打印使用的成形材料不同,系统的工作原理也有所区别,但其基本原理都是一样的,那就是“分层制造、逐层叠加”。这种工艺可以形象地叫做“增长法”。 2.3 3D打印技术 2.3.1 SLA技术 光固化成型法(SLA)是用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。SLA是最早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料。其工艺过程是,首先通过CAD设计出三维实体模型,利用离散程序将模型进行切片处理,设计扫描路径,产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过数控装置控制的扫描器,按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面,使表面特定区域内的一层树脂固化后,当一层加工完毕后,就生成零件的一个截面;然后升降台下降一定距离,固化层上覆盖另一层液态树脂,再进行第二层扫描,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入 其它 成分,用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快,精度较高,但由于树脂固化过程中产生收缩,不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。 2.3.2 SLS技术 选择性激光烧结技术(SLS)是采用激光有选择地分层烧结固体粉末,并使烧结成型的固化层,层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。 整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。最后,将未烧结的粉末回收到粉末缸中,并取出成型件。对于金属粉末激光烧结,在烧结之前,整个工作台被加热至一定温度,可减少成型中的热变形,并利于层与层之间的结合。 与其它3D打印机技术相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前,可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,所以SLS的应用广泛。 2.3.3 PDM技术 熔积成型(FDM)法,该 方法 使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料,利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高1℃),在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在工作台上,冷却后形成工件的一层截面,一层成形后,喷头上移一层高度,进行下一层涂覆,这样逐层堆积形成三维工件。 该技术污染小,材料可以回收,用于中、小型工件的成形。成形材料:固体丝状工程塑料;制件性能相当于工程塑料或蜡模;主要用于塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。 2.3.4 LOM技术 分层实体制造法(LOM),又称层叠法成形,它以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料,其成形原理如图所示,激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据,将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后,送料机构将新的一层纸叠加上去,利用热粘压装置将已切割层粘合在一起,然后再进行切割,这样一层层地切割、粘合,最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等,此方法除了可以制造模具、模型外,还可以直接制造结构件或功能件。 LOM技术的优点是工作可靠,模型支撑性好,成本低,效率高。缺点是前、后处理费时费力,且不能制造中空结构件。成形材料主要是涂敷有热敏胶的纤维纸;制件性能相当于高级木材;主要用途是快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。 3.3D打印技术的市场应用及发展方向 3.1 建筑设计领域 建筑模型的传统制作方式,渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准,现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试[4],3D打印技术所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。 3.2 磨具制造领域 玩具制作等传统的模具制造领域[5],往往模具生产时间长,成本高。将3D打印技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具的开发周期,提高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。3D打印技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种,直接制模是指采用3D打印技术直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件,再由零件复制得到所需要的模具。 3.3 医学领域 在医学领域的应用近几年来,人们对3D打印技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础,利用3D打印技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价值,近年来许多医院推出3D打印胎儿服务。 3.4 航空航天领域 在航空航天领域中,空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的天地往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性,采用3D打印技术,根据CAD模型,由3D打印设备自动完成实体模型,能够很好的保证模型质量。 3.5 家电和食品领域 3D打印技术在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用,使许多家电企业走在了国内前列。美的、华宝、小天鹅、海尔等都先后采用3D打印技术来开发新产品,收到了很好的效果。 3D打印在食品领域也有成功的应用。做成的鲜肉特别有弹性,而且烹饪后肉质松散有嚼头,丝毫不逊于真正的肉,就连肉里的微细血管都能打印出来。人们吃到“3D肉”的日子不会太远,因为美国泰尔基金会近日已投资成立了“鲜肉3D打印技术公司”,希望能够为大众提供安全放心的猪肉产品。这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉细胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉类相似的口感和纹理,就连肉里的微细血管都能打印出来。 4.总结 3D打印是产业界自主创新的过程,政府主要负责引导方向,要让民营企业有充分的自主发展空间,同时对一些敏感行业或者产品要加强监管。3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰,这便是第三次工业革命的到来的标志[6]。在这种势头下,传统的制造业将逐渐失去竞争力。 参考文献 [1]古丽萍.蓄势待发的3D打印机及其发展[J].北京:数码印刷,2011(10):64-67. [2]丁军涛.快速成形技术在企业实际生产中的应用[J].陕西:科技探索,2012(8). [3]郑利文.Objet Geometries公司推出多种复合材料3D打印机[J].北京:模具工业,2008(2):73. [4]梁晨光.3D打印技术纵览“印”出来的真实世界[J].北京:微型计算机,2008(6):106-109. [5]乔益民,王家民.3D打印技术在包装容器成型中的应用[J].重庆:包装工程,2012(11):68-72. [6]丁博强.3D打印推动第三次工业革命[J].上海:创意产业,2013(2). 3d打印技术2500字论文篇二:《浅谈3D打印的误差分析》 【摘 要】本文从理论上介绍3D打印的基本原理,并系统的分析了成型的前期数据处理、成型加工过程和后处理三个阶段各因素对成型精度的影响。同时,提出了改进成型制件精度的 措施 和方法,对快速成型技术的发展有一定的指导意义。 【关键词】快速成型;成型精度;工艺参数 0.引言 3D打印与传统的制造业去除材料加工技术不同,其遵循的是加法原则。首先设计出所需零件的三维模型,然后根据工艺要求,按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元,通常在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层),把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;再根据每个层片的轮廓信息,输入加工参数,自动生成数控代码;最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来,得到一个三维物理实体。 目前基于分层制造原理,将三维造型转化为二维轮廓信息叠加造型的快速加工方法,其成型制件的精度与很多因素有关。 1.前期数据处理误差 在成型制件建模完成之后,需要将其进行数据方面的转换,目前被应用最多的就是STL格式文件,主要是用小三角面片来近似的逼近任意曲面模型或实体模型,能够较好的简化CAD模型的数据格式,同时在之后的分层处理时,也能够较好的获取每层截面轮廓上的相对于模型实体上的点。 1.1 STL格式化引起的误差 STL格式文件的实质就是用许多细小的空间三角形面来逼近还原CAD实体模型,其主要的优势就在于表达清晰,文件中只包括相互衔接的小三角形面片的节点坐标和其外法向量。用来近似逼近的三角形数量将直接影响着实体的表面精度,数量越多,则精度越高,但是三角形数量太多即过高的精度要求,会造成文件内存过大,增加数据处理时间。所以应在精度范围内选择合理的离散三角形数量。当用建模软件输出STL格式文件时都需要确定精度,也就是模拟原模型的最大允许误差。当表面为平面时将不会产生误差,如果表面为曲面时,误差则将不可避免的存在。 目前,为了得到准确的实体截面轮廓线,应用较多的就是采用CAD直接切片法,该方法可以从根本上消除由STL格式而造成的截面轮廓误差,同时也能够有效的消除格式转换造成的精度误差。 1.2模型分层对成型精度的影响 对模型进行分层处理的过程中会产生一定的误差,这种误差属于原理性误差。分层处理是在STL格式转换之后,通过预先设定好成型的方向,设定好分层的厚度,就可以对模型进行分层切片处理了。分层后会得到一组垂直于成型方向的彼此平行的平面,这些平面将STL格式文件截成等层厚的截面,截面与模型表面的交线即形成了该截面的轮廓信息,此信息可作为成型扫描过程中的数据。因为每层之间有一定的距离,由于其破坏了模型表面的连续性,这样就可能丢失一部分的轮廓信息,造成模型的尺寸误差和表面精度。 2.成型加工误差 设备自身也存在着一定的误差,它造成的是成型件的原始误差。设备自身误差的改善应该从其系统的设计和制造过程中入手,提高成型设备的硬件系统,以便改进成型件精度。 2.1工作台Z方向上的运动误差 它主要在丝杠的控制下,通过上下移动完成最终的成型加工。所以工作台的运动误差将直接影响着成型件的层厚精度,从而导致成型件的Z向尺寸误差。同时,工作台的运动直线度误差也会造成成型件的位置、形状误差和较差的粗糙度。 2.2 X、Y方向同步带变形误差 X、Y扫描系统:步进电机控制并驱动同步齿形带,然后带动打印头进行每层的扫描运动,是一个二维的运动过程。在定位或者使用时间较长以后,同步齿形带可能会产生一定情况的变形,会严重影响扫描系统的定位精度,所以为了解决这个问题常采用位置补偿。 2.3 X-Y方向定位误差 成型机运动控制系统采用的是步进电机开环控制系统,电机自身和其各个结构都会对系统动态性能造成一定的影响。X、Y扫描系统在往复的扫描过程中存在着一定的惯性,使扫描镜头的扫描尺寸其实大于成型件的设计尺寸,造成尺寸误差,同时,由于扫描系统在扫描过程中是一个加减速的过程,边缘扫描速度会小于中间扫描速度,这样就会导致成型件边缘的固化程度高于中间部分,固化不均匀。 扫描机构在成型过程中,总是在进行连续的往复填充运动。驱动扫描机构的电机自身存在着一个固有频率,扫描不同线长的时候会出现各种频率,所以当整个机构发生谐振时,会给扫描机构带来很大的振动,严重影响成型的精度。 2.4挤料速度与扫描速度误差 在保证有足够加热功率和相同扫描速度的前提下,若挤料速度过高,在工件的表面及侧面就会出现材料溢出现象,导致表面粗糙,支撑结构与工件不易分离;若挤料速度过低,在扫描轨迹上就会出现材料缺失现象。因此,适当降低挤料速度,能提高工件的表面品质,轮廓线更清晰,支撑结构与工件易于分离。 综上所述,通过优化工艺参数可以有效地提高成型件的精度和质量。 3.后处理产生的误差 成型完成之后,需要将成型件取下并去除支撑,对于固化不完全的成型件,还需要进行二次固化。固化完成后还需对其进行抛光、打磨和表面处理等工序,将这些称之为后处理。后处理对成型精度的影响可分为下列三种: (1)支撑去除时,因为人为等因素有可能会刮伤成型表面或其精细的结构,严重影响成型质量。为了避免这点,在支撑设计时应该选择合理的支撑结构,既能起到支撑作用又方便去除,在允许范围内少设支撑,节省后处理时间。 (2)成型后,由于工艺和本身结构问题,零件的内部还会存在一定的残余应力,并且在外部条件如温度、湿度等环境的变化下,成型件会产生一定的翘曲变形,造成误差。应该设法减小成型过程中的残余应力,以提高零件的成型精度。 (3)成型后的零件在尺寸和粗糙度方面可能还不能完全满足用户的需求,例如表面存在阶梯纹、强度不够,尺寸不精确等,所以要对成型件进行进一步的打磨、修补、抛光和喷丸等处理。如果处理不好,可能会对成型件的尺寸和表面质量等造成破坏,产生后处理误差。 综上所述,通过减小分层厚度可以通过自适应的分层方法能很好的提高成型件的表面精度,降低因分层数量较多而引起的效率降低问题,或者通过优化成型加工方向的办法来提高成型件表面质量。其中优化成型加工方向在工艺上有一定的难度,对于成型加工方向的优化,不仅要考虑精度的因素,也要着重考虑成型效率和支撑设计等方面因素。 4.结论 自由成形件的精度是指加工后的成形件与原三维CAD模型之间的误差,主要有尺寸误差,形状误差和表面误差。因为自由成形的全过程包括前处理、自由成形和后处理三个阶段,所以每个阶段都可能存在影响成形件精度的因素。然而,成型件的精度不只与成型机本身精度有关,还与自由成形全过程中的其他因素有关,而(下转第156页)(上接第110页)且这些其他因素还更加难以控制。 [科] 【参考文献】 [1]胡庆夕,周克平,吴懋亮等.快速制造技术的发展与应用.机电一体化,2003,8(5). [2]朱林泉,白培康,朱江森.快速成型与快速制造技术.北京:国防工业出版社,2003. [3]王广春,赵国群.快速成型与快速模具制造技术及其应用.北京:机械工业出版社,2003. [4]于松章,洪军,唐一平.基于RE/RP/RT技术的产品快速开发集成制造系统.新技术新工艺,2004,8(3). [5]勾吉华,彭颖红,阮雪榆.快速成型技术及其工艺分析.机械科学与技术,2000,2(19). 3d打印技术2500字论文篇三:《试谈中小学创新 教育 中3D打印的应用》 随着3D打印在产品设计、建筑设计、机械制造、医学领域、 文化 艺术等行业发挥越来越重要的作用,3D打印这一新兴科学技术也不断融入到人们的工作和生活中。而科技促进教育这一客观规律也决定了3D打印对教育的影响是必然的,3D打印技术与学校教育的结合必成为STEAM教育中对学生开拓创新能力培养的必要组成部分。 1 3D打印在学校教育中的应用现状 创客教育,政策先行,教育部于2015年发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》,其中提到了未来五年对教育信息化的规划,鼓励探索STEAM教育、创客教育等新教育模式,从政策层面将刺激3D打印教育市场的快速增长。国内3D打印在教育领域中的应用已然走在了前列,并逐渐步入了批量应用阶段。全国各地区都有学校加入到3D打印创客教育的潮流中来。3D打印在不少地区已经被列入普通学校教育的统筹范围内,而不仅仅是职业培训。 2 3D打印在中小学教育中的优势 传统教育特别是中小学教育是以教师为主导的填鸭式教学方式。因其理论性较强,且多数以死记硬背为主要方式,学生无法把学到的知识进行转化和应用,久而久之就会失去兴趣。而3D打印课程可以让枯燥的课程变得生动起来。在3D打印应用的教学中,学生不再是单纯地看文字或图形,而是根据相应理论知识通过电脑绘制其三维模型,并用3D打印机把模型打印出来。这是学生吸收和运用知识的过程,使学习过程变得生动有趣,同时极大地提高学生学习的主动性和分析、解决问题等方面的能力。 3 3D打印与各种学科的融合 3D打印与学科的融合既是对各传统学科教学的补充,又是开展STEAM教育的重要形式。 3.13D打印与语文课的结合 语文课中的 说明文 是难以描述和理解的,例如赵州桥课程中对桥梁结构的描述。而如果运用课文中描述的知识点用软件把模型绘制并打印出来,有了理论应用于实践的过程,学生对知识的掌握会更加深刻。 3.2与数学课的结合 通过三维模型设计软件,学生可以方便地从不同方位观察模型,任意组合、改变模型形状,学生的空间 想象力 得到很好的锻炼和培养。 3.3与美术、剪纸等艺术课的结合 通过三维设计软件很容易实现二维图形到三维模型的转化。艺术课中的剪纸或手绘图形便可以转化成三维模型,且应用于不同的作品中,并通过3D打印机打印出来,增加课程的趣味性。 3.4与历史、生物、地理、化学、物理等其它课程的结合 辅助教具直接通过3D打印制作出来,将抽象、难懂的教学变得更直观、形象化,更好地激发了学生的学习兴趣。 4 中小学3D打印课程的开展形式 目前很多学校把3DOne作为教学软件,通过软硬件结合,推出3D打印创意设计课程解决方案,以学生动手参与为主要学习方式,旨在全面提升、激发孩子们的潜能,学生在学习过程中潜移默化地提高动手能力和思考能力。3D打印创客教育通常包括如下形式: (1)兴趣班。兴趣班是3D打印在学校开展创客教育初期的主要形式。每个班级挑选数个学生组合成兴趣小团队,由学校老师或者校外的公司机构提供技术支持协助学校开展课程。 (2)校本课程。教师通过课程的开展,总结成果及 经验 完成学校的校本课程,打造校本特色的3D打印课程。 (3)教、科研项目。教、科研项目的方式使得3D打印课程的开展更有拓展性。例如学校以船作为项目题目,学生学习船的工作原理,以及如何优化船体、增加动力机构,然后自己设计船体造型、打印模型和试验航行,通过不断地试验以及改善,学生可以把课题内容掌握得非常牢固。并且学生会不断去思索、尝试各种各样的方式,极大地提高了学生的想象力和动手能力。 5 结语 以3DOne软件为教学的3D打印创客课程,给了STEAM教育一种新的方式,不管是从国家的支持,还是从提高学生的创新能力来说,3D打印都将作为一个重要的手段会得到极大的发展。通过与学科结合的方式,并借助于各地的3D打印比赛,3D打印教育将会有更好的发展。 猜你喜欢: 1. 3D打印技术学习心得体会 2. 3d打印技术论文3000字 3. 3d打印技术论文范文 4. 3d打印技术论文总结 5. 3d打印技术论文结论

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机器人教育创客研究论文

设计机器人?这对你不现实

未来的机器人是多种多样的.有魔法机器人.果树机器人.还有攻击机器人……我想象的机器人是一个会变身.会打扫卫生.而且心地善良的机器人.它有一双用高级伸缩弹簧做的手.如果有小孩落水了,就可以立刻把手伸长,去救那个小孩.在它的脚上也有伸缩弹簧,它可以跨越障碍,抓住坏人.在它的脚底下还有一个小型拖把,只要是它走过的地方,就会变得干干净净.你看,很好用吧.

高职院校智能机器人教学的探索论文

高职院校开展智能机器人教学在于培养学生成为高级技术应用型人才,从而服务于一线的生产企业。因此,各大高职院校都积极响应智能机器人技术发展的号召,纷纷建立专门的智能机器人实验室,并在各个学科间开展智能机器人选修课,让不同专业的学生对智能机器人技术有所认识。智能机器人自身包含了许多的专业知识,是一门综合性的专业技术,例如,计算机电子技术、人工智能以及自动化控制等,高职院校通过开展智能机器人实践教学,让学生通过实践进行自主的创新学习,激发了学生学习兴趣,提高学生们的科技创新能力。该文结合智能机器人教育在高职院校的发展现状,阐述了智能机器人教学的必要性和适用性,从而提高智能机器人教学的质量。

1智能机器人教学的优势

1.1对我国科技的发展,教育事业科技创新具有非常重要的意义

智能机器人最大的特点在于它是一门综合多个学科的应用型技术,所涉及的学科都与计算机技术、机械工程技术、人工智能技术以及设备自动化技术等实践类专业有关,对我国科技的发展,教育事业科技创新具有非常重要的意义。高职院校开展智能机器人教学,通过让学生对智能机器人进行设计和实际操作,掌握智能机器人系统的定义以及智能机器人内部结构和相关的控制技术等,有利于学生在后期的实践过程中,能够在控制设计和软件编制上对智能机器人进行开发。通过高职院校对智能机器人的有效教学,加强了学生对现代化机器人的认识,激发了学生学习的热情和兴趣,培养了学生创新意识。

1.2通过开展智能机器人教学,能培养大批的高端技术型人才

我国的经济发展和科技创新都离不开人才,以人为本是我国的基本方针,所以各大院校应该与时俱进,为国家为社会培养技能型应用型的高端人才。所以智能机器人技术要与高职院校的教学活动相互融合,增强学生的实践操作能力。我国的教育部门也应给予支持和鼓励,加大对智能机器人技术在各个高职院校的开展和普及,提高学生的就业率,此外,还应组织各大院校开展智能机器人科技竞赛,让学生们学以致用,培养学生的自主创新能力,为企业培养真正的专业技能人才,并更好的服务于社会。

2高职院校智能机器人教学实践

在高职院校智能机器人教学中,教师应重点开展编程教学,夯实学生的专业基础,并优化教学过程,注重实践教学,以提高学生的学习能力及学习水平,从而提高学生的社会竞争力,促进学生长远发展。

2.1注重编程教学,夯实学生基础

随着我国社会的发展,我国的教育事业也跟随时代的步伐,不断的进行科技创新改革,对于信息化和科技化发展的今天,人们的生活从计算机的应用过渡到智能化时代,所以,智能机器人教学活动的开展,不但为培养学生创新能力提供了平台,也为未来社会智能化提供可创造性发展空间。随着智能化机器人教学深入到高职院校的课堂中,学生通过实践的创新,方便智能机器人与地方传统产业的结合,从而真正为社会发展做贡献。智能机器人技术中最主要的部分就是程序,最复杂的就是编程,学生通过对智能机器人理论的学习,掌握智能机器人学习的定义、内部程序、软硬件设备以及编程环境,通过对智能机器人进行简单的组装和拆卸,结合理论知识,让学生进一步夯实基础。高职院校定期进行智能机器人教学的考核,设立难易不同的案例,激发学生的挑战意识,从而培养学生学习意识,并培养学生善于总结知识的`能力,从而提高学生的学习能力与学习水平,无论在今后的学习中还是工作中,都将有利于学生们的身心健康发展。

2.2优化教学过程,开展实践教学

随着我国教育事业的蓬勃发展,也促进了高职院校的长远发展,为培养学生实际操作能力,更好的发挥智能机器人技术的学科应用,各高职院校可以通过以下3种方法带动学生走进智能机器人的实际课堂之中。首先,将智能机器人教学与课堂教学进程相融合,其次,大力宣传并开展各类专业的选修课,尤其是工科类专业,通过讲解智能机器人的软硬件设施,以及智能的输入输出控制程序,让学生更好的将理论知识与实际操作相结合。再次,就是设置专门的智能机器人实验教学室,让学生们有充分的空间和时间动手实践,通过对智能机器人进行简单的拆卸和组装,研究智能机器人的传感器,激发学生的创新意识。教师可以通过实例,举例讲解智能机器人技术,并让学生参与思考和实践,巩固学生的知识,也达到学校的教学目的。再次,学生的实践操作比书本知识更能提高学生的设计兴趣,所以各高职院校可以针对典型的应用型实例,进行智能机器人技术的设计比赛,教育部门应给予高度重视,并设立创新能力的奖项,鼓励学生们勇于投身设计制作中,从而提升学生专业的水平,为社会提供实用性技能人才,为祖国科技的创新培养一批顶尖的专业技能型人才。

3结语

在高职院校,开展智能机器人教学对学生的发展具有重要的促进作用。学生通过对智能机器人的设计与实践操作,能够促进高职院校的专业建设,也使学校的教学形式和内容得到了丰富,所以,高职院校是学生学习和发展的平台,需要对智能机器人教学工作进行不断地创新,以满足学生的学习需求。创新代表着前进,学生的思想的创新,将会带来实践的创新,智能机器人教学模式的创新是教学改革的重点,对学生的技能提高有重要的意义。总体来说,在高职院校智能机器人教学中,教师通过科学教学,能够提高学生的专业水平,给国家和社会培养高端技术型人才,从而使学生在走出校园后能够更好地服务于社会。

参考文献

[1]郭温,姜维.关于机器人在高职高专教学中的应用[J].国土资源高等职业教育研究,2006(3):50-51.

[2]孙小进.高职院校机器人实验室的创建[J].科技信息:科学教研,2008(15):261.

[3]彭绍东.论机61器人教育(下)[J].电化教育研究,2002(7):16-19.

小学创客教育论文参考文献

现如今,3D打印机是民用市场出现的一个新词,在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”。我整理了3d打印技术2500字论文,希望能对大家有所帮助! 3d打印技术2500字论文篇一:《试谈3D打印技术及其应用发展》 【摘要】本文通过分析3D打印机的原理, 总结 了几种典型的3D打印技术,分析其市场应用和发展方向,得出3D打印技术的发展会引领第三次工业革命的发展。 【关键词】3D;打印机;3D打印技术 1.前言 近来,三维(3D)打印技术[1]在发达国家兴起,前不久在网上流传的3D打印手枪,引来许多网友围观。3D打印现在已不再只是概念产物,全球已有不少公司推出了个人3D打印机,它已在平常生活中开始普及。2012年4月,英国《经济学人》刊文认为,3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现。传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”,它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。 2.3D打印机的原理及技术 2.1 3D打印机 3D打印机是近年来在民用市场出现的一个新词。在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”[2]。快速成形技术诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种全新制造技术。它集分层制造技术、机械工程、数控技术、CAD、激光技术、逆向工程技术、材料科学于一体,可以直接、快速、自动、精确地将设计电子模型转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种低成本而高效的实现手段。快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。 不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。但是基本原理一样,那就是“分层制造,逐层叠加”[3],类似于数学上的积分过程。形象地讲,快速成形系统就像是一台“立体打印机”,因此得名。 2.2 3D打印机的原理 3D打印机根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。 每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程就像一个“积分”的过程。 整个过程是在电脑的控制下,由3D打印系统自动完成的。不同公司3D打印使用的成形材料不同,系统的工作原理也有所区别,但其基本原理都是一样的,那就是“分层制造、逐层叠加”。这种工艺可以形象地叫做“增长法”。 2.3 3D打印技术 2.3.1 SLA技术 光固化成型法(SLA)是用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。SLA是最早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料。其工艺过程是,首先通过CAD设计出三维实体模型,利用离散程序将模型进行切片处理,设计扫描路径,产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过数控装置控制的扫描器,按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面,使表面特定区域内的一层树脂固化后,当一层加工完毕后,就生成零件的一个截面;然后升降台下降一定距离,固化层上覆盖另一层液态树脂,再进行第二层扫描,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入 其它 成分,用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快,精度较高,但由于树脂固化过程中产生收缩,不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。 2.3.2 SLS技术 选择性激光烧结技术(SLS)是采用激光有选择地分层烧结固体粉末,并使烧结成型的固化层,层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。 整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。最后,将未烧结的粉末回收到粉末缸中,并取出成型件。对于金属粉末激光烧结,在烧结之前,整个工作台被加热至一定温度,可减少成型中的热变形,并利于层与层之间的结合。 与其它3D打印机技术相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前,可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,所以SLS的应用广泛。 2.3.3 PDM技术 熔积成型(FDM)法,该 方法 使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料,利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高1℃),在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在工作台上,冷却后形成工件的一层截面,一层成形后,喷头上移一层高度,进行下一层涂覆,这样逐层堆积形成三维工件。 该技术污染小,材料可以回收,用于中、小型工件的成形。成形材料:固体丝状工程塑料;制件性能相当于工程塑料或蜡模;主要用于塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。 2.3.4 LOM技术 分层实体制造法(LOM),又称层叠法成形,它以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料,其成形原理如图所示,激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据,将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后,送料机构将新的一层纸叠加上去,利用热粘压装置将已切割层粘合在一起,然后再进行切割,这样一层层地切割、粘合,最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等,此方法除了可以制造模具、模型外,还可以直接制造结构件或功能件。 LOM技术的优点是工作可靠,模型支撑性好,成本低,效率高。缺点是前、后处理费时费力,且不能制造中空结构件。成形材料主要是涂敷有热敏胶的纤维纸;制件性能相当于高级木材;主要用途是快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。 3.3D打印技术的市场应用及发展方向 3.1 建筑设计领域 建筑模型的传统制作方式,渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准,现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试[4],3D打印技术所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。 3.2 磨具制造领域 玩具制作等传统的模具制造领域[5],往往模具生产时间长,成本高。将3D打印技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具的开发周期,提高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。3D打印技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种,直接制模是指采用3D打印技术直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件,再由零件复制得到所需要的模具。 3.3 医学领域 在医学领域的应用近几年来,人们对3D打印技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础,利用3D打印技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价值,近年来许多医院推出3D打印胎儿服务。 3.4 航空航天领域 在航空航天领域中,空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的天地往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性,采用3D打印技术,根据CAD模型,由3D打印设备自动完成实体模型,能够很好的保证模型质量。 3.5 家电和食品领域 3D打印技术在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用,使许多家电企业走在了国内前列。美的、华宝、小天鹅、海尔等都先后采用3D打印技术来开发新产品,收到了很好的效果。 3D打印在食品领域也有成功的应用。做成的鲜肉特别有弹性,而且烹饪后肉质松散有嚼头,丝毫不逊于真正的肉,就连肉里的微细血管都能打印出来。人们吃到“3D肉”的日子不会太远,因为美国泰尔基金会近日已投资成立了“鲜肉3D打印技术公司”,希望能够为大众提供安全放心的猪肉产品。这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉细胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉类相似的口感和纹理,就连肉里的微细血管都能打印出来。 4.总结 3D打印是产业界自主创新的过程,政府主要负责引导方向,要让民营企业有充分的自主发展空间,同时对一些敏感行业或者产品要加强监管。3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰,这便是第三次工业革命的到来的标志[6]。在这种势头下,传统的制造业将逐渐失去竞争力。 参考文献 [1]古丽萍.蓄势待发的3D打印机及其发展[J].北京:数码印刷,2011(10):64-67. [2]丁军涛.快速成形技术在企业实际生产中的应用[J].陕西:科技探索,2012(8). [3]郑利文.Objet Geometries公司推出多种复合材料3D打印机[J].北京:模具工业,2008(2):73. [4]梁晨光.3D打印技术纵览“印”出来的真实世界[J].北京:微型计算机,2008(6):106-109. [5]乔益民,王家民.3D打印技术在包装容器成型中的应用[J].重庆:包装工程,2012(11):68-72. [6]丁博强.3D打印推动第三次工业革命[J].上海:创意产业,2013(2). 3d打印技术2500字论文篇二:《浅谈3D打印的误差分析》 【摘 要】本文从理论上介绍3D打印的基本原理,并系统的分析了成型的前期数据处理、成型加工过程和后处理三个阶段各因素对成型精度的影响。同时,提出了改进成型制件精度的 措施 和方法,对快速成型技术的发展有一定的指导意义。 【关键词】快速成型;成型精度;工艺参数 0.引言 3D打印与传统的制造业去除材料加工技术不同,其遵循的是加法原则。首先设计出所需零件的三维模型,然后根据工艺要求,按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元,通常在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层),把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;再根据每个层片的轮廓信息,输入加工参数,自动生成数控代码;最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来,得到一个三维物理实体。 目前基于分层制造原理,将三维造型转化为二维轮廓信息叠加造型的快速加工方法,其成型制件的精度与很多因素有关。 1.前期数据处理误差 在成型制件建模完成之后,需要将其进行数据方面的转换,目前被应用最多的就是STL格式文件,主要是用小三角面片来近似的逼近任意曲面模型或实体模型,能够较好的简化CAD模型的数据格式,同时在之后的分层处理时,也能够较好的获取每层截面轮廓上的相对于模型实体上的点。 1.1 STL格式化引起的误差 STL格式文件的实质就是用许多细小的空间三角形面来逼近还原CAD实体模型,其主要的优势就在于表达清晰,文件中只包括相互衔接的小三角形面片的节点坐标和其外法向量。用来近似逼近的三角形数量将直接影响着实体的表面精度,数量越多,则精度越高,但是三角形数量太多即过高的精度要求,会造成文件内存过大,增加数据处理时间。所以应在精度范围内选择合理的离散三角形数量。当用建模软件输出STL格式文件时都需要确定精度,也就是模拟原模型的最大允许误差。当表面为平面时将不会产生误差,如果表面为曲面时,误差则将不可避免的存在。 目前,为了得到准确的实体截面轮廓线,应用较多的就是采用CAD直接切片法,该方法可以从根本上消除由STL格式而造成的截面轮廓误差,同时也能够有效的消除格式转换造成的精度误差。 1.2模型分层对成型精度的影响 对模型进行分层处理的过程中会产生一定的误差,这种误差属于原理性误差。分层处理是在STL格式转换之后,通过预先设定好成型的方向,设定好分层的厚度,就可以对模型进行分层切片处理了。分层后会得到一组垂直于成型方向的彼此平行的平面,这些平面将STL格式文件截成等层厚的截面,截面与模型表面的交线即形成了该截面的轮廓信息,此信息可作为成型扫描过程中的数据。因为每层之间有一定的距离,由于其破坏了模型表面的连续性,这样就可能丢失一部分的轮廓信息,造成模型的尺寸误差和表面精度。 2.成型加工误差 设备自身也存在着一定的误差,它造成的是成型件的原始误差。设备自身误差的改善应该从其系统的设计和制造过程中入手,提高成型设备的硬件系统,以便改进成型件精度。 2.1工作台Z方向上的运动误差 它主要在丝杠的控制下,通过上下移动完成最终的成型加工。所以工作台的运动误差将直接影响着成型件的层厚精度,从而导致成型件的Z向尺寸误差。同时,工作台的运动直线度误差也会造成成型件的位置、形状误差和较差的粗糙度。 2.2 X、Y方向同步带变形误差 X、Y扫描系统:步进电机控制并驱动同步齿形带,然后带动打印头进行每层的扫描运动,是一个二维的运动过程。在定位或者使用时间较长以后,同步齿形带可能会产生一定情况的变形,会严重影响扫描系统的定位精度,所以为了解决这个问题常采用位置补偿。 2.3 X-Y方向定位误差 成型机运动控制系统采用的是步进电机开环控制系统,电机自身和其各个结构都会对系统动态性能造成一定的影响。X、Y扫描系统在往复的扫描过程中存在着一定的惯性,使扫描镜头的扫描尺寸其实大于成型件的设计尺寸,造成尺寸误差,同时,由于扫描系统在扫描过程中是一个加减速的过程,边缘扫描速度会小于中间扫描速度,这样就会导致成型件边缘的固化程度高于中间部分,固化不均匀。 扫描机构在成型过程中,总是在进行连续的往复填充运动。驱动扫描机构的电机自身存在着一个固有频率,扫描不同线长的时候会出现各种频率,所以当整个机构发生谐振时,会给扫描机构带来很大的振动,严重影响成型的精度。 2.4挤料速度与扫描速度误差 在保证有足够加热功率和相同扫描速度的前提下,若挤料速度过高,在工件的表面及侧面就会出现材料溢出现象,导致表面粗糙,支撑结构与工件不易分离;若挤料速度过低,在扫描轨迹上就会出现材料缺失现象。因此,适当降低挤料速度,能提高工件的表面品质,轮廓线更清晰,支撑结构与工件易于分离。 综上所述,通过优化工艺参数可以有效地提高成型件的精度和质量。 3.后处理产生的误差 成型完成之后,需要将成型件取下并去除支撑,对于固化不完全的成型件,还需要进行二次固化。固化完成后还需对其进行抛光、打磨和表面处理等工序,将这些称之为后处理。后处理对成型精度的影响可分为下列三种: (1)支撑去除时,因为人为等因素有可能会刮伤成型表面或其精细的结构,严重影响成型质量。为了避免这点,在支撑设计时应该选择合理的支撑结构,既能起到支撑作用又方便去除,在允许范围内少设支撑,节省后处理时间。 (2)成型后,由于工艺和本身结构问题,零件的内部还会存在一定的残余应力,并且在外部条件如温度、湿度等环境的变化下,成型件会产生一定的翘曲变形,造成误差。应该设法减小成型过程中的残余应力,以提高零件的成型精度。 (3)成型后的零件在尺寸和粗糙度方面可能还不能完全满足用户的需求,例如表面存在阶梯纹、强度不够,尺寸不精确等,所以要对成型件进行进一步的打磨、修补、抛光和喷丸等处理。如果处理不好,可能会对成型件的尺寸和表面质量等造成破坏,产生后处理误差。 综上所述,通过减小分层厚度可以通过自适应的分层方法能很好的提高成型件的表面精度,降低因分层数量较多而引起的效率降低问题,或者通过优化成型加工方向的办法来提高成型件表面质量。其中优化成型加工方向在工艺上有一定的难度,对于成型加工方向的优化,不仅要考虑精度的因素,也要着重考虑成型效率和支撑设计等方面因素。 4.结论 自由成形件的精度是指加工后的成形件与原三维CAD模型之间的误差,主要有尺寸误差,形状误差和表面误差。因为自由成形的全过程包括前处理、自由成形和后处理三个阶段,所以每个阶段都可能存在影响成形件精度的因素。然而,成型件的精度不只与成型机本身精度有关,还与自由成形全过程中的其他因素有关,而(下转第156页)(上接第110页)且这些其他因素还更加难以控制。 [科] 【参考文献】 [1]胡庆夕,周克平,吴懋亮等.快速制造技术的发展与应用.机电一体化,2003,8(5). [2]朱林泉,白培康,朱江森.快速成型与快速制造技术.北京:国防工业出版社,2003. [3]王广春,赵国群.快速成型与快速模具制造技术及其应用.北京:机械工业出版社,2003. [4]于松章,洪军,唐一平.基于RE/RP/RT技术的产品快速开发集成制造系统.新技术新工艺,2004,8(3). [5]勾吉华,彭颖红,阮雪榆.快速成型技术及其工艺分析.机械科学与技术,2000,2(19). 3d打印技术2500字论文篇三:《试谈中小学创新 教育 中3D打印的应用》 随着3D打印在产品设计、建筑设计、机械制造、医学领域、 文化 艺术等行业发挥越来越重要的作用,3D打印这一新兴科学技术也不断融入到人们的工作和生活中。而科技促进教育这一客观规律也决定了3D打印对教育的影响是必然的,3D打印技术与学校教育的结合必成为STEAM教育中对学生开拓创新能力培养的必要组成部分。 1 3D打印在学校教育中的应用现状 创客教育,政策先行,教育部于2015年发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》,其中提到了未来五年对教育信息化的规划,鼓励探索STEAM教育、创客教育等新教育模式,从政策层面将刺激3D打印教育市场的快速增长。国内3D打印在教育领域中的应用已然走在了前列,并逐渐步入了批量应用阶段。全国各地区都有学校加入到3D打印创客教育的潮流中来。3D打印在不少地区已经被列入普通学校教育的统筹范围内,而不仅仅是职业培训。 2 3D打印在中小学教育中的优势 传统教育特别是中小学教育是以教师为主导的填鸭式教学方式。因其理论性较强,且多数以死记硬背为主要方式,学生无法把学到的知识进行转化和应用,久而久之就会失去兴趣。而3D打印课程可以让枯燥的课程变得生动起来。在3D打印应用的教学中,学生不再是单纯地看文字或图形,而是根据相应理论知识通过电脑绘制其三维模型,并用3D打印机把模型打印出来。这是学生吸收和运用知识的过程,使学习过程变得生动有趣,同时极大地提高学生学习的主动性和分析、解决问题等方面的能力。 3 3D打印与各种学科的融合 3D打印与学科的融合既是对各传统学科教学的补充,又是开展STEAM教育的重要形式。 3.13D打印与语文课的结合 语文课中的 说明文 是难以描述和理解的,例如赵州桥课程中对桥梁结构的描述。而如果运用课文中描述的知识点用软件把模型绘制并打印出来,有了理论应用于实践的过程,学生对知识的掌握会更加深刻。 3.2与数学课的结合 通过三维模型设计软件,学生可以方便地从不同方位观察模型,任意组合、改变模型形状,学生的空间 想象力 得到很好的锻炼和培养。 3.3与美术、剪纸等艺术课的结合 通过三维设计软件很容易实现二维图形到三维模型的转化。艺术课中的剪纸或手绘图形便可以转化成三维模型,且应用于不同的作品中,并通过3D打印机打印出来,增加课程的趣味性。 3.4与历史、生物、地理、化学、物理等其它课程的结合 辅助教具直接通过3D打印制作出来,将抽象、难懂的教学变得更直观、形象化,更好地激发了学生的学习兴趣。 4 中小学3D打印课程的开展形式 目前很多学校把3DOne作为教学软件,通过软硬件结合,推出3D打印创意设计课程解决方案,以学生动手参与为主要学习方式,旨在全面提升、激发孩子们的潜能,学生在学习过程中潜移默化地提高动手能力和思考能力。3D打印创客教育通常包括如下形式: (1)兴趣班。兴趣班是3D打印在学校开展创客教育初期的主要形式。每个班级挑选数个学生组合成兴趣小团队,由学校老师或者校外的公司机构提供技术支持协助学校开展课程。 (2)校本课程。教师通过课程的开展,总结成果及 经验 完成学校的校本课程,打造校本特色的3D打印课程。 (3)教、科研项目。教、科研项目的方式使得3D打印课程的开展更有拓展性。例如学校以船作为项目题目,学生学习船的工作原理,以及如何优化船体、增加动力机构,然后自己设计船体造型、打印模型和试验航行,通过不断地试验以及改善,学生可以把课题内容掌握得非常牢固。并且学生会不断去思索、尝试各种各样的方式,极大地提高了学生的想象力和动手能力。 5 结语 以3DOne软件为教学的3D打印创客课程,给了STEAM教育一种新的方式,不管是从国家的支持,还是从提高学生的创新能力来说,3D打印都将作为一个重要的手段会得到极大的发展。通过与学科结合的方式,并借助于各地的3D打印比赛,3D打印教育将会有更好的发展。 猜你喜欢: 1. 3D打印技术学习心得体会 2. 3d打印技术论文3000字 3. 3d打印技术论文范文 4. 3d打印技术论文总结 5. 3d打印技术论文结论

你知道什么是创客运动吗?具体概念是什么呢?如何兴起?有什么影响呢?下面就让我来为大家介绍一下吧,希望大家喜欢。

创客和创客运动

创客,在百度百科的词条是这样定义的:“创客”一词来源于英文单词"Maker”,是指不以盈利为目标,努力把各种创意转变为现实,并加以分享的人。

在商品生产不发达的时代,人们会根据生活的需求,自己设计、动手制作出物品,或者对现成的物品进行改进,以此有利于更好的解决问题,提高生活质量。比如陶艺制作、织毛衣等。但是在以前,个别化的创意项目很少被人知晓。而现在,互联网让这一现状得以改善,让鼓励协作、创造和积极参与的创客运动得以发展。

“过去一些孤立的事情,现在被广泛的分享。”非盈利教育技术组织 Generation YES的主席,《创造即学习》作者Sylvia Libow Martinez说,“再加上新技术,让让人们自己制造有实用性价值的物品成为可能。”

我国创客运动的引入及其在学校中的发展

2011年以来,“创客”的概念传入我国,上海新车间、北京创客空间、深圳柴火空间等相继成立,英特尔等科技公司也陆续举办创客嘉年华、创客大赛等活动。

2015年3月2日,我国发布《国务院办公厅关于发展众创空间 推进大众创新创业的指导意见》(国办发〔2015〕9号),明确提出“鼓励社会力量围绕大众创业、万众创新组织开展各类公益活动”的要求。国务院在第十二届全国人大三次会议将“大众创业、万众创新”作为推动我国经济发展的“双引擎”之一,强调要让人们在创造财富的过程中,更好地实现精神追求和自身价值。这里所说的“众创空间”,是指为创业者提供工作空间、网络空间、社交空间和资源共享空间的场所,强调创新与创业相结合、线上与线下相结合、孵化与投资相结合。

与社会上的众创空间强调创新和创业不同,高校的创客空间旨在“呵护学生的想法和创意”。在欧美国家的学校中,“创客”已经渗透在日常教育中,很多学校都设置有专门的创客课程,并开设了创客空间,为学生们提供实现“让想象落地”的平台。在我国,创客被一些高等院校引入相关的课程体系。例如,在同济大学艺术与传播学院,大一新生一入校就有开源硬件与编程等课程,使学生们从一开始就消除对技术的畏惧感,并在有趣的学习中,了解技术将给他们日后的创作带来什么可能性。

同时,同济大学、清华大学、深圳大学等高校的学生自发地建立各种形式的“创客空间”。2013年8月,清华在读研究生毕滢与几个同学一起成立了“清华创客空间”,帮助零基础的同学用简单的技术实现创新想法。西南交通大学“创客空间”创始人李君则将“创客空间”建成一个为学生的兴趣爱好服务的科创中心,他们经常组织分享会、工作坊、挑战赛、创客集市等活动,并通过一些公开课开展创客技能的培养。

高校创客课程的开设和创客空间的建设对基础教育产生了积极的引领作用。在2014年全国青少年科技创新大赛上,专门开辟了创客教育为主题的讲座。2014年9月23日的《中国教育报》题为《“创客”:柔软地改变教育》的专题报道,以整版的篇幅介绍了北京、浙江等地开展创客教育的情况,指出“通过创客活动和课程,学生们可以接触最前沿的技术,并将想法动手实现。在碰撞、分享的自主、开放氛围中,他们的想象力被激发、创新能力被培养,而这恰恰是当前我国教育的薄弱环节”。2015年,北京景山学校、清华大学附属中学、中国人民大学附属中学、北京十二中等学校建立自己的创客空间;在北京市科委扶持的创新教室项目中,有5所以上的学校申办校园创客空间,甚至还包括一些远郊区县的学校。

从研究的角度看,第一篇以“创客教育”为标题的期刊文章是北京景山学校的教师吴俊杰、周群等于2013年发表于《中小学信息技术教育》第4期的文章“创客教育:开创教育新路”[vi]。2013年只有这1篇文章;2014年,有14篇文章;2015年,快速增长到121篇。显然,在短短3年内,我国教育实践者和研究者对创客教育的关注迅速升温。然而,大部分文章围绕创客教育的定义、性质、支持条件等方面展开论述,很少有文章对创客教育的目标、内容和途径等进行系统的分析。

吴俊杰将创客教育定义为“以培养学习者创新、创业所需知识、能力、视野以及意志品质方面的教育行为,以及活动、课程和环境的总和”[vii]。从性质上看,我国学者祝智庭认为,创客教育是在当今创客运动的浪潮之下,在教育界兴起的教育创新现象。他认为,创客教育继承了项目教学法、做中学、探究学习等以学生为中心的教学思想,并借助与信息技术的融合,开拓了创新教育的实践场[viii]。谢作如则认为,创客教育是教人如何去“造物”,使之具备“造物”的能力的教育活动。在支持条件方面,吴俊杰认为,创客教育发展离不开社会的支持,而公共开源的课程体系则保证了校内教育和校外教育能够有相互交流的可能性。具体说,目前有许多校外辅导机构开设了创客课程,这些课程既是对校内科技教育的一种补充,也迎合了社会和家长的需求,有必要实现校内和校外的创客课程的学分互认,校内的教师可以考核学生校外的某一门创客基础课程的学习成果并且给予学分,校外教育的教师也可以在校内基础课程的基础上给予专项的提高。

2015年12月,李亦菲发表题为《创客教育的目标、内容与价值取向》一文,对创客教育的目标、内容和价值取向进行了初步的论述。在目标方面,提出了创客教育目标的“陀螺模型”,从学科知识与特长、创新实践能力、心理品质三个方面阐述创客教育的目标;在内容方面,将设计思维、原型制造与测试作为创客教育的核心内容;在价值取向方面,将学校实施创客教育的价值取向归纳为培养学生创新能力、促进教师专业发展、培育学校创新文化三个方面[ix]。

创客运动的兴起及其对教育的积极影响

第一次工业革命以来,人类的生产工具快速地发生着变化,从蒸汽机到电力设备,再从标准化流水线到智能化机器人。进入21世纪,以3D打印技术、Arduino等开源硬件平台为代表的新技术进一步降低了科技创新的门槛和成本,每个人有基本学习和操作能力的人,不管是成人还是中小学生,也不管是否学过计算机编程,都可以很快地利用这些新技术、新工具,将自己的创新想法变成各种让人脑洞大开的作品。创新和创造不再只是科学家、发明家的“专利”,而是迅速普及到广大普通人群,实现了技术的“民主化”或“大规模业余化”。这些不以营利为目标,努力把各种创意转变为现实的人,被称为“创客”(maker)。而在全世界广大的范围内鼓励人们利用身边的各种材料及计算机相关设备、程序及其他技术性资源(如开源软件),通过自己动手或与他人合作创造出独创性产品的行动,则被称为“创客运动”(maker movement)[i]。

创客运动的标志,是为创客们提供交流创意思路、制造创新产品的物理场所和网络平台的大量涌现,这种场所和平台被称为“创客空间”(maker space)。“创客空间”最早起源于麻省理工学院比特和原子研究中心建立的“个人制造实验室”(Fab Lab),这是一个几乎可以制造任何产品和工具的小型工厂,意图通过推动自下而上的个人创新来实现应用需求与研发创新的融合。Fab Lab所提供的技术支持涵盖从设计、制造,到测试、调试、监控和分析、文档整理的产品开发全过程;不仅如此,Fab Lab也为用户提供了制造自己所需工具的支持条件。第一个Fab Lab于2001年在波士顿建立,后来逐渐扩展到世界各地。随着Fab Lab网络的延伸,个人创意、个人设计、个人制造越来越升入人心,从而引发了全球创客运动的浪潮。

创刊于2005年2月的《MAKE》杂志是是一本结合杂志与书籍形态的季刊,目的是协助读者将自己动手 (DIY)的理念运用到生活中。2011年初,《MAKE》杂志使用makerspace.com作为网址,创客(maker)和创客空间(maker space)的表述就广泛流传开来,并很快引发了全球性的创客热。2013年,《连线》杂志的前主编、TED的策划人克里斯·安德森出版《创客:新工业革命》一书,明确阐述了创客运动及其在全球新经济浪潮中的作用。安德森将创客运动看成是网络一代改造真实世界的过程,他指出:“随着数字设计与快速成型技术赋予每一个人发明的能力,创客一代使用互联网的创新模式,必将成为下一次全球经济大潮的弄潮儿” [ii]。

虽然创客运动在21世纪以后才发展起来,但它的理念早在20世纪60年代就已经萌芽。在美国,人们将LOGO语言创始人、美国麻省理工学院人工智能实验室和媒体实验室的创建者西蒙?派珀特(SeymourPapert)誉为“创客运动之父”[iii]。在我国,信息技术教育领域的学者将其称为“数字化学习的奠基人”。之所以被美国学术界誉为“创客运动之父”,是因为西蒙?派珀特不仅一直致力于通过LOGO语言帮助儿童成为他们自己的“智力建设者”,而且提出“基于创造的学习”(learning by making)的建构主义观。他认为,好的教育不是如何让老师教得更好,而是如如何提供充分的空间和机会让学习者去构建自己的知识体系;当孩子们在制作对自己有意义的作品时,如做小机器、编故事、编程序、或作歌时,他们就处于学习知识的最佳状态。

21世纪以来,随着创客运动的普及,创客理念越来越多地引起了教育者的思考和共鸣,并在全球范围内掀起了将创客运动引入学校的热潮。2009年,美国奥巴马总统宣布启动一项“教育创新行动”(the Educate to Innovate Initiative),以在下一个10年内将美国学生的科学和数学成绩从中间位置提升到世界的前列。为落实该计划,在“通过制造改变教育”这一观念的指引下,非赢利性组织Maker Ed于2012年设立了 “创客教育计划”(Maker Education Initiative,http://makered.org),旨在为所有青少年提供参与制造的机会,使他们能够在科学、技术、工程、艺术、数学(STEAM)等学科的学习中,以及整体的学习过程中,发展自信心、创造力和兴趣。

2012年,奥巴马政府宣布未来4年将在美国1000所学校引入创客空间。在这一倡导的影响下,美国众多中小学校开始实施创客教育,将“基于创造的学习”视为学生真正需要的学习方式,能有效地培养学生创造的兴趣、信心与能力[iv]。由美国新媒体联盟发布的《2014年地平线报告(高等教育版)》指出,在未来三到五年之内,美国高校学生将从知识的消费者转换为创造者,而创客教育在这个转变中将起到重要的作用[v]。《2015年地平线报告(基础教育版)》更是将创客空间列为在未来1年内采用的近期技术。

《Make》杂志创始人戴尔·多尔蒂认为,“创客运动”可以给教育带来一些很好的、甚至是颠覆性的变化。这是一种什么样的变化呢?O’Reilly Media创始人Dale Dougherty认为创客教育是经验学习,而不是知识学习,主要是传授如何做某件事情的经验,学习如何创造的过程,而不是书本上那些用来考试的东西。英特尔中国有限公司企业事务部教育事务总监朱文利则认为:“如果学生在一个很自主、很开放的空间里学习和创造,加上技术支持和老师指导,他就可以充分发挥创意。这样的环境还能更好地激发他的兴趣,培养他的创造力和动手能力。此外,这个过程也培养他的团队合作、解决问题的能力。”

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