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物理概论论文范文

2023-03-12 16:36 来源:学术参考网 作者:未知

物理概论论文范文

  自然科学论文范文篇二
  自然科学的发展特点及展望

  中图分类号:N0 文献标识:A 文章编号:1009-4202(2010)08-247-02

  摘 要 自然科学是涉及各行各业的研究领域的大学科,掌握自然科学的发展规律是研究自然科学人员所必须切身认知的内容。本文通过辩证的观点去看待自然科学,整理自然科学的认知模式,探索其发展规律。

  关键词 自然科学 逻辑思维 非逻辑思维 批判性思维

  自然科学是一门范围广博的知识范畴,是针对事物客观规律的认知、归纳所形成的科学体系。其涉及的知识层次、知识面基本上涵盖了人类社会的方方面面,通晓其发展规律和特点是从事自然科学研究人员所必需掌握的基本知识。

  一、自然科学的特点

  (一)自然科学的获得方式

  中世纪末期是近代自然科学的孕育期,当时最杰出的人物,13世纪的英国哲学家罗吉尔•培根对经验和事实给予了特殊的关注。他指出:“大家公认,我们通过三条途径获得知识,即权威、理性和经验;然而,当权威不知道事物的理由;理性也不能分辨是诡辩还是论证时,除非结论为经验所证实。”正是由于罗吉尔•培根的提出和倡导“实验科学”,强调只有实验方法才能给科学以可靠性。

  近代英国唯物主义学家弗兰西斯•培根进一步指出,实验科学最重要特性之一就是利用实验来增加积累事实知识,并提出:“从感觉和特殊出发构造公理,然后是连续不断地、逐渐地上升,直至最后达致最普通的公理。”正是这种思想和思维模式指导和推动了科学理论发展,对近代科学的兴起和发展做了开创性的工作。

  由此可见,自然科学作为大科学的重要组成部分,在其获取方式上依然是由科学观察和科学实验作为其获取的主要途径。

  (二)自然科学的归类和整理

  当我们在通过科学观察和实验获得的知识并不是科学规律。一般而言,从科学知识向科学规律和科学理论过渡要经过知性认识和理性认识两个阶段。

  知性认识:只要是对科学知识进行分类、系统化并加以分析和概括,使之上升为科学规律。

  理性认识:主要是在科学概括的基础上形成理论体系,以便反映客观世界普遍而不然的联系。

  在科学的归类和整理过程中相应发展出各种科学方法,可大致分为:广义归纳法(本能归纳、常识思考归纳和批判性科学研究归纳)、演绎法(亚里斯多德的形式逻辑三段论为基础,符号化过程,数理逻辑,公理化方法)和类比法(两类对象之间在某些方面的类似或统一,推论其可能在其他方面也具有相类似性;虽然类比法逻辑根据不充分,但是它提供科学发现的重要线索)。

  这三种方法都体现出科学在推理上的所透露出思维模式――逻辑思维,特别是演绎法,可以说是将人类运用自然语言进行思维的经验提升到基本思维规律和基本思维方法的高度。

  (三)自然科学的合理性和可错性

  哲学家布朗指出,“合理性”概念的古典模型具有三个特征:普遍性、必然性和规则性。科学的合理性首先表现在经验规律和理论规律的逻辑关联中;其次经验和理论规律间存在相互支持的逻辑关系;另外就是理论规律的合理性突出地表现对某些经验规律的矫正;科学规律的合理性可以通过科学实践的有效性来说明。

  针对科学的可错性,我们通过20世纪初,科学哲学家卡尔•波普尔在《科学发现的逻辑》中所指出来说明:在真实和错误之间存在着不对称性,没有理论可以被证明是对的,但有些理论可以被证明是错,科学和非科学由此可以界定。在科学领域,至关重要的观念是要“证错”或“证伪”,而不是“证对”。

  二、逻辑与非逻辑问题

  由上面的自然科学的特点,我们可以看出在自然科学的认识过程中,始终贯彻着观察、实验和推理的过程。

  在推理过程中,人们一般把归纳法作为科学假设或科学理论的基本方法。借助这一方法,通过大量实验进行概括,构建解释所观察的或现象之间的关系的新体系,其可靠程度虽然不够,但却富于创造性,它是作出理论发现的重要方法,然而其不是万能的,并不是所有的科学理论都可以通过归纳法来获得。爱因斯坦就曾说过,决不能用归纳法来发现物理学上的基本概念。

  而与归纳法相对应的演绎法,即从一般到个别,用一般理论来分析解释具体事物的方法。运用这一方法,人们需要借助某一普遍法则或原理,也就是说,演绎法应用的结论受初始条件的制约,前提正确,才能确保演绎正确。但是由于演绎法是将一般原理推广应用现象的过程,很难导出新的概念或经验。达尔文曾结合自己的科研经验总结:我必须从大量事实出发,而不是从原理出发,我怀疑原理中有谬误(在他看来,用演绎法在生物学领域是不可信赖的)。因此我们不难发现演绎法的纯逻辑也存在着严重的缺陷。

  就如同科学社会学家巴伯在《科学与社会秩序》中分析说,强调科学发现过程中逻辑的作用这样一个惯例漏掉了科学中大量最重要的东西,漏掉了所有可能的错误,漏掉了科学发现者的所有丰富的想象力,也漏掉了所有对已有发现成果的思考,漏掉了所有对周围世界认真探索的思路和方法。生物学家莱恩•杜波斯曾在《路易•巴斯德》中写道:“构成科学的原材料不仅是科学家的观察、实验、计算,而且还有他们的冲动、梦想和愚蠢。”

  三、从辩证的观点和思维方式去看待自然科学的发展

  从创造性角度来看,科学发现的过程是一个意识和潜意识、逻辑和非逻辑交互作用的过程。当出现问题,研究者就会出现一个“主观模拟”过程,他们会去主观想象周围事物,并集中注意到某些特定现象,运用主观的臆测获取表达形式,然后运用科学的语言把心中的发现和想法描述出来,形成真正的科学假说,然后通过严格的科学方法论证检验。

  不仅如此,科学发现的过程还是革命性和渐进性相互统一。即我们所常说的:“破而后立。”爱因斯坦也指出:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或试验上的技能而已,而提出新问题,新的可能性,从新的角度去看待旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”科学家廷德尔说,知识一经获得,便给自己的周围投射上微弱的光亮。重大的科学新发现一旦作出,成功的科学家立刻会从可能的角度予以观察,并将它与其他知识体系相联系,以发现科学研究的新途径。

  四、几种常见的自然科学思维方式

  归根结底,自然科学研究是对先前思想和行动所依据的学所及原理不断进行检验的一种思想活动,有条理的批判性思维是科学的基本特点。

  “大胆的想法,难以证明的预期,以及推测性的思想,是我们解释自然的唯一手段,也是我们把握自然的唯一法则和唯一工具。”

  ――科学哲学家 波普尔

  参考文献:

  [1]黄顺基,苏越,黄展骥.逻辑与知识创新.中国人民大学出版社.2002.

  [2]刘大椿.自然辩证法概论(第2版).中国人民大学出版社.2008.

  [3]武宏志,周建武,唐坚.非形式逻辑导论.人民出版社.2009.

  
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国防经济概论论文

国防经济建设事关国家安危。建设好我国的国防经济是有效维护国家主权和领土完整,国家资源不受侵害的重要保障,也是我国进行现代化建设所需的安全环境,完成中华民族百年复兴之梦的重要保障。下面是我为大家推荐的国防经济概论论文,供大家参考。

国防经济概论论文 范文 一:军事理论考试论文——论中国国防

国防建设是指国家为安全利益需要,提高国家国防能力而进行的各方面的建设。它是国家建设的重要组成部分。国防是国家生存和发展的保障。俗话说“兵可以千日不用,国不可一日不防”,有次可以看 出国 防的重要性。自古以来,国家的防务在各个朝代都是国家建设的重中之重,国家的疆土、人民、财富和文物没有相应物理的保护,就不会有安全的保证,经济不会有持久、健康的发展,民族的尊严会受到损伤,国家的疆土会遭到践踏,国家的主权将被剥夺。建立巩固的国防是我国现代化建设的战略任务,是维护国家安全统一和全面构建社会主意和谐社会的重要保障。关注国防、了解国防、建设国防,是我们义不容辞的 责任。

国防是国家生存和发展的保障。国防,是国家为防备和抵抗侵略,制止武装颠覆,保卫国家的主权统一、领土完整和安全所进行的军事活动,以及与军事有关的政治、经济、外交、科技、 教育 等方面的活动,它是随着国家的产生而出现的。中国是一个有着几千年国防传统的国家,从几千年前夏王朝的出现到我们今天中华人民共和国辉煌的成就,国防的发展脚步无一不印证着一个道理:国无防不立,民无兵不安。

一、国防的含义

中国奉行防御性的国防政策。中国把捍卫国家主权、安全、领土完整,保障国家发展利益和保护人民利益放在高于一切的位置,努力建设与国家安全和发展利益相适应的巩固国防和强大军队,在全面建设小康社会进程中实现富国和强军的统一。

新世纪新阶段中国国防政策的基本内容是:维护国家安全统一,保障国家发展利益;实现国防和军队建设全面协调可持续发展;加强以信息化为主要标志的军队质量建设;贯彻积极防御的军事战略方针;坚持自卫防御的核战略;营造有利于国家和平发展的安全环境。

根据国家安全需求和经济社会发展水平,中国实施国防和军队现代化建设“三步走”的发展战略,有计划有步骤地推进国防和军队现代化建设。这一战略构想主要包括:推进国防和军队信息化、统筹经济建设和国防建设、深化国防和军队改革、走跨越式发展的道路。

这一方针立足打赢信息化条件下的局部战争。加快建立适应打赢信息化条件下局部战争的作战力量体系。这一方针注重遏制危机和战争。中国始终奉行不首先使用核武器的政策,坚持自卫防御的核战略,不与任何国家进行核军备竞赛。这一方针着力提高军队应对多种安全威胁、完成多样化军事任务的能力。着眼全面履行新世纪新阶段军队历史使命,以增强打赢信息化条件下局部战争的能力为核心,提高维护海洋、太空、电磁空间安全和遂行反恐维稳、应急救援、国际维和任务的能力。这一方针坚持和发展人民战争的战略思想。始终依靠人民建设国防、建设军队,实行精干的常备军和强大的后备力量相结合,增强国家战争潜力和国防实力。

二、国际形势

冷战结束后,世界多极化和经济全球化加快了发展步伐。美国学者昆西·赖特在《战争的研究》一书中指出:“和平乃是许多力量之间的平衡。”多极化的趋势有利于维持大国之间的力量平衡,制约超

级大国的霸权,从而为全球的和平与发展创造了必要前提。经济全球化把愈来愈多的国家联结为利益共同体;经贸投资和跨国公司的活动,使各大国之间形成了你中有我、我中有你、一损俱损、一荣俱荣的局面。国际形势继续发生深刻而复杂的变化,和平与发展依然是时代主题,国际形势发展的基本态势保持总体稳定,但不确定、不稳定、不安全因素有所增加。

首先,世界多极化、经济全球化趋势在曲折中深入发展。国际力量对比正在发生新的变化,大国关系出现新的深刻调整,世界经济出现新的增长,区域合作方兴未艾,各国相互依存加深,求和平、谋发展、促合作已成为不可阻挡的历史潮流。但是,霸权主义和单边主义倾向也有新的发展,围绕战略要地、战略资源和战略主导权的斗争此起彼伏,世界经济发展不平衡加剧,经济安全面临新的问题。 其次,军事因素对国际格局和国家安全的影响上升。随着世界新军事变革的加速发展,世界军事力量对比进一步失衡,以军事实力为后盾谋取战略和经济利益的倾向突出。

最后,传统和非传统安全问题交织,非传统安全威胁日益严重。因民族、宗教矛盾和边界、领土争端导致的武装冲突和局部战争时起时伏,同时,国际恐怖势力活动频繁,环境污染、非法移民、毒品走私、跨国犯罪以及严重传染性疾病等跨国性问题日益突出。非传统安全威胁具有跨国性、流动性、复杂性、隐蔽性和突然性等特点,已成为影响世界安全与稳定的重要因素。

三、国防建设

根据国家安全需根据国家安全需求和经济社会发展水平,中国实施国防和军队现代化建设“三步走”的发展战略,有计划有步骤地推进国防和军队现代化建设。这一战略构想主要包括:

1、国防和军队信息化,积极推进中国特色军事变革,科学制定国防和军队建设战略规划、军兵种发展战略,2010年前打下坚实基础,2020年前基本实现机械化并使信息化建设取得重大进展,21世纪中叶基本实现国防和军队现代化的目标;

2、统筹经济建设和国防建设,国防建设要兼顾经济社会发展需要,坚持军民兼容互利,提高和平时期国防资源的社会利用效益;

3、深化国防和军队改革,争取到2020年形成一整套既有中国特色又符合现代军队建设规律的科学的组织模式、制度安排和运作方式;

4、走跨越式发展的道路,坚持以机械化为基础,以信息化为主导,加快机械化和信息化复合发展。坚持科技强军,发展高新技术武器装备,实施人才战略工程,开展信息化条件下军事训练,全面建设现代后勤,切实转变战斗力生成模式。

四、军事思想

中国军事思想是中国社会各个历史时期,各阶级、集团及其军事家和军事论著者对于战争与军队问题的理性认识,包括战争观、国防观、作战思想、建军思想、谋略思想、军事发展哲学等,是中国各个历史阶段的战争和军事实践 经验 的理论概括。

中国军事思想是人类军事思想的组成部分,具有军事思想所共有的阶级性、时代性、对抗性和实践性。然而,中国军事思想毕竟根植于中国特有的社会土壤,吸吮着中国特有 文化 营养,反映了颇具中国特色的军事实践。因此,中国军事思想相对于世界上其他军事思想而言,总体上又有自己的显著特征。

小结:人类历史,是一个演绎着战争与和平悲喜剧的巨大舞台,而国家的崛起和民族的振兴,则是贯穿于一幕幕起伏跌宕、蔚为壮观的话剧中最为激动人心的的主题。进入21世纪,经过20多年改革开放的中国绘制出建设小康社会的新蓝图,中华民族正以不可阻挡之势走上伟大的复兴之路。中国,再次成为历史聚光灯下一个鲜活的主角,全世界所瞩目。 以上内容纯属个人观点,如有不妥之处,还望老师指正。谢谢!

国防经济概论论文范文二:浅淡国防的重要性——中国海上国防安全分析

近期,中国海上安全面临新的挑战,日本菲律宾动作频繁,在中国的四个海域内寻衅挑事。从最初钓鱼岛、黄岩岛争端的发生到现在的胶着状态,以美国为后助推动的事件或日菲自发的事件不断发生,这些事件都在一定程度上威胁着中国的国防安全。

中日、中菲海上岛屿的争端是历史问题,在长期的历史时期内都未能解决。可是随着时代发展,资源的开发,以及国际海域标准的产生,岛屿岛礁的归属及资源开发的矛盾日益突显。自2009年起,中菲黄岩岛争端掀起,菲律宾擅自将黄岩岛及南沙部分岛碓划入菲领土。之后,又发生了2012年的菲海军船抓捕中国渔民的的事件,发展到现在,虽然中菲南海争端已进入仲裁程序,但是,依然没有清晰结果。

同样,中日钓鱼岛也一直争执不断。自2012年4月16日日本东京都知事石原慎太郎宣称“决定从私人手中购买钓鱼岛”始,日本的小动作就从未停止过。当年7月24日,日本正式启动所谓的钓鱼岛“国有化"程序。9月,日本政府又签订钓鱼岛“购岛"合同,并单方声称:会就钓鱼岛问题与中方交换意见。同年12月,中日钓鱼岛问题再次占据世界主流媒体头条:日本出动战机拦截中国海监飞机。今年4月,安倍晋三再次宣称“不管在历史上,还是在国际法上,钓鱼岛都是日本固有领土”。7月,安倍登上钓鱼岛附近岛屿。近日,日本更是集结重兵演练夺岛,以中国为“入侵“钓鱼岛的假想敌,这导致中国海上安全形势更加严峻。东亚地区的火药桶也由朝鲜半岛转变为钓鱼岛。

虽然日菲两国在步步“紧逼“中国,但中国也没有丝毫退步,通过严正交涉、武装行动等手段,使日菲不敢轻举妄动。而这种强大的捍卫国土的力量,亳无异议,其来自于强大的国防实力。墨子有言“食者国之宝也,兵者国之爪也”,说的就是这个道理。 国防捍卫领土主权,没有强大的国防,就不可能有强盛的国家。

时间上溯到二千多年前,强秦建立了强大的中国第一个封建帝国,同时,秦始皇北筑长城,南征南岭,修通直道,使当时的秦国拥有了强大的国防实力,“诸邦领域,莫不畏怯“。强大的国防使秦国无比强盛,若不是苛政苛税,秦国会随着它的强盛而成为长久的王朝。与之形成对比的是晚清,自英国在鸦片战争中打开中国大门后,中国的完整主权就丧失了,租界、使馆区一点点蚕食着中国主权,使中国沦为半殖民地半封建社会。而深入探究这一切发生的原因,就会发现,正是国防实力的脆弱使外国帝国主义入侵中国成为可能,并进一步改变了中国的主权性质与社会性质。虽然在这一过程中,清王朝的统治阶层企图增强国防实力(洋务运动)以自救,但那种没有从本质根基上建设国防的做法,并不能取得好的结果,以致清朝继续沿着下坡路一滑到底,最终被民国取代。如今,中国的国防力量是有目共睹,它已脱胎换骨,屹立站起,资本主义国家已无法像百年前

国防保卫国家政权,使国家长治久安,政权稳定。

南北朝、五代十国都是政权频频更迭的时代,导致此现象的一个重要原因就是那时一个接一个建立起的国家,都缺乏完备的国防建设,往往一个小国刚建立起,国防机制都还没完成,就已兵临城下了,如此,政权岂能不朝立夕改,频繁换政。国防之重要性,在此可见一斑。另一个极好的例子是二战:闪电袭击在短期内就攻入巴黎,迫使法国投降,政府流亡国外。而当德国要入侵英国时,英国良好的国防建设使德军久攻不破,不列颠空战更是使德空军严重受挫,士气消沉。强大的军事国防实力,使英国保住了自己的国家政权,也为之后的二战胜利保存了力量。由此可见,国防对于国家政权是多么重要,军亡政亡,军存政存,这是不变的真理!

国防是经济、文化建设的有力保障,没有国防作保障,经济文化就不可能有发展。

新中国早期的建设是在摸索中前进的,虽然有巨大的挫折,却也有巨大的成功。“一五"成就,二弹一星,百花齐放方针等,都使新中国焕发出生机。而究其原因,外部环境是功不可没的。而外部环境的创造,又紧密依赖于国防军事,正是此时国家国防具有一定实力,才使台湾及资本主义国家不敢有所企图,因而进一步保障了国家的经济文化建设。事实上,不仅早期如此,从新中国成立至今,中国的发展,很大程度上都与国防的发展密切相关。这也就是为什么中国要在60年代尽力造出原子弹、氢弹的原因。

再回到中国与日本、菲律宾的争端。虽然问题一直没解决,但如今,中国的国防力量是有目共睹的,它已脱胎换骨,屹立站起,资本主义国家已无法像百年前一样欺凌中国,周边国家就更得慎重考虑与中国的关系了。美国“重返亚太“的战略,也必将是难以实现的。中国的国防,震慑了美国“岛链“的构建,使美国的幕后操纵难以得逞。不像建国前的国防,要么是自身力量不足,一击就垮,要么是依靠别国资助,依赖于人,中国现今的国防是自卫防御型的,其主要以防止外敌侵略为目的,在国防建设上主要依靠本国力量,广泛争取国际支持,维护本国安全,维护周边地区及世界的和平及稳定。依靠自身力量发展起来的现代军事实力,使得中国的大国地位也不断上升。而这一切改变,很大程度上要归功于国防建设的推进。

中日、中菲关系一度处于极度紧张状态,许多人预测将因海上领土争端爆发对抗战争,但事实是,战争没有爆发,状态依旧僵持。毕竟,国防于一个国家的整体都是很重要的,一个细小的国防策略失误,都将殃及国家的方方面面。因此,各方在应对国防安全时,都是谨慎小心的。有什么言论,有什么动作,在自己家里鼓捣一下就行了,搬到台面上时还是得多注意 言行举止 的。各国都明白这个道理,所以,都不会随便发动战争。还有一点是,日菲两国的行动在一定程度上而言,是受到美国意志影响的,美国清楚两次世界大战所带来的灾难,也了解中国的国防实力,亚太地区不会像波斯湾地区一样,能够实行迅速打击;所以,当日本做出参拜靖国神社、修改和平宪法等行为时,美国还是得给予适当阻止的。因而,美国也曾出面对日本的行为给予谴责。

在近期,中日菲的国防策略应该都是不会有太大改变的。至少,主基调是不会变的。一些军事调动,战略布防的改变,仅仅是一种在气势、军心上给对方造成压力或转移本国人民的注意力的策略。

虽然战争的可能性是几乎不存在的,但是中国的国防建设还是要抓紧的,军队装备要继续改进,全民国防意识要提高,国防策略要推进。要更加注重国家利益及其安全防务的整体性、国防力量的综合性、国防手段的多元性、国防建设的系统性与国防建设的社会性。中国国防安全形势从海陆地缘方向看,陆地边界领土争端已基本得到解决,海洋权益争端进一步突出;海洋方向面临的安全隐患和安全威胁重于陆地方向。因此,中国要多侧重海洋方向的国防防范。同时,“兵者国之大事,死生之地,存亡之道,不可不察也",对中国周边安全形势的分析也是极为重要的,总的而言,安全威胁东移、南移到海洋上的趋势明显,中美关系依然是并且始终是影响中国周边安全的重要因素。

“天下兴亡,匹夫有责",在汹涌莫测的国防安全现状面前,每一个中国人都应充分意识到国防在整个国家的安全甚至未来国家战略大局方面的重要性,并以自己的力量去支持国防建设。

3d打印技术概论论文总结范文

  3d打印技术的发展,给我们的工作生活带来了很大的便利。下文是我整理了3d打印技术论文 总结 范文 ,欢迎大家阅读!

  3d打印技术论文总结范文篇一:《三维打印快速成形技术及其应用》
  摘 要: 文章 对三维打印快速成形技术进行了分析,研究了三维打印快速成形技术的实现方案,并就其系统结构的运行方式做出了说明,最后对三维打印快速成形技术在多个行业领域中应用价值的实现进行了剖析,望能够引起各方人员的关注与重视,促进其进一步发展。

  关键词:三维打印;快速成形技术;系统结构;应用

  三维打印快速成形技术的核心是:建立在微喷射原理基础之上,通过喷射方式自喷嘴中喷出一定的液态微滴,在此基础之上根据预先设置的路径逐层打印并成形。相对于传统意义上的立体印刷技术或者是叠层实体制造技术而言,三维打印快速成形技术有着非常确切的优势,包括对激光系统要求较低,设备投入资金较少,运行性能可靠,维护工作量少,成本低廉等多个方面。同时,三维打印快速成形技术能够在常温环境下操作,运行安全可靠,可适用的成形材料类型众多,价格均衡,有实践价值。因此,三维打印快速成形技术已成为当前整个快速成形行业中最具综合发展潜力与空间的技术手段之一,有着非常广阔的应用前景。文章即围绕三维打印快速成形技术的实现及其应用要点展开分析,望引起重视。

  1.三维打印快速成形技术的实现

  从喷射材料上入手,可对三维打印快速成形技术的实现方案进行分类,主要有两种类型:第一是建立在粘结成形基础之上的三维打印快速成形技术,第二是建立在直接成形基础之上的三维打印快速成形技术。具体分析如下:

  1.1 粘结成形下的三维打印快速成形技术

  下图(如图1)为粘结成形下三维打印快速成形技术的基本工作原理。在本技术方案实施下,首先需要在工作台上均匀铺设一层粉末状材料,然后参照零件截面形态,将粘结材料有选择性的打印至粉末层上,使实体区域内的粉末材料完全粘结起来,形成截面对应的轮廓,打印完一层后将工作台向下移动,然后重复以上操作步骤,直至完成整个工件。

  1.2 直接成形下的三维打印快速成形技术

  下图(如图2)为直接成形下三维打印快速成形技术的基本工作原理。在本技术方案实施下,首先需要根据待打印的零件截面形状,控制打印头在截面有实体的区域内打印光固化实体材料,同时需要在可支撑区域内对固化支撑材料进行打印,然后利用紫外灯照射技术,在光固化材料的基础之上同步进行边固化打印工作。逐层进行固化处理直至完成对整个工件的打印工作,最后将支撑材料去除掉,以得到对应的成形工件。

  2.三维打印快速成形系统结构

  在三维打印快速成形技术实现的过程当中,主要的工作流程为:第一步,采集粉末原料;第二步,将粉末平铺至打印区域当中;第三步,在模型横截面上对打印机喷头进行定位,同时喷涂适当的黏结剂成分;第四步,送粉活塞上升同时实体模型下降,以继续打印;第五步,重复以上操作直至模型打印作业完成;第六步,将多余粉末去除掉,对模型进行固化。建立在该技术基础之上,整个三维打印快速成型系统运行需要完成的动作流程包括:打印喷头沿X轴向以及Y轴向的扫描运动,成型腔活塞沿Z轴向运动,储粉腔活塞沿Z轴向运动,铺粉辊筒转向运动以及平向运动等。其中,喷头X轴向运动采取的是传统喷墨打印机 操作系统 中的字车运动系统,引入光栅技术进行检测,X轴向打印精度可以达到5670dpi单位以上。同时,喷头Y轴向扫描运动能够带动打印机沿与X轴垂直的方向匀速动作,双侧驱动方式为步进电机驱动,光栅检测,闭环控制,三维打印成形中的定位精度可以达到10.0um级别。同时,整个三维打印快速成形系统还可以通过应用步进电机的方式为涡轮减速器提供驱动作用力,以驱动丝杆螺母运动,在半闭环条件下实现对铺粉厚度的合理控制(注:铺粉电机运动仅需要控制电机的启停状态,同时配合合理设置转动速度的方式完成工作任务,即应用常规直流电机就能够满足相应的工作要求)。

  3.三维打印快速成形技术的实际应用

  3.1 三维打印快速成形技术在生物工程领域中的应用

  生物工程领域研究中对无生物活性支架以及假体的制作一直都是备受关注的工作内容之一,传统技术手段需要对生物活性材料进行激光加热或烧结,对材料的生物活性有不良影响。而通过对三维打印快速成形技术的应用,能够将参与生命体代谢行为且可降解的组织工程材料制成内部结构具有多孔疏松特性的人工骨材料,将活性因子填充于疏松孔内,起到代替人工骨骼的目的。

  3.2 三维打印快速成形技术在制药工程领域中的应用

  当前口服药物制剂的制造 方法 主要有粉末压片以及湿法颗粒这两种类型,无论是哪种制药方法,都存在分解速度过快,难以到达血液,或短时间内血液中药物浓度过高的问题,对人体有非常不良的影响。而通过对三维打印快速成形技术的应用,则能够为药物释放可控性功能的实现提供有力的技术性支持,相信随着单药、多药复合释药性口服可控释放药片以及药物梯度控释给药系统等技术的成功研制与应用,三维打印快速成形技术的应用潜力将得到更进一步的扩大与提升。

  3.3 三维打印快速成形技术在元件制造领域中的应用

  通过对三维打印快速成形技术的应用,能够为产品结构设计检查工作的开展提供非常好的支持,同时,依托该技术能够快速制造产品所对应的功能原型件,从而尽早的展开对产品设计性能的检测工作,缩短设计反馈周期,提高开发有效性,降低开发成本。

  4.结束语

  结合本文以上分析认为:三维打印快速成形技术作为当前快速成形领域中最具发展潜力的技术手段之一,对比其他快速成形技术而言,有着众多的应用优势,其应用空间也是非常广阔的。特别是在当前快速成形领域学科不断发展与优化的背景之下,三维打印快速成形技术也势必会逐步得到更为广泛与深入的应用。且由于此种技术手段可供选择的材料范围广阔,故而在多个行业的应用价值正逐步显现出来,值得引起重视。本文即围绕三维打印快速成形技术及其应用的相关问题进行分析与探讨,希望以上引起各方人员的高度关注与重视。

  参考文献:

  [1]李晓燕,张曙,余灯广等.三维打印成形粉末配方的优化设计[J].机械科学与技术,2006,25(11):1343-1346.

  [2]晁艳普,白政民.金属微滴三维打印成形数据处理软件的设计开发[J].机械设计与制造,2014,(8):236-239.

  [3]庄佩,连芩,李涤尘等.仿生多材料复合增强骨软骨支架的制造及性能研究[J].机械工程学报,2014,(21):133-139.

  [4]刘厚才,莫健华,叶春生等.三维打印快速成形系统中的数据压缩方法[J].华中科技大学学报(自然科学版),2008,36(5):90-92.
  3d打印技术论文总结范文篇二:《三维打印技术的应用与启示》
  2013年数字南京 教育 装备工作目标:推进科技实践活动室或技能创造室的装备,全面实现每一所学校拥有一个以上主题鲜明、品质优良,与学校科技实践活动相适应、与学校科技艺体特色发展相适应的实验室;全市创新推进并累计装备建成100个高水平、高品质的机器人、三模科技、农业科技 种植 园等特色实验室,成为南京科技教育的核心与引领基地。评选100个优质科技实验室[1]。

  为此,江苏省南京市教育装备与勤工俭学办公室主任后有为带队去山东省济南市历城区观摩三维打印技术培训,参观学校创新实验室,从而了解山东在创新实验室建设方面的一些做法,以及在创新大赛上获得佳绩和向高校输送人才的 经验 。

  一、社会为什么需要创新设计和技术应用

  《中国玩具制造业利润研究 报告 》显示:以玩具加工业为例,一个芭比娃娃在美国市场上的平均价格为9.9美元,而制作这个芭比娃娃的中国企业只能拿到 0.35美元加工费。中国企业所依赖的是相对低廉的劳动力和原材料成本,对外的竞争力也只是低成本带来的价格优势,所以只能依靠大批量生产,以薄利多销来赚取不多的加工费。我国很多行业产品生产的关键技术大部分来自进口,其中:工程机械高技术产品80%;数控机床70%;石油化工装备76%;集成电路芯片制造设备80%;光纤制造装备100%;通讯、半导体、生物、医药和计算机行业60%~90%;彩电、手机和微机的CPU都是掌握在别人手里[1]。

  历史上,中国是人类创新和技术进步的摇篮,世界著名科技史学家李约瑟博士曾经列举了中国传入西方的26项技术,世界科技史上的前27项重要发明中18项来自中国。我国古代科技发明灿若星辰,对世界科技发展做出了巨大贡献。美国学者坦普尔在《中国:发明与发现的国度》一书中详细描述了“中国领先于世界”“西方受惠于中国”的中国古代100项技术发明。以史为鉴,古为今用,技术进步源于创新,创新设计源于服务现实,创造未来。大项目是创意,小改进也是创意,高科技是创意,简约明快也是创意。功能原理是创意,美化外观也是创意。灵感来源于生活,创意让世界更美好。

  二、创新设计在初高中技术教学中的应用

  我国“十二五”规划提出要深入实施科教兴国战略和人才强国战略,加快建设创新型国家,需要创新型人才,创新型人才培养,教育是基础和前提。同志强调:“要注重从青少年入手培养创新意识和实践能力,积极改革教育体制和改进 教学方法 。” 2011年,奥巴马总统推出的新版《美国创新战略》指出,美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合,以加强创新技术教育。

  三维打印技术是专家预测的2013年十大技术革命之一,在打印过程中,打印机将根据计算机设计的模型从底部开始逐层堆积塑料、金属、合金等材料。凭借三维打印技术可以依据数字设计文件制造出固体结构,一旦物品能够在家或办公室远程打印出来,新技术将引发一场制造业革命[2]。三维打印技术在初高中技术教学中的应用,将对培养创新型人才产生重要作用。

  1.提高教学效率,发展学生的 创新思维

  三维设计软件、结构设计软件在三视图学习中针对学生学习时间少、没有基础等问题提供全新的教学手段,辅助三视图及其画法教学,快速识读技术图。学生进行创新设计时,设计软件提供简单易学的设计手段及完整的设计资源库。直观的三维模型系统教学手段,让设计像搭积木一样简单有趣,对立体模型进行平行移动、旋转、放大、多视窗等操作[3]。

  2.降低学习坡度,突破教学难点

  从三维设计到二维出图,学生在三维设计软件里轻松完成,快速工程图的生成能使学生做到设计与动手能力的完美结合,促进教育教学改革与学生学习方式的变革,是促进师生共同成长的研究与实践过程。

  3.动手动脑结合,强调学生的动手创造

  三维打印是一种快速成型技术,它以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来构造物体,让动手与动脑相结合,让信息技术与通用技术相结合,让三维设计与二维设计相结合,让学生的设计和加工相结合。通过三维动画可以让学生更好地理解弹性碰撞,让机械机构运动的分析更加直观清晰。

  三、创新设计帮助学生放飞创新的翅膀

  创新设计软件平台在教育信息化中的精确定位是和探究实验室、通用技术实验室、综合实践实验室、信息技术实验室、动漫社相结合。创新软件系列产品及三维打印机将掀起一场教育创新运动。通过创新软件的运用,让我们的孩子和美国的孩子同步学习和发展,学有度、思无界、行无疆,创新设计软件平台及三维打印技术在教育中的促进作用有三:

  一是可以引导中学生在生活中发现问题,去主动思考如何解决问题,而不是简单地去抱怨问题,培养学生的人文精神和社会责任感。

  创意来源: 在高层楼房擦玻璃是很危险的,有没有既安全又方便的擦窗户方案?窗户有调节风、光的作用,如何利用窗户来改善室内的空气循环和光线照明?

  设计原理:百叶窗的结构有可调节性,此类窗户也可以使用类似的结构,即将每扇窗分成若干扇小窗,每扇小窗可以绕轴旋转。这样可以实现调节风和光的作用,并且在雨天也可以开窗。尤其是高层楼房窗户玻璃的擦洗变得十分简便了。

  二是可以帮助中学生固化自己生活的直接经验和亲身经历中的“小灵感”,并通过自己的设计―制作―评价,达到“创造”的教学效果。

  案例2:可升降课桌椅

  创意来源:学校普遍存在着课桌椅不符合学生身材的现象,总会让人觉得或高或低,影响学生的身体健康,于是便想到去设计一种可以升降且更具实用性的课桌椅。

  设计原理:把思路定格在齿轮的传动上。在桌腿内部各安装两个齿轮和两条齿条,中间有一根传动轴连动,再在其中一个桌腿的一侧开孔,利用一个把手转动齿轮,这样便能使桌面水平升降 。   图6 利用三维打印技术制作出来的齿轮组

  三是可以让中学生高度综合各学科、各方面的知识,并立足于实践,实现“做中学”和“学中做”。

  案例3:自动上下楼梯的自助轮椅车

  创意来源:家里有残疾人,上下楼梯不方便,有没有可以帮助残疾人自动上下楼梯的自助轮椅车呢?

  设计原理:市面上有自动上下台阶的拖车,主要是依靠行星轮系的工作原理。如果把这个原理应用到轮椅上,不就是可以帮助残疾人自动上下楼梯的自助轮椅车吗?

  案例4:物理学科中的成像原理

  创意来源:来源于初中物理实验凸透镜成像实验。这个实验十分重要,但许多学生只知道概念而不清楚其中的原理与演示的过程。创意的意义在于把生活中的现象用自己的方式表现出来。

  设计原理:运用新颖的视觉与动画,让大家耳目一新,将传统的枯燥教学转换为全新的模式,从而调动起大家的学习兴趣和热情。

  四、创新设计大赛为学生提供创新实践的平台

  为了丰富中小学生学习生活,激发创新精神,培养实践能力,全面推进素质教育,培养有国际竞争力的创新人才,2013年第十四届全国中小学电脑制作活动和第二届中国国际学生信息科技创意大赛专门设立了比赛项目(9)创新未来设计[4]。参赛者参考生活中的常见事物,通过计算机三维立体设计平台创作设计作品。要求首先完成设计 说明书 ,根据设计说明书,通过软件进行三维模型的设计、搭建和零件装配,并制作相关功能演示动画。

  作品设计的事物尺寸不超过150 mm×200 mm×200 mm,薄厚不小于2 mm。

  初中组设计命题为“未来桥梁”,在保证桥结构稳定的前提下,从功能、外观等方面进行创意设计。桥所应用的情境不做约束,可充分结合自己设定的场景进行设计。

  高中组设计命题为“智慧汽车”,从外形、功能等方面加以创意设计。车辆的动力源和工作环境不做约束。

  提交文件包括:设计作品,ICS或EXB文件;演示动画,SWF,3GP,MPG,AVI或MOV文件;设计说明书。

  作品(含设计作品、演示动画、设计说明书)总大小不超过50 MB。

  五、我们的思考

  从山东省的创新办学标准来看,他们已经在如下方面做了尝试:创新设计软件和探究实验室相结合(初、高中),和通用技术实验室相结合(高中),和技术教室相结合(初中),和综合实践实验室相结合(小学),和信息技术实验室相结合(通用),和动漫室相结合(通用)。

  南京市教育装备与勤工俭学办公室主任后有为说过:我们不一味追求最新的、豪华的、最先进的设备设施,而是选择科学的、实用的、适用的和优质的设备设施。这对于建设创新实验室提供了很好的思路,选择科学的、适用的、适度领先的物质技术及其承载信息,并通过恰当的、优化的、科学的形式整合成能促进教育与学校发展的,能促进教育教学改革与学生学习方式变革的,能促进师生共同成长的研究与实践过程。

  组织相关人员调研三维打印应用

  参考文献

  [1] 张武城.创造创新方略[M] .北京:机械工业出版社,2011.

  [2] 维克托・巴雷拉.专家预测2013年十大技术革命 包括三维打印技术[EB/OL].
  3d打印技术论文总结范文篇三:《试谈3D打印技术在建筑业应用》
  从20世纪80年代起,随着计算机技术、新材料技术的快速发展,3D打印技术不断进步,逐渐走向人们的视野。李晓梅(2014)认为自3D打印机发明30余年来,经历了迅猛发展已成为当今最有生命力的先进制造技术之一[1]。

  本文采用文献研究的方法,针对3D打印在建筑行业的应用找出优点及不足,为3D技术在建筑行业的应用提供发展方向和理论参考。

  一、3D打印技术在建筑业的应用

  (一)3D打印技术概念

  江洪(2013)认为3D打印技术是一种增加制造技术,采用分层制造,逐层叠加的方式形成三维实体的技术[2]。李小丽(2014)总结道,3D打印是包括CAD建模、测量、材料、数控等学科[3]。

  (二)3D打印技术在建筑业应用优点

  李福平(2013)认为3D打印建筑技术优势为速度快;不需要使用模板,可以大幅节约成本,并且具有低碳、绿色、环保的特点[4]。杨健江(2015)认为相较于传统建筑模式,3D打印不仅节约资源,利用废弃物进行制造[5]。丁烈云(2015)认为建筑3D打印数字建造技术满足日益增长的非线性、自由曲面等复杂建筑形式的设计建造要求,是全新的设计建造方法论的革新[6]。

  本文将建筑3D打印技术的优点整理如下:

  1.基于施工层面。根据图纸以及相关数据,就可制造出建筑墙体、楼板等,大大节约了建筑时间;从设计文件里获得各种指令并进行工作,要求操作业者掌握的操作技能水平要求很低,一方面大大降低了人力成本,另一方面将操作者对产品质量带来的影响因素降到了最低;避免了施工现场存在的安全隐患,保障作业人员的人身安全,减少事故和伤亡。

  2.基于经济层面。所需要的材料多可以就地取材,极大节省建造的运输成本;零部件生产一体化成型,既缩短了制造时间,节约了人力成本,又减少了采购及运输成本;仅需更换设计文件和打印材料就可生产不同的零件。

  3.基于材料层面。采用增材制造方法,材料利用率高;3D打印技术可打印出高成本曲线建筑;遵照计算机程序,比人工的更加准确,产品质量有保证;打印过程中依据精确的几何计算,采用坚固耐用的材料,质量有保证;墙体是空心的相比钢筋混凝土实心墙体,3D 打印建筑的墙体要轻许多。

  4.基于环保层面。原材料可以来源于建筑垃圾、工业垃圾,达到了节能环保、资源再生和改善环境的目标;采用干法施工可避免施工粉尘和噪声影响,生产制造过程中产生的废气、液等有害物质低,减少材料浪费和排污;打印过程几乎不产生噪声和大振动。

  (三) 目前建筑3D打印技术存在的问题

  3D打印技术虽发展迅速,但仍存在弊端。

  1.精度问题。3D 打印技术由于工艺问题导致两层材料之间不能光滑过度,且只能形成样式简单且单一的条纹。影响建筑外立面的美观性。而在一定微观尺度下,如果需要制造的对象表面是圆弧形,那么这种具有一定厚度的条纹,就会造成精度上的偏差。

  2.行业规范问题。3D打印建筑在行业内还没有任何相关的规范条例。使用年限和房屋产权等一系列问题都没有权威部门的认可。

  3.材料性能问题。3D打印建筑多数为低矮建筑,相较于传统方式,在强度、刚度和加工性上均有不足。且其打印是水平逐层打印,缺少纵向钢筋。

  4.设备问题。受限于工作原理,目前3D打印机打印速度较慢,且设备和原材料的价格居高不下在一定程度上阻碍了3D打印技术的发展。

  5.伦理安全性问题。伴随着3D打印技术的发展和进步,人体器官的3D打印技术面临着伦理上引起大众质疑的困境。3D打印技术引发的安全风险也收到相应的质疑。

  二、结论与展望

  本文通过对3D打印技术的相关知识及其在建筑业应用的优缺点、发展前景的梳理和归纳,得到如下结论:

  首先,缺少关于适应多元材料的打印设备系统和工艺流程系统的研究,缺少交流和互相融合。

  其次,国内外学者研究建筑3D打印研究的初步成果较多,但是缺乏系统、完善的方法体系。

  最后,3D打印技术近期发展迅猛,但3D打印的相关专业规定及法律条文并没有得到良好的研究。为避免矛盾与事故的发生,解决由3D打印所造成的冲突,建立公平、公正、完善的相关规定必不可少。

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