3D打印技术在创客培养领域的运用

万海鑫

（阜阳职业技术学院，安徽 阜阳 236031）

0 引言

当3D打印技术遇到了创客，那便是最完美的结合，将创客所设计的新颖创作打印出来，令人们将脑袋中偶尔闪现出的一个创意变成真实存在的立体空间模型，这种情况在我们未来生活中会普遍存在。

1 3D打印技术

1.1 3D打印技术概念

3D打印的技术名称是“增材制造”，3D打印的叫法是对其制造过程的形象化称呼，3D打印技术可以制造传统的零部件，也可以制造传统工艺无法完成的工作。3D打印技术的优势很多，其最大的优势在于成型速度很快，实现“零时间交付”。比如设计师设计一个零件，如果用传统的方法加工，可能一周后才能交给设计师。而使用3D打印技术，可能只需要几个小时即可交付[1]。

1.2 3D打印技术的过程

3D打印技术是基于数字模型中三维物体的成形方式发展而来的，随着技术的发展，3D打印技术应用的成本逐渐降低，并提高了打印的速度，是一项综合性的技术方式。3D打印技术的成形，需要对设计对象进行虚拟设计，然后使用3D建模的方式创建一个全新的制造对象。3D扫描仪能够将打印对象的3D数据进行系统的拷贝，并通过数据建立3D程序，同时将即将打印的程序整理成为文件，其软件切片的模型会形成大量的水平层。将数据文件传输至打印机时，就会自动创建打印对象的数据层。

具体而言，3D打印技术与传统打印技术的原理极为相似，只是在二维的基础上发生成为三维。在打印的过程中，需要在金属、塑料等粉末状的材料中打印出一层，这与二维打印技术相同，然后将具有黏性的打印层粘起来。经过不断的累积，使得每一个打印层都具有不同的图像参数，从而形成三维对象[2]。

2 创客培养领域

“创客培养领域”也是我国近年来发展迅速的一个特别的领域，它聚集了很多非常有创意的新型人才，这些人热衷于将自己头脑中有趣的事物变成现实展现在真实世界中，这对我国未来的发展有着非常大的帮助。而3D打印技术可以有效地帮助创客将其所创造的设计变成一个模型或者一样产品，立体地展现给大众，所以在3D打印技术的合理运用下，创客培养领域一定可以发展得更好，更多的创客团队也有机会跟我们分享他们的创意，这是非常值得我们所肯定以及推崇的[3]。创客是3D打印助推器，随着3D技术的发展和普及，使创客投入更多的创新和热情，把3D打印技术推向全新发展高潮，促进了3D打印技术的发展，从最开始的生物打印，到食品打印机的诞生，到首个3D打印枪械出现，已经3D打印出房屋建筑、荒漠中的沙子、玻璃、桥梁等作品，相关技术都离不开创客，激发出了创客的创造热情，具体如图1—2所示。

图1 美食打印机

图2 沙子和阳光3D打印桥梁作品

3 3D打印技术在创客培养领域的应用

3.1 3D打印技术在创客教育领域的应用

在创客教育领域中科学合理地运用3D打印技术可以更好地培养学生的创造能力，每个孩子天生都有着无限的想象能力，在后来漫长的磨砺中会逐渐丧失这种能力，现在所出现的3D打印技术在创客教育领域为学生提供了将想象中的事物变成现实的机会，这是非常难得同时也是非常值得我们珍惜的。

要想顺利地开展创客教育活动，首先要在学校建立起一个创客空间，为学校里所有的创客提供一个技术交流、传递想法的空间环境，在创客空间中，学生们可以通过专业的教师指导使用3D打印技术，将自己的作品设计出来并且完成打印。这个过程不但锻炼了学生的逻辑思维能力和空间想象能力，还培养了其实践操作能力，学生在创客空间所学到的知识技能是在平常的课堂中所接触不到的，所以这种学校专门为学生创建的创客空间也是对学生未来更好的发展有着非常大的帮助[4]。

学校可以针对创客教育制定相关的公共选修课程，为学生提供专业的创客教育领域3D打印技术培训，这些相关课程也一定要和其他课程一样有固定的教室、固定的教材、专业的授课老师、每周固定的时间、日常的作业以及结课时的成绩考核，使学生可以认真对待创客教育领域3D打印技术培训，因为虽然这是一门新兴的科学技术，但是对创客来说是非常珍贵的机会，可以将自己的想法向大众展示，所以这门课程值得我们的肯定以及推广[5]。

3.2 3D打印技术在创客产业领域的应用

从产业规模层面分析，3D打印从1987年首次发行3D打印设备到目前为止已经有40年左右，而从1988到2012年为止，全世界范围内的3D打印产业平均每年复合增长达到25.4%，而全球范围3D打印市场在2016年的发展规模初步达到60.63亿美元，在2017年为73.36亿美元，整体增长率为21%。结合前瞻产业研究院于2018年推出的《3D打印产业投资潜力和市场需求分析报告》，我国3D打印市场规模在2012年为1.61亿美元，到2016年为止增长到11.87亿美元，初步实现49.11%的高复合增长。就目前而言，3D打印技术已经成了一个正式的行业，美国等发达国家已经开始将3D打印技术作为一条严谨的产业链来打造，而在我国，以杭州市为首的几个城市也开始创建了几个3D打印企业，为这个新兴的行业开启了一个不错的新篇章，但是由于产业处于建立初期，创客人才培养计划等方面都处于空白时期，还暂未有完善的规划，所以这个产业需要有科学合理的产业策略，才能得到更好的发展。

首先，确定3D打印技术产业的目标。任何行业都有一个发展的目标和方向，它对企业长远的发展有着非常重要的意义，所以在3D打印技术的发展前景上，一定要先制定一个产业的定位，这样可以更好地防止未来会出现盲目投资、恶意竞争等情况，对行业的长远发展有着重要的影响。

其次，要打造一个非常优化的企业背景环境，因为3D打印技术产业处于一个发展初期，每个刚引入的产业在发展初期都需要一个优质的发展环境，现阶段来看，3D打印技术虽然已经在众多行业中站住了脚，有了自己的一席之地，但仍然存在很多问题，例如整体行业所研发的创客产品的整合度较低、对于产品的开发仍处于一种非常无序的状态等。

最后，基于3D打印技术所创造的创客产业领域是一个全新的未知领域，存在非常多的可能性和创造性，所以各企业一定要注重对自己知识产权的保护，因为3D打印技术非常容易被复制和盗用，所以对自己公司的创客人才所设计创造出的一些产品一定要及时申请专利，科学合理地运用法律手段维护企业的合法权益，避免被其他企业盗取商业创新设计，损害企业利益。

4 结语

总而言之，随着3D打印技术在我国各个领域的普及，它已经成了一项能够真正广泛投入使用的科学技术，今天就3D打印技术在创客教育领域以及创客产业领域的应用做了一些简单的探究和讨论，希望对这个新兴的行业能够有所帮助。从客观的角度来讲，3D打印技术能够将创客思想立体化、产品化、具体化，个人认为这两种截然不同的版块在应用初期可以取得这么好的成绩和发展速度已经非常值得我们认可，所以在此衷心地希望3D打印技术与创客思想精神的完美融合可以在未来的发展中带给我们更多的惊喜。