3d产品设计培训十篇

3d产品设计培训篇1

关键词：3D打印技术；创新能力；大学生创新创业能力

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-7503（2015）17-0024-04

在高速发展的信息时代，创新已经成为社会发展的驱动力，创新人才培养已成为我国高校人才培养的核心目标。《国家中长期教育改革和发展规划纲要》（2010-2020年）指出，要适应国家和社会发展需要，遵循教育规律和人才成长规律，深化教育教学改革，创新教育教学方法和拔尖创新人才培养模式，培养一批拔尖创新人才，产生一批国际领先的原创性成果，为提升我国综合国力贡献力量[1]。教育部高等教育司司长张大良指出，在新发展阶段全面提高本科教育质量的举措之一就是把创新创业改革作为突破口，以转变高校教育观念为先导，以培养全体学生的社会责任感、创新精神、实践能力和创业意识为要义，在人才培养的全程融入创新创业教育理念，大力推动高校更加重视和做好创新创业教育工作[2]。创新教育是信息时代学校教育的必然选择。加快创新人才培养鼓励大学生自主创业不仅仅是国家发展和时代的要求而且是解决高校毕业生就业问题的有效途径。近年来，3D打印技术作为一种新兴可视化技术，在医学、工业设计、建筑、航空航天等领域已经取得了一定的成就，将3D打印技术引入到高校教育领域能够对大学生创新创业能力培养起到重要的作用。

一、大学生创新创业能力概述

创新是指人们运用所掌握的知识或技能去解决某个问题，在这个过程中突破常规的思维方式，产生了新的结果[3]。创新能力是指在前人发现或发明的基础上通过自身的努力创造性的提出新发现、发明或改进革新方案的能力[4]。创新能力本质上是人重新认识和解决问题的能力表现，从心理学角度来说是人普遍具有且可以激发的能力。创业是指创业主体将自己已有的知识和经验运用于社会实践，从而实现自我价值。大学生创业包括创业意识、创业能力和创业潜能三大要素。创业能力是创业的核心要素，创业潜能是创业成功的保障。研究者们对创新创业能力没有给出具体的定义，但是对于“什么是创新创业教育”有统一的看法。创新和创业有着密切的关系，创新是创业的基础，创业实践离不开创新，创新教育的成败需通过大学生未来创业实践检验，因此把创新教育和创业教育合在一起称为创新创业教育[5]。创新创业能力强调的是学生的基本素质、创新精神和创造性思维，同时，注重学生的理论知识和实践能力，尤其是自我创业意识和创新操作能力，具备能够独立自主发现问题、解决问题并提出自己的新观点的能力，同时，又具备创业意识，对创业有所追求的能力[6]。

大学生创新创业能力是指大学生既具备创新能力，同时又能把握机遇，善于利用和创造条件，使自己的创新能力在创业实践中发挥作用的一种综合性能力，包括坚实的理论基础和过硬的技术水平、创新创业意识、创新思维和创业潜能。培养大学生创新创业能力是新时代教育工作长期且艰巨的使命，开展创新思维培养并在创新意识的驱动下激发大学生的创业潜能是其唯一路径。在具备扎实理论知识和技术的基础上培养大学生的创新思维，为创新实践奠定基础。在创新创业意识的驱动之下，激发大学生的创业潜能，使其投身于实践，将创新融入实践开展创业活动。

二、3D打印技术在大学生创新创业训练项目中的应用

1.3D打印技术概述

3D打印技术，又称三维打印技术，是一种快速成型技术，它以数字化模型为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式构造物体[7]。3D打印技术可将人们构想的虚拟物体转化为可穿戴可展示的实体，是一种通用技术。3D打印技术适合需要快速制作模型的领域因此在在工业制造、建筑设计及医疗中已得到广泛应用，在正式和非正式学习活动中也逐渐得到了推广。

与传统技术相比，3D打印技术有其独特的优势。首先，通过3D打印机可直接将计算机中的三维图形快速形成任何形状的物体，实现个性化设计；其次，在3D打印技术的支持下，可以将设计转化为可展示的实物，拓展思维和想象空间；更重要的是3D打印机可打印学生们设计的原型产品，有助于他们改善自己的设计，并更好地理解他们的创作过程。将3D打印技术应用于教育，是为教学提供思想、智慧和科技相融合的最佳路径，通过将技术与教育有机整合拓展人的感觉和知觉，促进思维能力的发展，提高学生创新能力。

2.3D打印技术在大学生创新创业训练项目中的应用

大学生创新创业训练项目是我国“十二五”规划期间教育部决定实施的一项工作计划。教育部在“大学生创新性实验计划”实施5年的基础上，将原来的“大学生创新性实验计划”更名为“大学生创新创业训练计划”。项目形式由原来的“创新训练项目”拓展为“创新训练项目、创业训练项目、创业实践项目”。

大学生创新创业训练计划的目标是通过该项目促进高等学校转变教育观念，改革人才培养模式，强化创新创业能力训练，增强高校学生的创新能力和在创新基础上的创业能力，培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。部级创新创业训练计划内容包括创新训练项目、创业训练项目和创业实践类项目三类。

创新训练项目是本科生个人或团队在导师指导下，自主完成创新性研究项目设计、研究条件准备和项目实施、研究报告撰写、成果（学术）交流等工作。

创业训练项目是本科生团队，在导师指导下，团队中每个学生在项目实施过程中扮演一个或多个具体的角色，通过编制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、参加企业实践、撰写创业报告等工作。

创业实践项目是学生团队在学校导师和企业导师共同指导下，采用前期创新训练项目的成果，提出一项具有市场前景的创新性产品或者服务，以此为基础开展创业实践活动[8]。根据“地方高校部级大学生创新创业训练计划项目名单”中的项目名称和对应的项目简介，对2012年到2014年的大学学生创新创业训练计划立项课题数量及所属学科领域进行分类归纳，统计处理数据，分析了3D打印在大学生创新创业训练项目中的应用情况。

图1 2012-2014年大学生创新创业训练项目总量

与应用3D打印的项目总量对比图

图2 应用3D打印的项目

在大学生创新创业训练项目中所占比例图

如图1、图2所示，图1是2012年到2014年每年大学生创新创业训练项目的项目总量折线图与使用3D打印技术的项目对比图，图2是应用3D打印的项目在大学生创新创业训练项目中所占比例图。从中可以看出申请大学生创新创业训练项目总量在逐年大幅度的增加，这反映了国家越来越重视大学生创新创业教育。党的十报告中也提出“创业带动就业，提高创业能力；鼓励青年成长，支持青年创业；创业中离不开创新”等关于创新创业教育问题。当前，把促进就业摆在突出的位置上，如何实现就业和创造更多的就业岗位是国家、社会以及个人需要思考和解决的问题。这种趋势表明高等学校正在转变观念，开始重视大学生创新创业能力的培养，人才培养模式也有所变化，学校由单纯接受性教育向创新性教育转变。在信息技术快速发展、科学技术高度发达的今天，在教学中恰当地运用现代教育教学方法和技术是信息社会对教育的紧迫要求。3D打印技术是一种新兴技术，被认为是第三次工业革命的标志，随着技术的成熟和其价格的下降，逐渐应用到各个领域。3D打印技术在教育领域发挥着重要作用，尤其是在大学生创新创业能力培养中。

图3 大学生创新创业训练项目中3D打印的应用比例

3D打印在大学生创新创业训练项目各个学科领域中所占比例如图3所示。在大学生创新创业训练项目中，3D打印主要应用于3D打印机的研发、个性化产品的制作、工业设计、医疗领域和模型模具打印等五方面。根据对大学生创新创业训练项目中3D打印应用比例的统计，如图3发现研发3D打印机的项目所占比例最大。在创新创业训练项目中32.86%的项目在研发3D打印机及3D打印耗材，这种现象揭露出3D打印机自身存在的问题即3D打印机的打印耗材种类少且价格昂贵，只有部分经济发达地区的学校以及企业集团有能力采购。只有开发更多可打印材料，制作出体积小且方便使用的3D打印机，才能做到更大范围的推广，进而引入到教育领域，真正发挥3D打印技术在教育教学中的作用。使用3D打印机制作个性化产品所占比例22.86%，在工业设计领域占18.57%。个性化产品制作和工业设计领域都是重在设计。个性化产品的制作中，3D打印提供个性化的需求服务，消费者可以根据自己的需求设计产品并将其打印出符合个性化需求的成品。在这个过程3D打印技术创设了创新的条件和技术支持，不仅仅是研究者，普通用户和消费者也能参与创新设计中。工业设计中，利用3D打印机快速打印形状复杂的机械零部件，大大缩短产品生产周期，提高生产效率。3D打印技术在模型模具制作中的应用12.86%，用3D打印技术快速制造出的模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、外观验证、工程分析等，有利于优化产品设计。

在大学生创新创业训练项目中，3D打印技术在设计领域包括个性化产品的设计和工业设计应用比较广泛，所占比例高达42%。设计的关键就是要创新，这说明3D打印技术在大学生创新能力培养中发挥着重大作用。

三、3D打印技术在大学生创新能力培养中的优势分析

1.为培养大学生创新思维创设良好的条件

在创新创业能力中理论知识和技术水平是大学生创新创业能力培养的前提；创新创业意识是大学生创新创业能力培养的动力；创新思维是大学生创新创业能力培养的核心；创业潜能是是大学生从事创新创业活动的保障。戴尔的“经验之塔”理论强调先从具体的经验入手，逐步进入抽象经验。在教学过程中，要善于用各种媒体，要学会把一些先进技术引用到教育，使教学活动更具体，利用一些媒体与一些先进技术来弥补各种直接经验的不足，为抽象经验奠定基础。3D打印作为一种快速成形技术，能打印各种复杂形状的产品。3D打印技术在本质上是多媒体技术的延伸，是虚拟现实技术的延伸，它拓展了人的知觉和感觉，促进了思维能力的进一步发展[9]。将3D打印引入实践教学，能够为学生创新能力训练创设良好教学的情景。通过大胆设计，建立三维模型，3D打印机就能将三维模型打印为可触摸可展示的实体。3D打印技术在把模型转化为实物的过程中激发了学生创新的勇气和创新思维。

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【关键词】3D打印；关键技术；产业化

1 3D打印的概述

近年来，3D打印技术受到国内外新闻媒体和社会公众的热切关注和追捧，被认为是最近20年来世界制造技术领域的一次重大突破，英国《经济学人》杂志认为它将与其他数字化生产模式一起推动实现新的工业革命3D打印技术，又称”三维打印技术”，即快速成型技术的一种，是指通过可以”打印”出真实物体的3D打印机，采用分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来生成3D实体。快速成型技术诞生于20世纪 80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术。目前，3D打印技术已在医学、电子、机械和军事等众多领域进行了应用[2]，其市场份额：建筑类，3%；消费电子产品，20.3%；车辆，19.5%；医疗/口腔医学，15.1%；飞行器，12.1%，工业/商用机器，10.8%；学术研究，8%；行政/军事，6%；其他：5.2%.

2 3D打印的关键技术

3D打印技术需要依托多个学科领域的尖端技术，主要包括以下方面[3]：

1）信息技术，即要有先进的设计软件及数字化工具，辅助设计人员制作出产品的三维数字模型，并根据模型自动分析出打印的工序，自动控制打印器材的走向；

2）精密机械，即 3D 打印技术以材料的层层叠加为加工方式，产品的生产要求高精度，必须对打印设备的精准程度和稳定性有较高的要求；

3）材料科学，即用于3D打印的原材料较为特殊，必须能够液化/粉末化/丝化，在打印完成后又能重新结合起来，并具有合格的物理/化学性质。

客观说，目前 3D 打印技术尚不成熟，存在缺乏宏观规划和引导、技术研发投入不足、产业链缺乏统筹发展及缺乏教育培训和社会推广等问题。它作为一项多学科交叉的高新技术，还需要在各相关领域投入较大的研发力量，才能掌握完整的核心技术"。

3 发展3D打印的建议

针对当前3D产业存在的不足，为发展3D打印产业提出以下建议[3]：

1）制定3D打印产业发展规划，优先发展3D打印产业。

建议将3D打印技术定位为生产业、文化创意、工业设计、先进制造、电子商务及制造业信息化工程的关键技术和共性技术，将该产业纳入优先发展产业及产品目录。

2）加强3D打印产业联盟，行业协会建设，推动产业协同发展。

积极引导工业设计企业、3D数字化技术提供商、3D打印机及材料研发企业和机构、3D打印服务应用提供商组建产业联盟，利用有关学会、协会的平台加强研讨和交流，共同推动3D打印技术研发和行业标准制定。促进3D打印技术发展的市场建设，包括3D打印电子商务平台、3D打印数据安全和产权保护机制、3D打印技术及关联项目投融资机制等，促进产业可持续发展。

3）加大科技扶持力度，提升3D打印技术水平。

设立3D打印产业专项基金，重点推进数字化技术、软件控制、打印装置、材料技术等关键技术的研发。在研发扶持中，要注意建立公平、公正的研发绩效评估体系，鼓励各研发主体探索不同的技术路径。加强对3D打印产学研合作的支持，特别对实施产业化的企业在市场销售、推广上给予政策支持。

4）加强教育培训，促进3D打印社会化发展。

将3D打印技术纳入相关学科建设体系，培养3D打印技术人才。依靠行业协会、博览会、论坛等组织形式进行3D打印技术和应用的培训。在科技馆、文化艺术中心、青少年活动中心等公共机构进行3D打印技术的展示、宣传和推广。发展3D打印服务机构，推广3D打印技术应用，为发展3D打印产业积累应用经验。

【参考文献】

[1]刘红光，等.国内外3D 打印快速成型技术的专利情报分析[J].情报杂志， 2013，12（6）：40-46.

3d产品设计培训篇3

10月18 日至10 月19 日， 英国Delcam 第二届混合设计与3D 打印师资培训班在东莞市机电工程学校举行。来自广州、佛山、东莞、深圳、惠州等地的老师共计60余人参加了培训。此次活动以Delcam 正逆向混合设计软件PowerSHAPE 为主， 并结合三维扫描与3D 打印进行系统培训。软件培训结束后，学员前往东莞市鼎轩三维科技公司参观了工业级3D打印机并打印出了本次培训班设计出的优秀作品。

为贯彻《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》，培养“双师型”教师队伍，东莞市机电工程学校与英国Delcam 公司、东莞市睿智计算机科技有限公司、东莞市鼎轩三维科技有限公司共同开展师资培训活动，希望借助世界名企的技术力量使模具专业教师能够结合世界新型前沿制造技术，掌握当前先进的逆向混合造型设计和3D 打印技术，提高模具制造工艺以及科研能力，更好地服务东莞及至广东的模具产业转型升级。

本次培训得到三家企业的支持，广东省兄弟学校积极参与，在开班仪式上，东莞市机电工程学校胡丽英副校长介绍了学校的办学情况及校企合作的情况，英国Delcam 华南区卢文涛总经理亲自介绍了公司在教育行业的合作情况，Delcam ChinaCAD 产品经理贺军胜也介绍了PowerSHAPE 的应用情况。此次活动在东莞地区教育行业引起了强烈的反响，东莞日报以Delcam 先进造型技术服务3D 打印为主题对Delcam 华南区总经理卢文涛进行深入的采访。

（Delcam 供稿）

3d产品设计培训篇4

3D模型让设计跳出了图纸

3D模型最初是作为自动化设计系统中的绘制手段出现在工业领域的，很快就迅速扩展到其他领域，特别是在军事装备和训练模拟器的设计、研制、图示、宣传以及军事职业培训等方面的作用越来越突出。

上世纪70年代初，苏联某航空设计局开始设计航母舰载战斗机，但当时还没有人能够详细了解航母到底是什么东西，在只有舰艇设计图纸的情况下，是绝对不可能及时、准确评价舰载机研制效果的。当时，设计局在西方市场上采购了美国航母1：48的塑料微缩模型玩具，长度仅约为7米，放在一个比较保密的小屋内，设计师们整天趴在玩具航母旁边观察、研究，搜集所需要的情报，一趴就是数小时。

另外一个例子就是设计局的实物模型。在完成设计文献时，为了制作一个鲜明的装备造型，逼真地模拟舰载机战斗使用局势，长时间采用手工制作方式。只是在后来，工艺水平得到提高，才制造了一系列典型目标模型，如外国飞机、坦克、导弹装置等，这些模型分布在地形模型中，上面悬挂着正在设计中的舰载机所谓的“战术模型”，然后拍照。

许多高科技产品，自然也包括军事装备的创新之处，根本就不可能仅仅在图纸上感觉得到。所以，武器装备设计师早就渴望着能早日在空间维度上看到他们在平面纸上设计出的作品。

随着自动化设计系统的出现，情况发生了更大的变化。不过，初期制造出来的一些空间骨架模型，事实上却无法得到较好的效果，主要是由于模型的各个表面互相接触，穿透对方，结果导致屏幕上显现出来的不是装备的鲜明想象图，而是“谜语般的画面”，经常无法辨认。

第二代自动化设计系统得到了明显的改善，已经能够制造出所谓的“固态模型”，使制造多成分结构模型成为可能，并且不会互相渗透，设计师也最终能够在实物模型和试验样品制造出来之前见到自己的作品了。不久，固态模型及随后的3D模型在军事装备设计领域引起了一次革命性的变革。

3D模型在军事领域的生命力

3D模型一个最重要的特点在于其图示使用，能够从任何角度、任何照射方向得到完整的演示画面，从而在装备构成和模拟演示方面起到无法估量的作用。通常情况下，模型的生命力不仅取决于其精细程度，而且还取决于模型表面的绘制。在自动化设计系统中，用于图示、计算机游戏、模拟器的3D模型表面都是根据精确的数学规律绘制而成的，只需要借助相对简单的程序即可，由多角线、面、段构成的模型表面投影，非常逼真。

3D模型在军事领域中的应用范围非常广泛，不仅能检验装备配置方案，评估结构合理性，甚至可以计算装备的有效散射面积，验证发射装置在典型地形内的伪装效果或战场部署的隐蔽性能，装备使用部门专家也可借助3D模型对装备技术服务和维修工艺性能进行客观的评估。

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3D打印将虚拟世界和实体世界联系得更加紧密，学生所绘制的3D模型能够通过3D打印机来实现。学生可以创造一切实物，在体验中实验，而不是面对一堆遥远又抽象的公式。这将意味着学生看待问题、思考问题和解决问题的路径将有所不同。

那么，如何让学生接触3D打印技术呢？我们知道，3D打印并不是买回来打印机就能够使用的，学生没有基础，教师没有经验，这样的实验是注定失败的。为了使3D打印技术能够尽早在我校信息技术课堂发挥效能，我们经研究决定，先行在初二的指定选修课程模块中设立3D创意设计课程。

创设3D创意设计课程的初衷

3D设计是建立在平面和二维设计的基础上，让设计目标更立体化、更形象化的一种新兴设计方法。在当前制造业全球化协作分工的大背景下，我国企业广泛、深入应用3D设计技术、院校加大3D创新设计方面的教育，已是大势所趋。只有让我们的学生开始接触并了解3D实体设计，让学生的创意得到发现与发挥，我们才能更好地发挥3D打印技术的应用效果。

为了更好地开展3D创意设计课程，在课程准备阶段，我们找了3D打印机制造企业、3D设计软件公司，并且买了几本3D设计教材以及网络共享的3D设计教材。然而，我们发现：纸质的教材和网上的教材都只是偏重于某款3D设计软件的教学，一个一个功能去教，与我们学校现在所推行的基于项目的学习模式差距较大，而且软件教学类的课程不太适合我们的学生使用。为此，我们在我校基于项目的学习模式的基础上，结合学生学习与生活的实际，决定开发校本3D创意设计课程。

根据我校多年推行基于项目的学习模式的经验，学生平时学习以课本为主的知识，理论性较强，实际应用机会不多。或者说，在传统的信息技术课上，学生接受的大多为软件操作技巧训练，甚至只是局部的操作流程学习，实际应用意义几乎没有，学无所得、学无所用。我们大胆地根据六年的实践，把传统的软件学习课堂改革为基于项目的学习模式，使学生的学习过程接近实际生活。3D创意设计课程的教学过程更为贴近企业生产管理模式，以前我们把教学内容看作项目来完成，而在3D创意设计课程中，学生的作品更可以向工程靠近。因此，我们把大学工程学最新的CDIO工程教育理念引入到中学项目学习中来。

3D创意设计课程实施的核心――CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究团队通过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate） ，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。[1]

3D创意设计必须落实到实际的产品设计之上，才能真正体现出设计的价值所在。学生未来的工作实践中，也或多或少地会跟这些产品研发有一些关系。我们尝试在中学阶段让学生初步了解产品研发的流程，使学生能够感觉到学有所用，同时也能激发学生潜在的学习动力，不至于只是枯燥地面对着无聊的鼠标点击操作。

3D创意设计课程，本身就属于跨学科的教学内容，它涉及科学、技术、工程、美术、数学等多个领域的知识背景，同时在整个设计过程中，团队的力量是不容忽视的。与此同时，对于产品设计的系统建构也有着非常高的要求。这些恰恰就是CDIO的核心理念，可以说，CDIO为我们的教学改革指出了一条导向性非常强的路径。[2]

我们在实施构思（C）-设计（D）-实现（I）-运作（O）的流程时，一般会将其放在一个有一定背景的整体活动之中，而项目的发展过程则是重点看该项目是如何组织的。一个典型的工程实施流程如图1所示。

那么，我们可以找到CDIO与工程实施流程[3]的对应关系：构思（C）―调查；设计（D） ―计划、设计；实现（I） ―建设；运作（O）―操作、维护。

从21世纪对创新型人才的需求来看，加强学生的能力与素质培训，将是21世纪人才观的主要变化，即从以前的个体角度审视转变为个体、团体、组织和社会多角度，借助于CDIO教育理念（CDIO的能力结构[4]由技术知识和推理能力、个人和专业能力、人际交往能力组成），并在其学科培养目标能力与学科核心素养思想指导下，结合我校的学生培养特点，构建相应的培养体系，并在这个基础上进行了大胆的改革与实践。

课程开发与实施

本课程通过制造业中的产品制造流程，使学生可以更多地了解实际企业生产的过程，并且参与到这个过程体验之中。从接到客户订单开始，教师向学生介绍项目要求与实施的时间控制要求。然后利用制造业资源管理的知识，向学生介绍项目时间管理的基本原则，以及产品设计在项目流程中的地位与方案。这些都是学生在通识课中学到的相关项目管理知识，而在3D创意设计课程之中，我们把这些项目管理知识直接应用到了企业制造管理之中，使学生感受到，他们所学习的项目管理知识并不只是空谈，而是企业中的直接应用。

对应着CDIO工程教育理念，以企业接到产品订单为例，我们对课程内容进行了如表1所示的设计。

1. 构思

在实际教学过程中，我们虚拟制造业企业接到产品订单，从而确定客户的需求。这是3D创意设计项目的目标，在课程设计上，我们提出学生需要根据目标，确认产品的需求、功能、技术限制、市场定位以及企业承诺与诚信这几个方面的内容。这是3D创意设计中最为关键之处，只有先考虑好这些问题，才能使学生的创意设计有现实价值与实际应用价值。

其中重点在于对产品进行初步的分析，特别是需求分析、功能分析与市场定位。因为这是直接影响到3D创意设计的重要因素，而企业承诺与诚信则是时间管理所必须考虑的问题，同时也是教学时间安排的重要依据。

在这个过程中，教师向学生提供一些设计的方向、案例，让学生可以有一定的指向性，或者引导学生往创新、创意的方向思考。学生则需要在团队配合下完成需求分析、问卷调查、数据收集等活动。

2. 设计

有了基本的需求定位之后，学生需要根据需求进行第一步的设计。在这个部分，我们着重要求学生用问题回答的形式来确定自己的产品方向，包括外观、尺寸、功能等具体的参数确认。这些参数的确认，决定了3D设计作品的基本轮廓与实际的大小。在这个过程中，学生需要团队合作确认参数，商讨出产品的外观与形状。

确认了以上数据之后，学生开始进行第二步的设计，在这个部分，学生需要用绘画草图的方式，把产品的设计草图画出来，同时标出对应的具体数据，以便于深入讨论以及教师确认与验收方案。在这个过程中，师生需要共同去研究关于设计草图的科学性与合理性，在这个草图方案中，包含的不仅仅是一个学科的知识，而是多个学科领域的知识，例如：物理、数学、美术、技术等学科领域的结合体，团队合作的重要性特别突出。同时，这个草图也是3D创意设计的参考蓝本，学生要学会严格按照设计图纸进行3D设计。

有了设计草图以后，教师需要引导学生将草图进行系统分析与解构，把一个复杂的草图分解成为一个个简单的、容易实现的结构元件，也就是学生常见的规则几何图形或者是几何图形的变形。把这些结构元件进行分类之后，分配到每一个小组成员手中，作为他们准备完成的工程项目的子项目。

在这个过程中，教师需要向学生介绍3D实体设计软件中的常用元件、元件变形、结构拼接等知识作为系统解构的准备知识，使学生的解构能够做到有的放矢，不至于失去方向，同时也使学生的合作分工有了可靠的依据。教师可以根据小组成员在学习过程中的表现与特长进行分工，实现每一个学生都在从事着有意义的工作，而只要有一个成员的工作没有完成，就意味着全组的工作完成不了，而时间的管理给了他们无法包办的压力。

3. 实现

当完成草图设计与系统解构之后，各小组成员就可以通过3D实体设计软件对自己所分配的结构元件进行设计与制作，并且在项目时间表规定的时间内完成元件制作。

完成元件制作之后，小组需要把各元件进行系统整合，并且进行测试。在测试过程中发现系统的漏洞与缺陷，找出改进的办法与措施，最终完成整个产品的制作，交给教师验收。

在这个过程中，教师一方面需要给学生提供3D实体设计软件的相关教学资源。我们一般会提供操作视频给学生反复观看，了解这些工具的使用操作步骤。另一方面，教师也经常会参与到学生的系统整合与测试过程中，提出自己的一些想法与建议给学生参考。

4. 运作

在教师完成验收之后，我们会安排小组成员进行产品孵化模拟路演。“产品孵化”是一个将产品由概念转化为商品的过程，是一个对产品的综合开发过程，而“路演”是指在公共场所进行演说、演示产品、推介理念，及向他人推广自己产品的一种方式。它会让学生体验创新产品的孵化过程，同时也让更多的学生能对产品进行评价与提出意见。小组产品展示完毕之后中，给予他们一定的时间对产品进行优化与改进，使产品精益求精。

在这个过程中，学生主要经历产品孵化的过程，同时了解产品推向社会的过程，使学生可以得到更多实用的知识。

CDIO的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思CDIO过程基础上的工程教育。在这样的愿景之下，我们通过3D创意设计课程，希望可以培养有专业技能、有社会意识和有企业家敏锐性的学生。这是能在越来越依赖于复杂技术系统的环境中保持高效、创新和卓越所必需的。希望可以把学生培养成为能够熟练掌握技术基础知识、领导新产品和新系统的开发和运行、了解技术的研究和发展对社会的重要性和战略影响的人。这也是我们设立3D创意设计课程的初衷。

3d产品设计培训篇6

关键词？演天津滨海新区；3D打印；政策建议

中图分类号？演F407 ？眼文献标识码？演A ？眼文章编号？演1673-0461（2013）12-0068-05

一、引 言

2012年4月，英国《经济学人》杂志刊载封面文章《第三次工业革命》，将 3D 打印作为第三次工业革命的重要标志。同一时期，美国《时代》周刊将3D打印列为“美国十大增长最快的工业”。这一系列标志性事件，将3D打印技术推上前台，引发了世人的广泛关注。

二、3D打印技术概况及产业特点

（一）3D打印技术概况

3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。与切削等材料“去除法”不同，3D打印技术的主要流程是应用计算机软件设计出立体的加工样式，运用特定的成型设备，将粉末、液体、片状等离散材料逐层堆积，“打印”出产品（如图1所示）， 因此又称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。

3D打印技术常在模具制造、工业设计等领域用于制造模型，现在正逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用该技术打印而成的零部件。在汽车，航空航天、医疗产业、工业设计、建筑、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。

（二）3D打印产业特点

虽然3D打印技术出现已有十几年的历史，但3D打印产业仍处于发展阶段的初期，业态尚不丰富，行业成熟度低，但未来的成长性非常好，从整个产业来看具有以下两个特点。

产业链长，辐射带动效应显著。3D打印产业涉及材料技术、信息技术、装备制造、生产业等诸多领域。仅耗材一项，就包括7个大类30余种工艺设备、几百种打印材料。产业应用辐射面极广，是制造业与服务业融合的典型产业，能够催生大批新兴产业。无论是从技术还是应用角度来看，3D打印相关技术及设备都属于机械工程、自动控制、激光、计算机、新材料等多个领域的交叉融合。从产业链角度来看，3D打印技术领域与上下游相关行业领域关联十分紧密，带动作用很强。

科技含量高，带动制造业数字化变革。3D打印技术的应用大大缩短了新产品研制周期，能够迅速提升复杂零件的制造能力，使复杂模型的简单直接制造成为可能。3D打印技术显著提高了新产品投产的成功率，大大降低了新产品的研发成本。目前，一个预测观点在产业界广为流传，观点认为：未来的制造业，人力、资金、设备等生产要素大规模集中化的工厂式生产方式将被摒弃，替代的将是更加灵活、所需要投入更少的3D打印生产方式。英国《经济学人》杂志将这种趋势称之为“社会化制造”，认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。

三、3D打印产业发展现状与发展趋势

（一）国外3D打印产业发展现状

当前，全球正兴起新一轮数字化制造浪潮。发达国家为解决其制造业竞争力下降的难题，倡导“再工业化、再制造化”战略，提出智能机器人、人工智能、3D 打印技术是实现数字化制造的关键技术，希望通过这三项数字化制造技术的突破，巩固和提升其制造业主导权。3D打印技术随着工艺、材料与装备的逐渐成熟，引起了世界范围的广泛重视。美国是全球3D打印技术和应用的领导者。2012年3月，美国在“全美制造业创新网络”计划中对3D打印产业作出重点部署。据美国权威3D打印行业咨询机构Wohlers提供的数据，截至2011年底，全球3D打印机累计装机台数超过5万台，其中美国累计装机台数约占全球总量的50%，美国制造商所占全球市场份额超过70%。美国3D打印服务提供商Shapeways表示，他们已经“打印”了75万种产品，材料已经涵盖塑料、不锈钢、银、陶瓷和玻璃等。

除美国外，其他国家也在不断加强3D打印技术的研发及应用。澳大利亚在2013年制定了金属3D打印技术路线；南非正在扶持基于激光的大型3D打印机器的开发；日本着力推动3D打印技术的推广应用。表1为2011年各国和地区3D打印技术应用的市场份额。

（二）我国3D打印产业发展现状

我国3D打印技术研究起步较早，20世纪90年代初就开始对快速成形技术及设备进行研发，初具产业发展基础。已有西安交通大学、华中科技大学、清华大学、北京航空航天大学等多家研究单位自主开发了成形设备并实现产业化，拥有自主知识产权。其中，部分便携式桌面3D打印机已具备国际竞争力，进入了欧美市场。我国是继美国、日本、德国之后第四个拥有3D打印设备的国家。但总体看来，国内缺乏能够制造工业级3D打印机的企业；一些核心部件，如激光器、光路系统等仍依赖国外技术；打印材料单一，与国外材料的品种和性能等方面有差距；缺少原创性的3D打印新技术及装备；应用宽度和深度不够，与量大面广的产品制造进程相比，还不具备价格优势。

2012年10月，亚洲制造业协会联合华中科技大学、北京航空航天大学、清华大学等权威科研机构和3D行业领先企业成立了中国3D打印技术产业联盟。鉴于3D打印技术的战略意义，工信部、科技部也正在组织专家对我国3D打印技术的发展开展专项研究，制定规划，在全国进行重点布局。

国内部分地区正积极绘制3D打印产业的发展蓝图。2013年3月，江苏省《江苏省三维打印技术发展及产业化推进方案（2013-2015年）》，并组建三维打印产业技术创新联盟，推进3D打印产业发展。南京市与中国3D产业联盟签署中国3D打印技术产业总部基地和中国3D打印技术产业创新中心合作协议，建设3D打印应用中心、示范中心以及科普、教育、培训、加工等中心。武汉市抢先成立了“中国首个3D打印工业园”。东莞市将3D打印作为战略性新兴产业写入了2013年的《政府工作报告》。此外，成都、重庆、长沙、青岛等地正在建设或筹建3D打印产业园。

（三）3D打印产业发展趋势

虽然3D 打印等数字化制造的核心技术仍处在发展的初级阶段，产业还不成熟，但在产品设计、复杂和特殊产品生产、个性化服务等方面已显示其独特优势，产业链已初具出行，整体产业发展迅速，其发展趋势具有以下两个特点。

市场前景广阔，未来发展潜力巨大。3D打印技术以操作简单、成形精准、高效低耗等特点著称，拥有广泛的市场前景。据美国消费者电子协会最新的年度报告显示，随着汽车、航空航天、工业和医疗保健等领域市场需求的增加，3D打印服务的社会需求量将逐年增长，到2017年有望增长至50亿美元。近20年来，3D打印产业市场规模正以每年超过17%的速率递增（如图2所示），沃勒斯（Wohlers）最新报告显示，2012年3D打印全球市场规模为22亿美元，同比增长了29%；其中3D打印机的销售量同比上升了25%，其中有38%产自美国，8.5%来自中国。

产业集中度不断提升，垄断形势正在形成。美国上市公司3D Systems和Stratasys，Z Corpration公司、Solidscape公司以及德国的EOS公司、以色列 OBJET Geometries等公司，是目前全球3D打印产业的领军企业。近几年，3D打印设备制造企业正在一轮洗牌。美国Stratasys公司收购了OBJECT Geometries公司；3D Systems公司在2012年初收购了Z Corporation 公司和Vidar Systems公司。目前，Stratasys公司和3D Systems公司成为行业内两大巨头，Stratasys公司2011年拥有41.5%的市场份额。表2为国际最主要的5个3D打印企业或研发团队以及它们的技术优势。

四、天津滨海新区3D打印产业发展基础

天津滨海新区是新世纪我国改革开放的最前沿，近年来凭借区位、政策优势，发展势头迅猛，滨海新区具备发展3D打印产业的良好基础：

一是具有相应的研发基础。天津市拥有“天津快速成形技术工程中心”和“天津市激光技术工程中心”等快速成形技术研发单位。其中天津快速成形技术工程中心是国内最早开始此项业务的科研单位之一，在激光快速成形、快速制模、快速铸造、快速测量、液压及光机电产品开发、内燃机工作过程仿真、强度和流场计算、光弹应力分析、CAD/CFD /CAE/ CAM技术集成及产品优化设计等方面拥有较强研发实力。同时河北区的快速模具创新研发基地、塘沽海洋高新区滨海国际工业设计园等产业园区等也提出聚集一批3D打印企业。

二是拥有一定市场规模。目前天津市电子信息、装备制造、汽车、医疗器械、新能源、模具等行业对3D打印技术有一定的认知。全市已有超过200家企业应用了3D打印技术。滨海新区在3D打印技术应用方面的企业，主要有霍尼韦尔、富士通、亚安科技、新巨升电子等企业。在3D打印技术研发方面的企业，有滨海高新区天津微深科技公司、天津滨海雷克斯激光等企业。

三是具备产业链向下延伸优势。随着技术的不断发展，3D打印已经逐步应用于制造业的各个领域。从近十年3D打印设备下游应用行业分布来看，个人消费品（以电子行业为主）和交通运输设备占据主要份额；同时，医疗方面的占比在持续提升。而3D打印设备在航空航天领域的应用也稳中有升。而上述几类产业正是滨海新区大力推进的优势产业，3D打印技术服务相关产业在新区发展，拥有广阔的潜在目标客户群，前景十分看好。

五、天津滨海新区发展3D打印产业的政策建议

根据3D打印产业的特点和未来发展趋势，结合滨海新区的实际情况，滨海新区推进3D打印技术及产业的发展，需要从以下几个方面入手：

一是做好3D打印技术与产业发展的顶层设计。通过深入调研区域内医疗行业、食品业、汽车制造业、航空航天制造业等相关行业未来对3D打印应用的市场需求，明确滨海新区3D打印产业发展思路，找出突破口，制定3D打印产业发展规划，编制滨海新区3D打印技术发展及产业化推进方案，制定新区3D打印产业发展路线图。

二是加强技术攻关，促进产业化。设立3D打印技术攻关和产业化专项，开展相关软件、工艺、材料、装备、应用、标准及产业化的系统性攻关。推进建设3D打印技术与其他先进制造技术融合的新型数字化制造体系。重点围绕3D打印工艺优化和制件性能提升技术、高效打印制造技术、精度控制技术、符合材料零件制造技术、智能制造技术、超限制造技术、生物组织打印制造技术等技术领域，加大项目资助力度。设立3D打印产业发展投资基金，探索税收优惠政策。

三是建设高水平研发转化平台。为促进3D打印技术产业化，中国3D打印技术产业联盟拟选择10个工业城市集中建设3D打印技术产业创新中心，投资2 000万元，地方政府按照1∶1配套扶持。滨海新区应抓住这个机会，积极争取创新中心落户，借力亚洲制造业协会和中国3D打印技术产业联盟，推动新区3D打印尽快走上产业化道路。同时，吸引清华、华中科技、西安交大、北航等研发机构在新区设立研发基地、检测试验平台，开展科研成果转化，率先布局3D打印技术及服务聚集区。

四是组建3D打印产业技术创新联盟。依托天津市快速成型技术工程中心、天津市激光技术工程中心、天津大学、天津工业大学、天津职业技术师范大学、天津滨海雷克斯激光、天津微深科技公司等高校、企业，并邀请清华、北航、西安交大、华中科大、江苏紫金电子、杭州先临三维科技等3D打印技术研究和应用的领军者，组建滨海新区3D打印产业技术创新联盟。依托联盟，策划举办部级3D打印高峰论坛，3D打印产业年度发展报告，举办产学研合作洽谈会、研发成果信息会、企业需求对接会等，推动3D打印技术产业化。

五是培育3D打印产业龙头企业。目前，滨海新区在3D打印方面关键装备研发制造能力不足是制约产业发展的主要瓶颈。因此，需要充分发挥滨海新区科技创新资源聚集优势，通过开展3D打印技术专题招商引智活动，吸引海外3D Systems、Stratasys、Solidscape、Shapeways、EOS等跨国公司，以及国内南京紫金立德、湖南华曙高科、杭州先临三维、深圳光韵达、北京隆源、上海联泰、无锡飞而康等企业，弥补新区在3D打印设备研发制造能力的不足。

六是进一步发挥试点示范的带动作用。建设3D打印技术研发和产业示范基地，推动3D打印技术应用和产业发展。重点在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域分步骤、分层次开展示范应用，形成通用性、标准化、自主知识产权的应用平台，在示范过程中制定相关行业标准，加快推进滨海新区3D打印技术、产业与应用协同发展，探索和积累3D打印机的运营和管理经验。

七是促进 3D 打印技术的社会化推广。从区域层面出发，营造良好的3D打印技术相关产业发展氛围。强化3D打印方面的教育培训，将 3D 打印相关技术纳入相应学科建设体系，加快培养 3D 打印技术相关人才。依靠相关行业协会、博览会、论坛等组织形式来进行 3D 打印技术和应用的培训，并宣传、推广3D 打印技术，使更多的人能够接触3D打印技术，产生兴趣，并逐步接受和使用相关技术。在科技馆、文化艺术中心、青少年活动中心等公共机构进行 3D 打印技术的展示、宣传和推广。发展 3D 打印服务机构，推广 3D 打印技术应用，为发展 3D 打印产业积累应用经验。

六、结 语

近来，全球正在兴起新一轮数字化智能化制造浪潮。发达国家为解决制造业竞争力下降难题，大力倡导“再工业化、再制造化”战略，提出智能机器人、人工智能、3D 打印技术是实现数字化制造的关键技术，并希望通过这三大数字化制造技术的突破，巩固和提升其在制造业的主导权。虽然以3D 打印技术为首的数字化制造核心技术仍处在发展的初级阶段，产业还不成熟，但在产品设计、复杂和特殊产品生产、个性化服务等方面已显示出独特优势。所以，我们应充分认识智能制造、数字化制造对我国的深刻影响，在区域发展尤其是转变经济发展方式中，跟紧全球技术前沿，抓住这一制造业加快发展的机遇，深入研究以 3D 打印技术相关产业为代表的新型数字化智能制造产业发展规律，融入数字化智能化制造业发展浪潮，从而加快推动我国由“工业大国”向“工业强国”转变。

[参考文献]

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[5] 杨钊，孙洋，李晅煜.战略性新兴产业布局与产业结构调整——以天津滨海新区为例[J].城市， 2012（3）.

[6] 杨钊，李晅煜，孙洋.关于天津滨海新区构筑产业新优势的战略思考[J].中国城市经济， 2012（1）.

A Policy Research on the Regional Development of the 3D Printing Industry

——A Case Study of Tianjin Binhai New Area

Yang Zhao

（Binhai Research Institute in Tianjin，Tianjin 300456，China）

3d产品设计培训篇7

[关键词]3D打印；政策规范；图书馆服务

[中图分类号]G252[文献标志码]B[文章编号]1005-6041（2016）06-0057-04

作为第三次工业革命的代表性技术，3D打印技术目前已经步入了飞速发展的时代，3D打印技术被广泛应用于航天、建筑、医疗、军工、教学、科研、文化创意的多个领域，以3D打印技术为代表的快速成型技术被看作是引发新一轮工业革命的关键要素[1]。据计算机世界杂志报道，美国消费者技术协会（CTA）与联合包裹速递服务公司（UPS）近日联合名为《3D打印：工业生产下一场革命》的报告，报告指出3D打印是个颠覆性市场，技术采用者将从使用3D打印技术制作原型到支持和简化生产，以实现新的制造效率，预计未来4年该市场的营收将增长2倍达到210亿美元[2]。3D打印技术凭借其“用户创作”的特点，在用户基于项目学习应用中独具潜力和吸引力，不仅能够大幅提升研究型实验室的效率和能力，更能通过定制化产品来满足多元的个体需求。由此可见，3D打印技术在推动教育变革、经济发展、工业革命方面具有巨大的发展潜能和良好的应用前景。在此背景下，如何推进3D打印服务成为包括图书馆在内的众多社会服务机构关注的重点内容。

1图书馆3D打印政策规范产生背景

自2011年起，美国图书馆界引入3D打印技术，随后越来越多的图书馆以开设创客空间、推动创客教育的途径开展3D打印服务。在2013年美国图书馆协会（American Library Association，ALA）仲冬年会上，3D打印成为业内最热门的话题，在ALA等众多专业机构的推进下，3D打印技术在美国图书馆日渐普及，仅2015年初，3DSystems公司与美国青少年图书馆服务协会就宣布向100多家图书馆和博物馆提供3D打印机。根据ALA与马里兰大学共同开展的一项调查显示，截至2015年年底，约有428所公共图书馆提供3D打印服务，且该数据仍持续快速增长[3]。随着越来越多的图书馆开展3D打印服务，该项服务也逐步成为图书馆的“标配内容”。在此背景下，如何协调服务过程中产生的问题、如何规范服务流程和质量、如何推动图书馆3D打印应用的标准化进程，成为图书馆人不得不思考的课题，于是有关图书馆3D打印服务的标准化管理、政策规范和指导文件等制定和出台被提上日程，ALA数次文件、报告以引导图书馆3D打印的有序发展。[JP]

2图书馆3D打印政策规范简介

技术是一把双刃剑，在3D打印技术与创客教育、教学变革、大规模制造结合的同时，也引发了诸如知识产权、产品安全、安全打印管理等问题。为促进图书馆3D打印服务的有序发展，ALA知识产权办公室（Office of Intellectual Freedom，OIF）与信息技术政策办公室（Office for Information Technology Policy，OITP）最早提出了图书馆3D打印服务的规范化管理概念。

（1）2014年9月，OITP、OIF联合图书馆联盟（United for Libraries，图书馆基金会、受托方、倡导者等利益相关方同盟，ALA分支机构）、公共图书馆协会（Public Library Association，PLA）共同《创客发展的进步――对3D打印及公共政策的介绍》（Progress in the Making：An Introduction to 3D Printing and Public Policy）报告，报告从“3D打印机是如何被用在图书馆”“我们能利用3D打印机做些什么”“3D打印涉及的法律内涵”“3D打印技术引发的其他问题”“蓝图规划：图书馆推动3D打印发展的立足点、最佳实践”“给图书馆专业人员的技巧提示”六个方面入手，向所有计划或已经开展3D打印服务的图书馆提供了一份入门规范化指南[4]。

（2）2015年1月，OITP再次Progress in the Making文件，副标题为“图书馆视角下的3D打印政策思索”（3D Printing Policy Considerations through the Library Lens）。比起前一文件的简单Q&A格式，该份文件更多是通过论文文献的形式深入剖析了在图书馆开展3D打印服务的必要性，3D打印技术沿革，3D打印技术对经济发展及正式非正式化学习的促进作用，3D打印与自由表达、知识资源、图书馆价值思辨以及由3D打印引发的知识产权、产品可靠性的深邃性思考及建议[5]。

（3）2016年5月，OITP第三次Progress in the Making系列文件――《图书馆员3D打印服务实践问题解答》（Librarians Practical 3D Printing Questions Answered），比起前两封文件，该文件更多意义上是图书馆3D打印服务的实用建议报告，报告就资源投入、运行机制、操作使用中的各明细事项，为图书馆3D打印服务给出实践层面的明确指导和建议[3]。上述政策规范产生于3D打印服务在美国图书馆界发展的不同阶段，反映了ALA政策引导的不同侧重面，从图书馆开展3D打印服务的必要性、服务前景及存在风险等理论性探讨发展为推动馆员全面了解3D打印并落实服务的应用性研究。

3基于政策规范的图书馆3D打印服务策略

31 [JP3]优化3D打印服务，提升用户数字素养及创新素养[JP]

将互联网和信息技术新成果转化为教育创新发展的动力，以信息化推动教育的创新发展是当前教育改革的必然趋势。3D打印创新教育作为创客教育的一种重要实现手段，为创新能力的培养提供了一个抓手，它可以让枯燥的理论变得生动起来，它是一种同时拥有视觉和触觉的学习方式，在通过自主的数字化模型设计和想象力发挥将创意变为现实的过程中，用户思维的缜密性和知识的连贯性将不断得到强化。图书馆3D打印服务应确立三个重点：1）立足用户接触、了解新科技、新理念的需求，为所有用户提供平等的接触前沿科技成果、掌握新的学习实践方法的机会，切实提升民众的科技素养和数字素养。2）聚焦人类教育和学习方式的演变和发展，利用3D打印技术开发设计参与式的学习项目，重塑创新教育模式，拓展创新学习空间，形成混合、多元的学习格局，实现正式学习方式和非正式学习方式之间的相互补充与密切互动，促进用户创新意识、创新精神和创新能力的培育。3）在社会上普及对3D打印技术内涵及外延的理解，内涵包括3D打印技术概念、特点，3D呙枰羌3D打印机软硬件使用方法，后处理模块等；外延包括3D打印所牵涉的社会性、经济性、技术性、法律性问题，如3D打印对经济发展、社会创新、创新教育的推动，3D打印所代表的技术发展新趋势及可应用的新领域，3D打印应遵循的政策规范、存在的政策风险以及如何合理规避这些潜在的政策、法律风险等。

32 参与共建3D打印公共政策，促进3D打印产业健康发展

公共政策是政府等公共组织管理社会公共事务的指导原则，决定着管理活动的方向和目标。2012年，致力于推动3D打印行业资源整合、标准建立以及国际间对话交流的中国3D打印技术产业联盟成立，同年，3D打印行业被纳入“国家高技术研究发展计划（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”，成为国家重点支持科技领域[6]。这表明，3D打印已被提升至国家战略层面，国家必须对整个3D打印产业做出整体规划，制定标准化的行动路线及行业规范，规整未来3D打印产业发展方向和技术发展方向。产业发展的多元化及复杂性使得3D打印行业标准在一些发达国家（如欧盟3D打印标准化路线图）已经被分成了不同类别，如设计、特殊工业需要、制造部件的质量、安全性规章制度和教育。由此可见，3D打印公共政策制定和标准化的发展不仅需要国家政府部门的领导和指引，更需要各行业群策群力，发挥标准化建设中的集合效应。作为促进社区经济文化发展及协助社会可持续目标实现的高效合作伙伴，图书馆应从“参与制定3D打印公共政策和标准，促进3D打印产业健康发展”的更高层面规划和设计自身的服务，包括：1）积极探索创新教育领域3D打印资源的有效整合模式，通过推动发展3D打印行业间的合作关系以及3D打印用户间的对话与协作，全面提升和巩固图书馆在3D打印创新教育应用领域的地位和作用；2）发挥3D打印教育应用领域内的行业智库作用，研究和探讨发展过程中遇到的热点和难点问题；3）组织制定图书馆界3D打印使用标准，为国家3D打印教育、安全性规章制度的标准化发展建言献策，维护行业整体利益。

33 强化馆员政策培训，规范图书馆3D打印服务体系

由于3D打印技术固有的内在风险，图书馆提供3D打印服务必须考虑如何将存在的政策风险和法律风险降低在可控范围内，如何建立利用3D打印服务促进人类表达自由、智识自由与保护知识产权、限制危险品的设计与制造、维护人类伦理规范之间的平衡[7]。这就要求图书馆员不仅能够掌握3D建模与3D打印的知识和技能，具备3D打印技术应用能力，教授用户简单的三维模型制作、三维扫描仪逆向造型、3D打印设备操作，以及开展日常的设备维护及管理，更重要的是能够在掌握3D打印技术内在风险和相关法律规范基础上，科学引导用户的创意表达。对国内图书馆而言，3D打印服务是一项新兴而具有挑战性的工作，为使以3D打印技术为依托的创客教育得到有益开展，图书馆界应整合社区3D打印资源，建立示范型服务网点，提供馆员培训，协助各馆构建规范完善的3D打印服务体系。首先，图书馆3D打印服务体系是功能完备的创意孵化体系，以馆藏文献、3D打印数字技术、创新工具、知识化服务为支撑，激发读者智慧，营造创新氛围，实现创新灵感与设计的对接，营造一个学习交流、信息共享的复合型新空间，为创新者提供孵化空间，让创新更容易[8]；其次，图书馆3D打印服务体系是与国际政策、标准相接轨，制度完善、规范明晰的服务体系，这些制度包括对3D打印使用范围的严格限制、对3D打印图纸设计者知识产权的保护等；再次，图书馆3D打印服务体系是多层次的创新人才支撑体系，通过建立与政府机构、科研院校、商业机构的合作关系，强化馆员培训力度，从而奠定3D打印社区培育基地的技术支撑和发展基础；最后，图书馆3D打印服务体系是一种可持续的发展体系，这种可持续性体现在经济、技术、社会价值的不同层面。以经济性为例，由于3D打印成本高昂，图书馆不仅需要考虑如何提升打印成功率，更重要的是实行一套可持续的运作模式，建立材料收费制或会员制，拓展3D打印服务融资渠道。

34 细化3D打印实践服务指南，提升图书馆3D打印服务成效

ALA图书馆3D打印服务实用建议报告在一定程度上充当了图书馆3D打印服务SOP（Standard Operation Procedure，标准作业流程）的角色。所谓标准作业流程，是指将某一服务的标准操作步骤和要求以统一的格式描述出来，用以指导和规范日常的工作。其具有三项特征：一是以不断的实践总结为形成基础；二是最优化的操作流程设计，即最佳实践模型；三是细化、量化和优化的相关操作步骤。为了提升图书馆3D打印服务的效率和效果，制定细化、优化甚至量化的打印实践指南是必要的。首先，实践指南能够将图书馆开展3D打印服务长期以来积累的技术、经验以标准化的形式记录下来，无论是在馆员入职培训，还是在用户入馆培训中都可以得到有效利用，帮助3D打印技术使用者快速掌握较为合理的操作技术；其次，根据实践指南，馆员和用户可以反思、追查在3D打印过程中发生故障、导致打印失败的原因，提升打印成功率；最后，实践指南可以帮助实现图书馆3D打印服务的规范化和流程的标准化，是图书馆最有效的服务管理工具和技术数据之一。图书馆3D打印实践服务指南的制定应遵循以下原则：1）全面性原则，实践指南应涵盖3D打印所涉及图书馆内部的各项资源投入及相关岗位，针对业务处理过程形成控制点，落实到服务决策、执行、监督、反馈的各个环节；2）重点性原则，重点研究和探讨服务过程中遇到的热点和难点问题，首要解决服务关键控制点的存在问题；3）可持续原则，即根据变化发展的服务实践不断完善实践指南，始终保障实践指南的与时俱进与持续优化。

[参考文献]

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[2]3D打印前景如何来看看这份报告预测.[2016-05-19].http：∥.cn5825820127html.

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[6]国家高技术研究发展计划（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.[2016-05-19].http：∥tztg201304t20130416_100884htm.

3d产品设计培训篇8

Abstract： 3D printing technology is another name for the additional material manufacturing technology， and is widely used in aerospace， automotive， electrical， medical， cultural creativity industries. In the course of computer-aided manufacturing， 3D printing technology is introduced， the content of additional material manufacturing is arranged， and flexible teaching method is used， which is helpful to improve students' learning initiative and enthusiasm， and to improve students' innovative design and practical ability.

关键词： 3D打印技术；计算机辅助制造；教学改革

Key words： 3D printing technology；computer-aided manufacturing；teaching reform

中图分类号：G434；G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）10-0167-02

0 引言

算机辅助制造课程是机电一体化技术、模具设计与制造、数控技术等机械制造类专业的主干课程之一，课程主要学习应用计算机辅助制造软件（Master CAM、CAXA、Pro/E、Solid Works、CATIA、UG）对复杂零件的先进制造进行工艺规划、刀具路径计算、加工仿真、程序输出、后置处理等，是一门实践性非常强的的课程，内容抽象难懂，需要学生具备良好的空间想象能力和形象思维能力。然而教学现状是学生对于零件的认识处于识别图纸、建立三维模型阶段，学生的学习积极性不高，成就感不足，把课程当成一种负担。因此不能满足学习、教学、生产的需求。

如何提高学生的学习趣味性、主动性、积极性，学生能够具备计算机辅助制造基本知识、基本技能、掌握新的专业知识，是一个亟需解决的问题。为此将3D打印技术引入计算机辅助制造课程教学活动中，设置增材制造教学内容，采用灵活教学方法，促使学生参与全过程，学生能够使用3D打印机制造出自己设计的三维模型，对难懂的知识有更加直观的了解，也拓展了专业视野，从而增强对计算机辅助制造原理、制造工艺、制造过程的认识。

1 计算机辅助制造课程教学现状

目前的教学是以工作过程知识为系统的课程内容，将机械制图、机械结构与设计、零件数控加工工艺、UG NX8.0软件的使用、设备通信操作等知识在计算机辅助制造的工作过程中重构，通过课程学习使学生了解只有具备这样的知识才能完成工作任务。具体教学过程如图1所示。

教学中呈现如下特点：①知识体系内在联系较为松散、逻辑性不强，涉及的基础理论知识内容繁多、深度不够；②学习能力较差、数控加工工艺的缺乏，导致大多数学生学习进度停滞在三维建模阶段，未完成教学内容，教学效果较差；③由于教学实训设备的单一，数控机床不足以满足每位学生的数控加工需求，不能制造学生自行设计三维模型的实物，致使学习积极性不高、成就感不足；④教学手段和形式较为单一，未能充分利用UG CAM功能，刀具轨迹的规划能力不足，不能很好地进行数控程序的后期处理，不会数控机床的基本操作，涉及具体操作过程仅靠老师侃侃而谈，学生难于理解教学内容，致使学生上课兴趣不高。

如何在教学过程中，将理论知识与生产实际结合，加强师生互动环节，学生将自行设计的模型实物化，为计算机辅助制造课程寻求新的创新教学培养模式，使学生更好地掌握专业知识，完善知识结构，提高综合素质。3D打印技术的迅猛发展，为计算机辅助制造课程的教学活动提供了新的思路、新的方案、新的方法。

2 3D打印技术概况

3D打印技术是增材制造技术的别称，它以正向建模或逆向扫描等方式建立的3D模型文件为基础，按照某一坐标轴切成有限多个剖面，然后逐层通过数字化叠加材料而形成三维实体的技术。根据3D打印机使用的材质，可以将3D打印技术划分为箔材粘接技术、光固化成型技术、粉末激光烧结技术、喷射成型技术、熔融沉积造型技术、气溶胶打印技术、生物绘图技术等。它直接由三维建模软件生成任意形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期、提高生产效率、降低生产成本。

随着工业级、桌面级打印机的快速发展和3D打印技术的日趋成熟，3D打印技术在大学课堂中充分发挥了优势。3D打印进入课堂成为现代高职教育教学改革的一个新举措。目前，我国许多高校已采用3D打印技术进行课堂教学与实验。利用3D打印机，可以将微观的零件放大并呈现出来，可以将复杂的零件快速制作出来，可以将学生自行设计的个性化模型打印出来。一方面可以使教学更加可视化，更加具有可操作性，更加具有吸引力；另一方面为学生提供更多的动手机会。

3 基于3D打印技术的教学设计

3.1 教学目标

融入3D打印技术的计算机辅助制造教学主要目标是培养学生掌握CAD/CAM最新应用技术，具有较强的产品设计与3D打印设备操作技能，成为从事产品设计与制造和生产管理的技术技能型人才。具体教学要求如下。

①了解3D打印技术的原理、特点、应用范围、发展方向的基本知识。

②掌握当前主流3D打印方式：FDM、SLA、SLS、3DP 、LOM、EBM、DLP等的成型方法、工艺过程、工艺特点。

③重点掌握FDM（熔融沉积成型）的相关知识，主要包括能够熟练使用3D打印设计软件（UP！、MakerWare）、会3D打印机（UP mini、UP PLUS2）的基本操作、能使用三维扫描仪、合理选择3D打印工艺参数、后期处理等内容。

④熟练掌握逆向工程软件Geomagic Studio 、正向建模软件UG NX8.0 、数据转换软件Image To STL Converter-master及其他设计软件。

3.2 教学内容设计

3D打印技术在教学内容上主要分为三部分：一是建模软件Geomagic Studio 和UG NX8.0的应用。二是3D打印技术基础知识。三是基于FDM原理的设计软件的使用，桌面级3D打印机的操作、维护、保养。教学内容的安排上按照练、学、思、拓的能力训练模式展开：第一阶段，以照片、视频和实物的形式，让学生对3D打印技g有一个基本的认知，用直观形象的表达方法极大地激发学生对3D打印技术的兴趣和学习热情；第二阶段，通过任课教师对具体技术、原理、思路和方法的讲授使学生进一步学习3D打印技术涉及到的技术环节，熟悉整个设计流程；第三阶段，以常见机械零件为例熟练使用Geomagic Studio 和UG NX8.0的逆向工程功能、正向建模功能、装配功能、仿真加工功能，具备相关知识后，学生能够自行设计个性化的创意工艺品、通用零部件、结构较为复杂的零件；第四个阶段，学生们进入实质的设计阶段，通过分配给自己的设计题目，各自搜集整理相关资料，理出设计要点，进行具体设计并进行加工装配；第五阶段，学生用UP！软件进行STL文件校核与修复，确定模型摆放方位，选择切片参数与打印工艺参数，存储分层文件进行模拟加工，根据预打印效果修正参数，将整理好的数据传输到打印机UP mini打印所设计的作品，再进行表面处理去除支撑和打磨，如图2所示。

3.3 教学能力训练

3D打印技术涉及多门交叉型学科，包括材料学科（金属、非金属、尼龙、石膏、高分子、陶瓷），金属加工工艺学科（等材制造、减材制造、增材制造），自动化控制学科，正向建模与逆向扫描工程软件学科，机电设备拆装调试学科，三维实体的测量学科。采用团队学习机制可以降低学员的学习难度，提高学员间的团队合作能力。团队学习机制是指一个指定的设计项目或研究方向，由3～4人构成的团队来完成，1人为领队，其他为队员。上课时每个团队安排在同一个区域，以方便交流、讨论。领队负责协调工作，队员间分工明确，任务到人，主要内容分为：设计和加工，即一人负责整体设计，一人负责参数确定与加工，一人负责打印机调试和应用。团队学习机制使学习过程更接近企业的实际情况，人与人之间的工作既相互区别又相互联系，这就使学员的学习更加深入，学员间合作更加紧密，小组最终的作品也更加丰富和多元化，如图3所示。

4 结语

通过融入3D打印技术，极大丰富了教学内容，提高了学生的学习兴趣、积极性、主动性、动手能力，开阔了学生的专业视野，对进一步完善计算机辅助制造课程教学有一定推动作用。

参考文献：

[1]王可欣，张红哲，梁延德，唐勇超.工程训练中设置“3D打印技术”实训课程的研究[J].实验室科学，2015，18（4）.

[2]张海灵，张增凤，郭睿智.基于3D技术机械类“3+1”人才培养模式教学改革与实践[J].中国电力教育，2013（34）.

[3]莫文锋.基于能力本位的《计算机辅助制造》课程改革与实践[J].装备制造技术，2010（8）.

3d产品设计培训篇9

乙方：

由美国

公司开发的

3d是一款高性价比的三维动画制作软件，是世界四大主流三维动画软件之一，在电影、电视、游戏、网页、广告、印刷、动画等领域有着广泛的应用。为了进一步推广

3d的使用，满足国内日益增长的对

3d的培训需求，公司特别建立了“授权培训管理中心”即“natm”，并授权给该中心全权负责中国授权培训项目。

授权培训管理中心负责在其责任地区建立“授权培训管理中心”即“natm”。natm首先对所有 atc申请者申请资料进行审核，审核通过后双方签订本协议。

《 授权培训中心协议书》由公司制定，用于中国授权认证培训项目中， atc的授权确认。中国授权认证培训项目中的 atm、 atc及 atc申请者都要遵循本协议的所有规定。

一、定义

1、 中国授权培训 ---- 指获得公司授权并由公司提供技术支持的产品技术培训活动。

2、 atm ---- 授权培训管理中心，是由公司指定的负责授权培训的管理机构。

3、 atc---- 授权培训中心，是由公司及 atm共同授权的进行产品技术培训的机构。

4、 aem ---- 授权认证考试管理中心，是由公司授权，负责制定 认证考试计划及命题的管理机构。

5、 aec ---- 授权认证考试中心，是经过 aem授权认证的进行授权认证考试的机构。

6、 certified 3d animation designer ---- 是指颁发给通过授权认证考试的考生的证书。

7、《授权培训教师资格证书》----是指 aem颁发的代表具有授权培训教师资格的证书。在授权培训体系中，所有担任产品技术培训的教师，都必须获此项证书。

二、授权内容

1、授权时限

自本协议生效之日起1年

2、授权课程

3、授权范围

授权培训资格只适用于协议书中指定的单独的培训中心或培训点，申请者不得把此资格应用于其它培训点；每个培训点都应申请其自己的授权培训资格。

三、 atc授权认证

1、atc的权益

atm对 atc实行统一的管理及宣传体制。所有 atc的资料都将展示在 atm的官方网站上。

atm向 atc提品技能教学培训方面的技术支持。 atm会对 atc的教学质量进行监督，并将最新的产品信息和技术提供给 atc。 atc在产品技能遇到疑难，可向 atm进行咨询， atm将和公司共同负责解决技术疑难问题。

atm向 atc提供在宣传资料、广告等类似材料上使用 中国授权认证培训中心标识的权力。

atm将为 atc提供统一的培训教材、教学计划及相关考试信息。

为保证 atc的培训教学质量， atm将定期为 atc的培训教师进行新产品、新技术的培训。

atm将为 atc免费提供授权牌匾和授权证书。为 atc所培训的并通过授权认证考试的学员颁发证书。

2、 atc须履行的责任

在授权培训课程中，使用由 atm统一制定的培训教材、教学计划、课时及内容安排等，按照指定的教学大纲进行教学，不得随意删减学时；提供一定上机操作辅导时间。

每期培训班都要纳入10分钟的知识产权普及培训，即正版软件教育。

在授权培训课程中，合法使用的软件，每套软件只能在一台电脑上安装使用。

授权培训中心应雇用至少一名认证教师进行教学，并在软件版本更新后及时学习新增功能

每季度向 atm提供季度总结报告，在报告中说明这一季度中 atc教授的课程科目、课时数、科目负责教师及学生数量等相关资料。

在每期培训课程结束后，安排学员参加授权认证考试。

根据公司的技术升级情况，安排教师定期参加由甲方组织的技术培训。

如欲继续得到授权资格，乙方应在授权期满一个月内，向甲方提出书面申请，并积极配合甲方做年度审核工作，审核通过后，即可获得下一年度的授权资格。

3、获得 atc授权认证资格的条件

作为 atc必须具备一定的教学条件。（具体要求详见《 授权认证培训中心教学条件要求》）。

正确详细填写《中国授权认证培训中心申请表》，并向 atm提交全部所需资料。

atc所有授权认证培训教师，必须具有颁发的《授权培训教师资格证书》。

atc在产品技能培训课程中，要使用正版软件，并向 atm提供培训课程中所使用的软件产品的购买发票。

四、费用标准

1、年费

3000元/年。甲方将在收到乙方第一年的年费后，向乙方颁发授权牌匾和证书。此后，每年乙方在提交下一年度的授权申请的同时提交下一年度的年费。

2、教育软件费用

为教育用户提供的特殊优惠价格，

3d中文版 9800元/套

3、授权认证教师资格考试费用

500元/人次

4、授权认证三维动画设计师考试费

150元人民币/人次，授权培训中心可享有80元；若考试未通过，考试费不退还；

5、授权认证

3d 培训费

收费为1500元-3000元/人，若培训中心另外增加培训内容和学时，可适当增加，但要经过（中国）授权培训&考试管理中心的审核。

6、教师培训费

（中国）授权培训&考试管理中心提供统一的高强度全日制教师培训，标准教程为80学时，可针对具体情况适当延长或缩短学时。收费5000元人民币/人次。

五、年度考核标准

atm在每年 atc授权期满时，将对其进行年度考核，已确定是否继续给予其授权资格，考核标准如下：

1、根据 atc所在地区的生源状况及该地区的 atc分布情况，乙方每年应完成________人次的培训量。

2、乙方应每季度向 atm提交业务报告。

3、乙方应尽力确保授权认证课程的培训质量，由乙方所培训的学员，在接受授权认证三维动画设计师考试时，合格率应不低于____%。

六、责任限制

1、当本协议及协议相关资料被错误使用，造成直接或间接的损失（包括：各种经济损失、商业利润损失、业务损失、商业情报损失等）时，公司和 atm不对所有损失承担责任。

2、当由本协议中的内容所引发的任何交易，出现任何的问题、损失时，公司和 atm不承担任何直接或间接连带责任。

3、在执行本协议的过程中，如出现因产品技术问题及产品缺陷而导致的责任损失，公司和 atm不承担任何直接或间接责任和损失。

4、当上述责任限制条款被权威法庭裁决终止时，如需要公司和 atm承担经济责任及损失，公司和 atm只承担在本协议所涉及的培训事项中， atc支付给公司和 atm的实际费用。

七、权效说明

1、atc在没有得到 atm同意之前，不得将本协议内容泄露给他人。

2、atc对本协议所涉及的内容、权利、义务等所作的转让或转让意向，都是无效的。

3、若因不可抗力等自然因素，或破产、并购等经济原因，造成 atc无法继续履行本协议， atm有权终止本协议。

4、若 atc违反本协议及 atm相关管理章程，　atm有权终止本协议。

八、其他说明

1、本协议一式两份，甲乙双方各持一份。

2、本协议自双方签字盖章之日起生效，有效期为一年。

甲方：

乙方：

负责人姓名：

负责人姓名：

负责人签字：

负责人签字：

3d产品设计培训篇10

Y束日期：2017-7-10

会展地点：北京国际会议中心

承办单位：北京振威展览有限公司

主办单位：中国国际商会振威集团

会展类型：影视/娱乐/体育

国家，城市：北京市

北京国际AR/VR&A动娱乐展览会作为3E？北京国际消费电子博览会同期AR/VR盛会，是振威展览股份斥巨资打造的全球消费电子产业嘉年华。北京国际消费电子博览会，是集科技产品博览（Electronic）、互动娱乐体验（Entertainment）、创意产业孵化（Economic）为一体的，一站式娱乐、消费、采购平台。

参展范围

虚拟现实硬件：三维互动系统、三维图形、虚拟现实工作站、非线性，视频编辑站、虚拟现实外设硬件、数据手套、位置跟踪器、VR数字头盔、动作捕捉系统、空间交互球、3D立体眼镜、操纵杆、效呆发生器、立体声耳机、三维模型数字化仪、力反馈装置、动感座椅、模拟器、操控台、VR数据手套、眼动仪、3D操控器、3D体感试衣镜、电子器件、光学元件、传感器、计算设备、云计算、大数据、音响、多媒体设备等；

虚拟现实软件：计算机辅助设计、制造以及CAE软件、分析软件系统建模软件、VR/AR开发工具与各类引擎、计算可视化等；

移动智能终端：具有3D显示功能的手机、平板电脑、智能眼镜、智能头盔、智能相框等；

VR周边产品：虚拟现实跑步机、虚拟现实骑行设备、智能滑雪镜、脚部输入设备、模拟气味***、虚拟现实摄像机、体感外套等；

互动娱乐产品：网络游戏、单机游戏、网页游戏、动感座椅以及数码互动娱乐硬件产品等；

投影系统与设备：激光投影机、全息膜、全息投影机、微型投影机、LED投影、360全息影像显示、交互式电子白板、数字水帘水幕、CAVE投影、多通道环幕投影、球幕投影显示、显示幕布等；