3D打印成型技術人才培養模式探索
社科論壇
作者：侯柏林 謝小平
[摘 要]3D打印技術，又稱為三維打印技術，是指通過可以打印出三維真實物體的打印機來實現立體打印，是正在迅猛發展的一項集光、機、電、計算機、數控及新材料於一體的先進製造技術，被稱為引領第三次工業革命意義的製造技術。美國《時代》周刊已將3D打印列為“美國十大增長最快的工業”。
早在上世紀80年代，關於3D打印的研究就已經開始，隻不過3D打印過高的成本，打印每克成本10—100元使其目前隻局限於工業領域，例如航天航空和汽車製造。讓3D打印成本低廉化、技術普及化、產品量產化是3D打印目前最大的挑戰。
[關鍵詞]3D打印技術 人才培養模式 校企合作
中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）07-0228-02
前言
我國正處於信息化和工業化進行深度融合、工業轉型升級的關鍵時期，製造企業的數字化、信息化改造都需要大量的熟悉先進製造技術的操作人員。國家大力發展3D打印技術的各項措施和政策的出台，使得3D打印行業都將迎來大的發展機遇。作為提供3D打印服務的各類企業，都將麵臨大的人才需求，這也為從事3D打印專業學習的學生提供了巨大的就業和創業機會。
3D打印的發展離不開人才，國內對3D應用人才的培養還僅僅在萌芽狀態，更別提即插即用的高級人才，根據國家製造業信息化培訓中心3D辦主任魯君尚表示，目前我國對3D應用人才需求非常龐大，缺口約為800萬人。在他看來，我國在3D技術培訓、推廣方麵做得不夠，相關3D課程與現在全球最前沿的3D技術有差距，3D教育與企業應用需求有差距，很多人對3D認識還處於非常淺顯的初級階段。“其實，中國並不缺乏技術，但真正把技術與創意相結合並應用到產業中的人卻少之又少。”魯君尚說。
傳統的機械產品及其零部件設計製造過程，一方麵設計製造周期長，成本高，另一方麵不能設計和製造結構複雜特別是帶有異性麵的複雜零件。隨著“3D”技術的不斷發展、成熟，使得應用“3 D”計算機輔助設計製造技術設計製造機械產品變得非常容易。這使得機械產品的設計製造思路發生根本性的變化，這不僅可以在計算機直接上進行“三維”實體單個零件設計，同時可以在計算機上進行虛擬零件加工，虛擬裝配成樣機，通過計算機進行模擬加工、裝配和進行運動學、動力學等分析，檢驗機械產品的各項功能。發現問題及時修改設計。這種設計製造方法一方麵設計製造周期短、成本低，使得產品更新換代快，適應現代製造業發展趨勢要求。同時應用“3D”計算機輔助設計技術可設計任意複雜的零件，使得產品外型、種類多，性能好，也可實現無圖紙化製造。
總之，“3D”技術的發展和應用，不僅改變了傳統的設計製造理念和方法，作為職業技術學校，在人才培養模式、理念、方法上需要進行變革，以適應社會需求。
一、“3D”技術及其應用
1.“3D”技術
“3 D”意指“三維”，所謂“3 D”技術就是在計算機上應用三維立體形式進行零部件和機械產品設計的計算機輔助設計製造技術。這裏所說的“3D”技術不同於一般的三維技術，要求用於機械產品和零件設計製造方麵的“3D”技術設計出的虛擬實體應具有生產加工所需要的數據信息，以便機械產品的製造。隨著計算機技術的不斷發展，“3D”技術也日益成熟，在現代製造業中得到廣泛應用。具有代表性的計算機輔助設計製造應用軟件有國內品牌 CAXA實體設計、CAXA製造工程師，國外三個頂級軟件PrO/E、UG、 CATIA等。
2.“3D”技術應用
（1）三維實體（零件）設計：
應用“3D”技術不僅可以完成一般機械零件三維設計，同時可完成過去人工無法完成的帶有複雜異性麵的零件。隨著“3 D”技術的不斷發展，不僅可設計出結構複雜、形態多樣的三維機械零件，而且設計成本低、設計周期短。因而適應現代製造業全球化市場競爭空前加劇，需要生產產品的生命周期越來越短，產品創新速度越來越快的要求。