深度閱讀 ｜ 3D打印如何“煥新”高等教育？

來源：Ultimaker


現(xiàn)階段哪些技術(shù)對各層次和各學科教育產(chǎn)生的積極影響最大呢？投影儀、打印機、筆記本電腦、個人電腦？我們相信，十年后，任何提出這個問題的人都會毫不猶豫地加上3D打印機。

如果您是高等院校的教授或管理者，您一定迫切想要了解3D打印機能夠為學生和教師提供怎樣的幫助。本期文章Ultimaker將帶您了解 3D 打印如何影響并改變您的工作方式。

3D 打印機更易于使用、價格更親民
如果您之前覺得3D打印過于昂貴或使用局限性太多，難以派上用場，現(xiàn)在是時候改變這樣的觀念了。過去十年，3D打印技術(shù)取得了突飛猛進的發(fā)展，成本價格降低，但是功能性更加強大、質(zhì)量更可靠。

尤其是在熔絲制造（FFF）和立體光固化成型技術(shù)（SLA）方面，這些改變意味著價格已經(jīng)更加的親民，甚至于你可以實現(xiàn)以低于10年前一臺打印機的價格為整個實驗室配備即用的打印機。在某些情況下，一臺打印機的價格甚至可能比學生的一本教科書更便宜。

Fontys應用科學大學Objexlab的學生使用3D打印和其他技術(shù)

降低的不僅僅是價格，操作打印機所需要的專業(yè)知識水平也顯著下降。從前操作3D打印機所需的專業(yè)知識幾乎與設(shè)計和建造一臺打印機所需的專業(yè)知識一樣，而現(xiàn)如今的打印機更加的智能化和易于使用。

現(xiàn)在，只要能夠遵循使用說明并執(zhí)行一些基本故障排除操作，就可以操作3D打印機。您的學生無需訓練有素的專業(yè)人員指導也可以直接使用。此外，由于打印機的可靠性更高了，維護需求也大大降低。

為了盡可能簡化3D打印的使用流程，每次購買 Ultimaker 打印機，Ultimaker 都會提供 Ultimaker Academy的訪問權(quán)限。Ultimaker Academy的用戶可以查看專門制作的在線課程庫，里面的課程可以幫助新用戶了解如何操作使用我們的機器。如果您購買了 Ultimaker，您的員工和學生都能夠在課堂上輕松自如地使用機器。

3D打印是擁有更多功能的制造形式
使用Ultimaker 3D打印機時，材料的適配性很高。不僅支持不同性能的塑料材質(zhì)的耗材，還支持金屬、碳纖維長絲等材料。每款材料都有其獨特的性能，柔軟、剛性、耐熱或耐化學物質(zhì)等，根據(jù)自己的應用需求來選取適合自己的材料。

3D打印的應用領(lǐng)域非常廣泛，每個了解3D打印機功能的人都可以想象到它在工程或設(shè)計領(lǐng)域的用途。同時，3D打印也可以通過直觀且可信的方式幫助學生學習生物學、地理、數(shù)學等學科。3D打印是終極的跨學科技術(shù)，能夠快速的學生的發(fā)散性思維想象轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實。

以托馬斯杰斐遜大學的健康設(shè)計實驗室為例，該實驗室使用3D打印機來幫助臨床醫(yī)生、學生和患者。他們意識到可以將患者的CAT掃描和MRI轉(zhuǎn)換為3D打印模型，這樣外科醫(yī)生能夠在做手術(shù)之前，直觀的對患者的人體模型進行檢查。

讓學生接觸3D打印并產(chǎn)生興趣
3D 打印可以將理論課題和頁面上的文字轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛴|摸到的有形實物。一旦賦予你的學生這種力量，他們最終會創(chuàng)造出令人驚嘆的東西，學生們在這個過程中展現(xiàn)的熱情，也會讓你驚訝。

以積極方式引導學生熱情的優(yōu)秀案例之一是紐約大學工學院的3D打印骨科技術(shù)研究團隊。他們的目標是為患有腦癱等退行性肌肉疾病的兒童設(shè)計和定制低成本3D打印矯形支架。該團隊是一個垂直整合項目 (VIP)，參與其中的學生可以獲得學位課程學分，同時為長期可持續(xù)研究項目做出貢獻。

垂直整合項目 (VIP)的學生在 2018 年研究博覽會上展示使用3D打印制造的生物醫(yī)學設(shè)備

3D打印讓創(chuàng)新更進一步
完美的創(chuàng)新秘訣在于主動的讓用戶接觸到多功能的技術(shù)。3D打印可以應用于各種活動，包括開創(chuàng)性課程、跨學科合作和高級研究項目。借助3D打印技術(shù)，許多初創(chuàng)公司在校園里如雨后春筍般涌現(xiàn)。

PROTECT3D就是一家抓住并充分利用了3D打印技術(shù)的定制運動裝備公司，這家公司由前杜克大學橄欖球運動員創(chuàng)立，通過掃描球員的人體結(jié)構(gòu)，利用掃描結(jié)果來設(shè)計和打印防護裝備。

PROTECT3D的故事非常鼓舞人心，該公司起源于一個暖心的故事，杜克大學四分衛(wèi) Daniel Jones 的鎖骨骨折了，不得不接受矯正手術(shù)。他當時的隊友Kevin Gehsmann和Clark Bulleit看到了利用3D打印的機會，設(shè)計并打印了一個可以保護Daniel鎖骨的護墊，讓他在短短3周內(nèi)就重返賽場。

Kevin和Clark得以發(fā)現(xiàn)問題、提出創(chuàng)新型的解決方案，并使用該解決方案創(chuàng)辦了一家公司。該公司在職業(yè)橄欖球大聯(lián)盟（NFL）的1st & Future Pitch Competition中贏得了50,000美元的獎金，還與眾多專業(yè)運動隊和組織建立了合作。

PROTECT3D和其它同類型的公司證明，在早期引入3D打印技術(shù)，可以在校園內(nèi)外對學生產(chǎn)生真正積極的影響。

3D 打印的靈活性超乎你的想象
新冠肺炎疫情凸顯了3D打印技術(shù)以前被低估的一個方面。它對嚴重的系統(tǒng)性突發(fā)事件具有很強的應對力。

3D打印機不需要大量人員操作。桌面打印機結(jié)構(gòu)緊湊，安裝位置靈活，并且沒有任何復雜的安裝要求，您只需要一個電源和一些打印耗材。這意味著目前擁有3D打印能力的機構(gòu)能夠在整個疫情期間保持打印機正常運行。打印機可以移動到單獨的教室中，滿足保持社交距離的要求。打印件可以遠程發(fā)送至打印機或打印機操作員，然后由學生在打印完成后取走或派發(fā)給學生。在某些情況下，學生甚至可以將打印機帶回家。

因此，如果您正考慮建立3D打印實驗室，或者在您的創(chuàng)客空間或教室中添加一兩臺3D打印機，請放心，只要它們得到適當?shù)木S護和負責任的操作，即使處在最動蕩的環(huán)境中，您的新打印機都將繼續(xù)運行。

而且，即使世界沒有受到全球性疫情的威脅，3D打印機的靈活性也非常高，它們可以被帶到最需要它們的地方。加州大學舊金山分校就成功實現(xiàn)了這一點。