西北大學(xué)買十幾臺縱維立方3D打印機，助力學(xué)生開發(fā)光敏樹脂

2025年4月10日，南極熊獲悉，美國西北大學(xué)材料科學(xué)與工程系采用了一種全新的實踐教學(xué)方法，用于培訓(xùn)學(xué)生的樹脂軟材料定制能力。Ryan Truby 教授的“MAT_SCI 331：軟材料”課程現(xiàn)已開設(shè) 3D 打印樹脂設(shè)計實驗室，學(xué)生可以在此創(chuàng)建和優(yōu)化自己的打印材料。學(xué)生團隊將使用十幾臺來自縱維立方Anycubic桌面樹脂 3D 打印機，為特定應(yīng)用開發(fā)定制樹脂配方。

△一張球隊拆卸的帶扣照片，采用定制樹脂3D打印而成。（圖片來源：Ryan Truby）

重新設(shè)計的課程要求學(xué)生制作能夠承受重載的功能性塑料扣。學(xué)員將通過六個強化實驗，重點關(guān)注3D打印、材料表征和機械測試。這種方法將理論概念與實際應(yīng)用相結(jié)合，讓學(xué)生親身體驗修改樹脂配方如何影響打印部件的性能。

△Anycubic 7寸10K Mono 4 Ultra光固化3D打印機，國內(nèi)售價約1600元

Anycubic的消費級LCD光固化3D打印機，憑借高質(zhì)量在全球范圍內(nèi)賣出了上百萬臺。

材料科學(xué)教育新模式

材料科學(xué)與工程系和機械工程系的瓊和唐納德·布魯爾初級教授和助理教授Truby 強調(diào)，實踐學(xué)習(xí)能夠?qū)⒒A(chǔ)工程概念與新興工程概念聯(lián)系起來。該課程的 3D 打印樹脂設(shè)計實驗室建立了將工程基礎(chǔ)與實際應(yīng)用相結(jié)合的模型。通過解決復(fù)雜的設(shè)計挑戰(zhàn)，學(xué)生不僅可以加深對材料科學(xué)的理解，還能增強他們?yōu)閷嶋H應(yīng)用設(shè)計材料的能力。

Truby 說道：“3D打印技術(shù)需要跨學(xué)科的材料科學(xué)與工程知識，涵蓋有機化學(xué)、聚合物物理學(xué)、流變學(xué)和力學(xué)，”特魯比說道。他擔任。該項目獲得了特魯比2023-24年度塞爾獎學(xué)金以及與喬納森·埃默里教授共同獲得的2023年度墨菲學(xué)會獎的支持。

學(xué)生們對這種實踐教學(xué)模式的體驗非常積極。三年級本科生Julia Wiater說道：“這門課大大超出了我的預(yù)期，提供的實踐經(jīng)驗遠超預(yù)期?！?/div>

她的同學(xué)Hayden Williams補充道：“我感覺自己擁有了很大的自主權(quán)，這很好，因為大多數(shù)其他實驗課程都側(cè)重于某個特定的測試或?qū)嶒??！?/div>

△學(xué)生團隊回顧他們的3D打印成果，并討論改進樹脂配方的后續(xù)步驟。JosephIMongane

Truby說：“在我的所有課程中，我都努力創(chuàng)造學(xué)習(xí)機會，讓學(xué)生能夠?qū)F(xiàn)有的工程基礎(chǔ)知識與成為現(xiàn)代工程師所必需的新興知識聯(lián)系起來。我還鼓勵學(xué)生將成功和失敗視為學(xué)習(xí)過程中不可或缺的一部分。傳統(tǒng)的課程不像實踐項目那樣，能夠讓學(xué)生從失敗中學(xué)習(xí)。”

Wiater回顧了課堂如何在她與同學(xué)們一起學(xué)習(xí)的同時培養(yǎng)了她解決問題的能力。Wiater說：“這門課程鼓勵我改進解決問題的方法，增強我的關(guān)鍵決策能力，并讓我能夠有效地向更廣泛的受眾傳達我的想法?！?/div>

在負責開發(fā)長篇實驗室的職責時，Evenchik 發(fā)現(xiàn)教學(xué)經(jīng)驗對于學(xué)生來說與學(xué)習(xí)經(jīng)驗同樣有價值。他說：“我學(xué)到的這些技能將會伴隨我未來的職業(yè)生涯。”

關(guān)于西北大學(xué)材料科學(xué)與工程系

西北大學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與工程系成立于60多年前，是世界上第一個材料科學(xué)學(xué)術(shù)系，至今仍處于該領(lǐng)域的前沿。我們的研究圍繞四個對社會至關(guān)重要的領(lǐng)域：能源材料、可持續(xù)材料、醫(yī)療材料以及用于材料發(fā)現(xiàn)和表征的人工智能。我們通過與西北大學(xué)內(nèi)部、國家實驗室、博物館和其他外部合作伙伴建立深入的跨學(xué)科合作伙伴關(guān)系來開展研究。這不僅為研究人員創(chuàng)造了理想的環(huán)境，也為學(xué)生創(chuàng)造了理想的環(huán)境，讓他們接觸到各種各樣的設(shè)施、實習(xí)和交流機會，以及一個引導(dǎo)他們進行研究轉(zhuǎn)化的創(chuàng)業(yè)環(huán)境。