北方工業(yè)大學(xué)學(xué)生3D打印紀(jì)念鼎 慶賀母校七秩華誕

七十年薪火相傳，七十年儲才興邦；七十年奮發(fā)圖強(qiáng)，七十年碩果累累！2016年10月15日，北方工業(yè)大學(xué)將隆重舉辦建校七十周年慶典活動，這無疑是八萬多名海內(nèi)外校友和一萬多名在校師生共同的節(jié)日盛典。據(jù)南極熊了解，為了迎接這一天的到來，北方工業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新中心的青年創(chuàng)客們一個多月來一直加班加點的趕工，連國慶假期都沒有休息，他們正在盡洪荒（綿薄）之力為母校生日準(zhǔn)備3D打印的 “神秘賀禮”！隨著校慶日的臨近，這些“神秘大禮”漸露真容，下面讓南極熊帶大家先睹為快吧！

神秘大禮之一：3D打印紀(jì)念鼎，將作品升級為精品

鼎乃重要禮器，是青銅文化的代表，故時多采用鑄造法建造。北方工大學(xué)子獻(xiàn)禮校慶的紀(jì)念鼎，則完全運(yùn)用FDM 3D打印技術(shù)加工而成。經(jīng)過拋光、噴漆等后處理后，一座熠熠生輝的黃金大鼎矗立在眼前。此鼎高1.2米、長0.77米、寬0.55米，重15公斤。加工作時切分成40余塊分別3D打印，直接打印時間近600個小時，然后再粘結(jié)拼裝為整體。紀(jì)念鼎上打印有“鼎盛、鼎新”四個古體字，項目指導(dǎo)老師胡福文介紹說這是此鼎的文化內(nèi)涵，希望借此宣示學(xué)校70年校慶的主題“毓秀思源，啟航未來”，表達(dá)北方工大學(xué)子們祝福學(xué)校和校友“傳承鼎新、事業(yè)鼎盛”的意愿。

△校慶紀(jì)念鼎

制作如此大尺寸的3D打印作品，無疑是一個挑戰(zhàn)。主創(chuàng)之一閆東東同學(xué)印象深刻的是打印一塊厚度約5mm、面積約300mm×300mm的薄板形部件時，一開始采用平放姿態(tài)打印，因為打印面積比較大，打印了三四次都因為翹邊而失敗，這令伙伴們非常焦急。胡福文老師在分析模型后，建議調(diào)整打印擺放姿態(tài)，改為立式擺放打印。經(jīng)過試驗，打印質(zhì)量非常好，而且打印時間縮短了三分之一。閆東東同學(xué)說，類似的事情不勝枚舉，實踐出真知，創(chuàng)新是破解難題的捷徑，如何創(chuàng)新的發(fā)揮和挖掘3D打印技術(shù)的威力和潛力是值得深入研究和實踐的學(xué)問。

各部分打印完成后，進(jìn)行拼裝和后處理時，創(chuàng)客們更是“將工匠精神”發(fā)揮的淋漓盡致。主創(chuàng)之一姜鑫同學(xué)是位北方大男孩，身材高大，但是做起事來卻精益求精，追求完美，為了減小拼裝的縫隙，他不放過任何一個瑕疵，他對接縫處不厭其煩地打磨了一邊又一邊，力求完美無瑕。為了讓表面看起來更美觀，姜鑫同學(xué)更是研究了刷漆的工藝，現(xiàn)在無論是打底漆、刷面漆，還是噴清漆，他都成了行家里手。姜鑫同學(xué)說，3D打印后處理是令作品光鮮亮麗、栩栩如生的重要步驟之一，是將“作品”升級為“精品”的法寶，對于這款分塊打印、拼裝而成的紀(jì)念鼎定來說尤為重要。

△紀(jì)念鼎整體拼裝

鼎的主體部分制作完成后，為了讓鼎看起來更有文化內(nèi)涵，主創(chuàng)之一李夢迪同學(xué)進(jìn)一步設(shè)計了文字和竊曲紋。為了讓鼎口內(nèi)看起來不顯得空洞，他們又設(shè)計了一個旋轉(zhuǎn)展臺，這樣在展臺的上方可以擺放一些3D打印模型，從而整個鼎看起來既莊重典雅，又生動活潑，進(jìn)化成了一個有文化內(nèi)涵、有工匠氣質(zhì)、有科技含量的綜合展示平臺。

△主創(chuàng)人員合影

神秘大禮之二：3D打印校訓(xùn)樹，將不可能變成可能

北方工業(yè)大學(xué)“校訓(xùn)樹”雕塑矗立在學(xué)校小廣場上，是學(xué)校文化的標(biāo)志之一。校訓(xùn)樹是一顆抽象化的“大樹”，正面鑄有前國家領(lǐng)導(dǎo)人王光英題寫的“敦品勵學(xué)，才德并懋”校訓(xùn)，背面鑄有蘇適題寫的“嚴(yán)肅、嚴(yán)格、嚴(yán)謹(jǐn)”校風(fēng)。熏陶漸染，耳讀目染，青年學(xué)生對校訓(xùn)樹自然印象深刻，這無疑是他們創(chuàng)作的起點。正好機(jī)械學(xué)院的院領(lǐng)導(dǎo)動員在讀學(xué)生給返校校友制作一款獨(dú)特紀(jì)念品，表達(dá)新老校友之間的情誼傳承。就這樣，為機(jī)械學(xué)院近200名返校校友3D打印一款校訓(xùn)樹模型作為校慶留念的創(chuàng)意誕生了。使命是光榮的，創(chuàng)意是令人心動的，但是實現(xiàn)過程卻是艱巨的、曲折的。

△“校訓(xùn)樹”雕塑

首先制作數(shù)量200個，對于3D打印技術(shù)來說已經(jīng)屬于大批量定制了。而當(dāng)時確定該創(chuàng)作項目時，距離校慶僅剩半個月的時間。另外紀(jì)念鼎的打印工作還未完成，因此留給校訓(xùn)樹模型打印時間僅有10天。也就是說一天要打印20個校訓(xùn)樹模型，才能完成任務(wù)。

其次校訓(xùn)模型相對比較復(fù)雜，上面有文字、圖案，有大量微細(xì)結(jié)構(gòu)。模型切片處理后，單個模型完成打印竟然需要14個小時。假設(shè)實驗室10臺3D打印機(jī)同時工作，且打印成品率100%的話，單日打印20個校訓(xùn)樹模型，10天內(nèi)打印200個校訓(xùn)樹模型也是一項不可能完成的任務(wù)。

如何不負(fù)光榮使命，將“不可能”變?yōu)椤翱赡堋�，成了小伙伴們的一道必答題。項目主創(chuàng)之一強(qiáng)潤子同學(xué)提出，為了縮短打印時間，盡量減少支撐數(shù)量，可以對模型拆解優(yōu)化，分塊打印。項目主創(chuàng)之一呂麗梅同學(xué)提出可以適當(dāng)降低切片層高、降低填充密度，進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化切邊算法，從而既保證表面質(zhì)量又可以縮短加工時間。項目主創(chuàng)之一姜鑫提出，為了讓打印機(jī)的工作時間最大化，可以對10臺打印機(jī)的任務(wù)分配調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化排序。就這樣，伙伴們集思廣益、群策群力，敢于直面問題和困難，積極提出解決方案，努力和時間賽跑，將單個模型的打印時間從14個小時優(yōu)化為5個小時，“不可能”變成了現(xiàn)實，他們僅用了8天時間就完成了200個校訓(xùn)模型的批量制作任務(wù)。

△  校訓(xùn)樹模型

胡福文老師總結(jié)說，這次批量化作品創(chuàng)作不僅是對我們自己研制的3D打印機(jī)的嚴(yán)峻考驗，更是對我們3D打印工藝水平的全面檢驗，令人欣慰的是經(jīng)過大家的辛苦努力，特別是國慶節(jié)沒有休一天，成功完成了極限挑戰(zhàn)。這標(biāo)志著我們自己研制的FDM 3D打印機(jī)質(zhì)量是可靠的、穩(wěn)定的，標(biāo)志著我們初步掌握了大批量3D打印工藝的優(yōu)化機(jī)理。

西山不老，永定長流；如歌歲月，絢爛春秋。在母校七十年校慶之際，北方工業(yè)大學(xué)的學(xué)子們心懷感恩，精湛應(yīng)用3D打印技術(shù)，自覺開展創(chuàng)新創(chuàng)造活動，充分發(fā)揚(yáng)工匠精神，不僅為母校獻(xiàn)上了充滿感恩和承擔(dān)的紀(jì)念鼎，也為返校的校友備好了充滿傳承和深情的留念品。他們的工作必將為母校七秩華誕增添一抹亮色，他們也必將成為3D打印技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的生力軍。

學(xué)校里老師能帶領(lǐng)學(xué)生，利用3D打印機(jī)進(jìn)行創(chuàng)作是十分難得的，相信這些學(xué)生在其中都會收獲很多！其他學(xué)校都應(yīng)該參考學(xué)習(xí)，把3D打印機(jī)的價值充分發(fā)揮出來。