优质课一等奖初中综合实践活动《3D设计与打印技术的初步应用》

3D是什么？

3D是英文“3

Dimensions”的简称，中文是指三维，即有长、宽、高，就是立体的。什么是3D打印？

3D打印（3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。手工雕刻3D打印我们的班级名牌班牌设计步骤及要点：小组做好分工，每位同学都能发挥特长，积极参与创作；文件及时的做好保存。底牌结构：有个性，有创意，能体现班级特色；尺寸：大小合适、匀称。（长、宽、高<200毫米）；文字：明显，大小、位置和底牌相匹配。

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，1986年，美国科学家CharlesHull开发了第一台商业3D印刷机，2010年11月，美国JimKor团队打造的世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。这也是世界上首个3D打印的作品:3D打印飞机？是的你没有看错。空中客车公司成功造出了世界上首架利用3D打印技术制造的飞机，并在柏林航空展上亮相。打印出的这架小型无人机名为“索尔”(Thor)，全长不到4米，仅重21公斤，外形就像迷你版的空客客机。它是一架无人机，远比一般客机小得多。显然，打印一个遥控滑翔机模型，对于3D打印机来说再简单不过了。优势在于机身更轻便、可操作性更好。3D打印技术日渐成熟，连火箭也能3D打印制造。世界首个3D打印的火箭动力航天飞机于2014年10月11日由英国一个发烧友团队制出，他们还准备让这个世界上第一个打印出来的火箭升空。该团队队长海恩斯说，有了3D打印技术，要制造出高度复杂的形状并不困难。就算要修改设计原型，只要在计算机辅助设计的软件上做出修改，打印机将会做出相对的调整。这比之前的传统制造方式方便许多。2016年11月18日，搭乘2名中国航天员的神舟十一号载人飞船成功返回，这次太空上我们的宇航员在天宫舱内栽培了植物，其中使用到的装置就是3D打印技术。图中白色装置的固件，它使用的是尼龙材料，比较轻便，上面有两个器件，一个测量土壤中的水分和养分参数，另一个是植物生长后期在封闭情况下测量植物光合作用。

发明3D打印技术以来，该技术陆续在航天、交通、工业等领域都有所应用，不断刷新着人们的现有认知。3D技术越来越高端，也走进了我们的生活，比如可以打印出别墅，并且能够抗震。2016年6月29日，在北京通州的一个厂房内，诞生了世界上第一个用3D打印机打印的房屋，与之前国内外的3D打印建筑不同的是，这个别墅是打印机现场打印的，而不是提前打印好然后拼接。这栋已经建成的400平米两层别墅，真正的施工时间45天。墙体厚度250cm，高度两层，每层高3米，基础和墙体用钢筋20吨，全程由电脑程序操控，经检测其抗震级别达到八级以上。相较于传统的建筑形式，3D打印房屋没有原料的浪费，工业垃圾少，在很大程度上降低了工程总造价，节约去织模建模成本。2014年国庆期间，天安门广场的中心大花坛也首次采用了3D扫描、打印技术，通过先造出花篮模型，再按照1：20的空间比例放大，搭建实体花坛。图为2014年09月25日，北京天安门广场国庆主花坛建造完成，与游客见面。3D打印在医疗方面的运用也取得了惊人的效果，当地时间2015年1月21日，日本东京慈惠大学医院中，教授ToshiakiMorikawa展示用3D打印的人工肺，这种人工肺即使在医生外科操作中出现失误，造成了裂痕等，也没有关系，因为医生可以十分便捷的重新用3D打印机打印一个出来。这种人工肺柔软湿润，有完整的细胞和血管。并且会多用来给实习外科医生提高技能时使用。2016年8月31日消息，波兰一家3D打印公司为盲人妈妈带来了福音，他们成立了一个名为“无障碍的等待”的项目，目的就是通过3D打印技术将母亲子宫中的宝宝“复刻”出来，虽然她们无法通过B超看到自己未出生的宝宝，但是盲人妈妈可以提前触摸自己的宝贝，真实感十足。如果你是一名准妈妈，一定会保留宝宝的超声波照片，但是这已经落伍了。日本一家名为Fasotec的公司，推出了一项胎儿模型3D打印服务，可以根据妈妈腹中胎儿的超声波照片，打印独一无二的婴儿模型，并将其镶嵌在水晶中。简单的义肢打印其实已经可以实现，包括面部、四肢，都能够通过精确扫描，然后使用3D打印生成。相比此前的产品，这些3D打印义肢更符合用户的生物特征，看起来惟妙惟肖。2014年7月26日消息，美国中佛罗里达大学提供的照片显示，天生没有右臂的小男孩AlexPring通过3D打印技术安上了义肢，这也是他人生中第一次握住妈妈的手。此外，3D打印也打印过脊椎植入人体，打印心脏救活先心病婴儿等等。不仅人类，在动物身上3D打印也广泛运用，当地时间2016年8月10日，哥斯达黎加阿拉胡埃拉，ZooAve动物保护区的一只犀鸟在一场袭击中失去了大部分上喙部。缺失了上喙部，犀鸟就无法觅食，如果吃不到食物，这只鸟注定就会挨饿，所以保护中心工作人员为它安上了3D打印的新喙部，以后它就是牙口倍棒，吃嘛嘛香啦。对于吃货来说，利用一台3D食品打印机，可以制作出自己喜欢的美食是再美不过的事情了。喏，这位设计者结合了技术、食品、艺术和设计，研发了3D食品打印机。这款设备能够每天使用，用新鲜的食材打造众多美食。看来以后吃货们要注意了，一大波3D打印美食会慢慢靠近。打印食物可能是每个“吃货”的终极梦想了，目前已经可以实现了。这种3D打印的糖蛋糕，看上去就像艺术品一样精美，你还舍得吃它吗？很多女人深知，遇到一件很合身的衣服真是很不容易的事，用3D打印衣服，可谓是解决女人们挑选衣服时遇到困境的万能钥匙。当地时间2013年11月15日，法国巴黎就上演了一场别开生面的3D打印时装秀，可以说是时尚与科技的碰撞。不过这件3D打印的服装造型奇特，除了T台模特，还真想不出有谁会真正穿在身上。3D打印技术现在已经越来越普及了，不过如果你要打印一些不该打印的物品，那么或许就会惹上牢狱之灾。2013年11月，美国设计制造出世界首个3D打印金属手枪后，2014年5月，由于持有3D打印机制造的具有杀伤能力树脂制手枪，日本神奈川县警察将一名27岁大学职员居村佳知以违反刀枪法的罪名逮捕，县警察在没收了其手枪之后，检测出该手枪具有杀伤能力。据县警察透露，此次是国内首次没收由3D打印机制造的外形类似立体物件（3D打印机）的手枪。县内警方的科学搜查研究所鉴定，5把手枪中有2把可以发射子弹，并具有一定杀伤能力。但目前警方尚未发现适合此型号手枪的子弹。3D打印技术的兴起和发展,离不开3D打印材料的发展,目前我们看到的大部分3D打印作品的材料为塑料PLA，现在，一家公司发明了另一种更加环保的材料，用稻草提出的塑料，这是用大米和小麦的秸秆制成的，不仅价格好，大大节省了成本，而且具有同样的性能。2015年05月19日，江苏省扬州市工作人员展示了两件"秸秆3D打印"展品，一件是"地球仪"，上面，中华人民共和国的版图清晰可见，另外一件是"球立方"，空心的球形立方体，由一个个四方形"铜钱孔"构件连接而成，十分精妙。国外一家公司已经推出了基于3D打印的木吉他定制服务，你可以亲自设计所有的细节，不论多么复杂，3D打印机均能一一实现。这款超酷的龙爪手镯由Shapeways公司设计推出，使用3D打印机完成，你可以订购黄金、银、青铜、黄铜以及不锈钢等多种材质。除了戒指上的钻石不能打印之外，你完全可以自行在计算机上设计戒指的形状，打印出专属的订婚戒指。显然，3D打印技术十分适合打印艺术品或是玩具，比如这款Open3D打印相机项目，就是通过ABS塑料打印出真正可以拍出照片的单反相机，需要使用15小时打印出零件、1小时完成组装，通过自定义镜头环，可以兼容多种标准的单反镜头。稍微透露一下，它所拍摄的照片十分有味道。显然，3D打印技术十分适合打印艺术品或是玩具，比如这款Open3D打印相机项目，就是通过ABS塑料打印出真正可以拍出照片的单反相机，需要使用15小时打印出零件、1小时完成组装，通过自定义镜头环，可以兼容多种标准的单反镜头。稍微透露一下，它所拍摄的照片十分有味道。一些艺术家为了更好地研究历史文化，通过3D打印机将计算机渲染的哥特式艺术品草图，打印出实体，成为