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3D打印创客实验室 / LABORATORY
3D打印实验室建设方案
       3D打印在教育领域的价值体现,很重要的一方面是3D打印可以实现学生的创意,可以提高学生的实践动手创造能力。学生能够借助外在的软硬件工具将自己的想法展现出来,能够激发学生的学习兴趣,培养探索、创新的能力,这也是创建3D打印创新实验室的初衷。目前,对于创建3D打印实验室,很多学校的做法就是买几台桌面级3D打印机摆放在那里,这是远远不够的,还需要其他硬件和软件的配合。
       3D打印实验室只是一个教学平台“工具”,学生要能够利用这个“工具”把自己的创意表达出来,所以这个“工具”的功能要齐全,要尽可能的创作的需求。其次,3D打印实验室里通常是许多学生一起使用许多台的机器,这也涉及到流程、文件管理和安全的问题,我们不应该让学生把主要精力花在了如何使用机器上,让那些反反复复的重复性的工作消耗大量的时间,转移了学生的注意力。
       针对目前3D打印实验室构建过程中出现的一些问题,并结合公司在以往创建3D打印实验室过程中积累的经验,广州AG亚游集团电子科技有限公司推出如下创建方案:

 
3D打印机:3D打印属于增材制造技术,对于学校的3D打印创新实验室而言,一般选用桌面级3D打印机比较合适,多选用桌面级FDM 3D打印机,这种机器的优点是耐用、使用成本低,使用简单方便;如果对机器的精度方面有要求,也可以适当增加一些桌面级SLA机器。以下是这两种机器的图片和打印的一些样品照片:


桌面型雕刻机(CNC):CNC使用的技术属于减材制造技术。桌面型雕刻机是一种小型化的三轴数控雕刻机床,数控雕刻机床(CNC)本是工业生产中应用的机械加工设备,功能广泛、加工精度高,本公司的桌面型CNC是一种体积小型化、软硬件集成化、操作简单化的适用于学:痛纯偷娜崾氐窨袒。使用起来很简单,不需要专业的知识技能。
       3D打印机打印的材料种类单一,一般就是一两种塑料,而且打印时间较长。桌面型CNC能够加工所有的塑料、木头、铝材,使用的材料种类丰富,而且通常的加工速度要比3D打印机快很多。桌面级CNC弥补了3D打印的很多不足,前者属于减材制造,后者属于增材制造,二者结合在一起,优势互补,基本上能够满足学生创新学习的所有要求。机器的图片和加工出的作品图片如下:

 

3D扫描仪:3D扫描仪通过非接触式测量方法能够得到被扫描物体的三维模型图,学生可以在得到的三维图形的基础上加以重构,这是一种获取3D模型的方法。3D打印是利用三维模型图打印出三维的实体,而3D扫描仪是通过实体得到三维图形文件,相对于3D打印而言这是一个逆向过程,二者相互补充,形成从虚拟到现实,从现实到虚拟的闭环。教育领域通常使用桌面型的3D扫描仪就可以了,这类扫描仪使用方便、操作简单、功能强大。
机器人:机器人是高级整合控制论、计算机、机械电子、材料等学科的产物。随着创新工程教育成为时代的主题,机器人的工程教育显得越来越重要。机器人实验室的创建是实施机器人工程教育的基。魅耸笛槭业拇唇ǹ梢圆扇⊙蚪ソ姆绞,首先让学生通过对简单和典型的工程系统对象的认知或拆装,了解工程系统对象的基本组成;其次,通过让学生亲自设计、焊接、调试和组装系统中的典型模块,到最后完成系统控制,全面掌握工程系统的安装、维护、建模、分析、设计和调试等方法。让学生能够自主的发挥自己的创造才能。


 
3D打印管理软件—3DPrinterOS:通常,我们使用一台3D打印机的操作流程是:先画好三维图形文件、然后导入3D打印机附带的切片软件中调整、设置,切片生成代码文件,再将代码文件存入SD卡,插入机器中开始打印。我们需要不断地重复这个过程。对于,作为教育用途的3D打印实验室而言,通常会有多个品牌多种型号的机器,每种机器使用的软件通常是不一样的,学生在学习过程中就需要学习所有机器对应的软件,并且每台机器只能识别其对应的软件生成的文件,当学生拿着SD卡,在不同的机器间变换的时候,太容易出错了。而且,众多的学生,众多的打印文件都缺乏有效的统一的管理,教学过程中经常会出现混乱不堪的状态。学生的精力也都浪费在了这些繁琐的事情上。

3DPrinterOS是3D打印管理软件,被称作3D打印界的Windows,它是基于云计算和IT安全技术,由美国3D Control System公司开发的,该公司的投资者包括微软等众多投资机构。3DPrinterOS的功能如下:

3DPrinterOS支持目前市面上几乎所有的主流3D打印机,我们只需要在该云平台上注册帐号,简单设置一下,3D打印机就能连接入3DPrinterOS平台,我们能够上传、编辑、修复打印文件,点击一下鼠标就能将文件传入3D打印机进行打。
即使我们拥有很多台不同品牌不同型号的3D打印机,每台3D打印机都需要使用不同的切片软件,不用担心,只要将3D打印机连接入3DPrinterOS平台,我们就能一个人操控所有的3D打印机,并且使用的是3DPrinterOS的同一个操作界面,界面上的各个功能也完全一样,3D打印机自身配备的切片软件根本不需要使用,也无需来回切换。
更重要的是,3DPrinterOS是一个管理软件,针对学校教育的3DPrinterOS软件,学生不仅自己能管理自己的打印文件和打印项目,追踪和查看所有的未打印和已打印的文件包含的信息。老师或者管理者也能够对机器的使用许可、使用人权限、学生的打印文件实施管理,能够利用电脑、平板、手机等工具随时随地的监控、干预学生的打印文件和过程。
排队打印功能。学生提交到平台上的待打印文件,3DPrinterOS会自动按照先后顺序排队,等候打印。
在3DPrinterOS平台里,所有机器的运行数据,使用人的打印数据(包括打印的文件、数量、时间、成功率等)都会安全的保存在后台,不会被泄露和窃。匾氖3DPrinterOS能够按照使用者或者管理者的要求生成报告,以供参考和决策。
简化打印流程,减少重复性的工作,大大降低了3D打印机的使用门槛,使3D打印变得很容易,同时也提高了工作效率,节省了时间和成本。使老师和学生能够集中精力于教学之中,而无需花费太多精力在操作机器上,机器本身只是工具而已。
3D画图软件:要使用3D打印机,必须先画好3D模型图,有了模型图,3D打印机才能打印出模型图对应的实体。3D模型图是用3D建模软件制作的,学习3D建模软件的使用方法,是使用3D打印机和创新创作的基础。我公司有多种3D建模软件,有适合小学生和初学者使用的简单易学的软件,也有功能强大、相对复杂适合大专院校专业的学科使用的软件。
 
样品展示区:样品展示区对于3D打印实验室而言还是必不可少的,既能向外界展示本实验室的特色和成果,也能提升整个实验室的视觉效果。
 
电脑:3D打印实验室的运行,需要使用一些软件,电脑是必不可少的。因为我们有了3DPrinterOS管理软件,一台电脑就能控制很多台机器,所以不需要每台3D打印机都配备一台电脑。根据不同的用户使用要求而定。
 
其他辅助教学设备:如教学一体机、投影仪等。
 
相关课程:3D打印机、3D扫描仪等硬件设备和软件的使用培训课程。