深度阅读 ｜ 3D打印如何“焕新”高等教育？

来源：Ultimaker


现阶段哪些技术对各层次和各学科教育产生的积极影响最大呢？投影仪、打印机、笔记本电脑、个人电脑？我们相信，十年后，任何提出这个问题的人都会毫不犹豫地加上3D打印机。

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打印机能够为学生和教师提供怎样的帮助。本期文章Ultimaker将带您了解 3D 打印如何影响并改变您的工作方式。

3D 打印机更易于使用、价格更亲民
如果您之前觉得3D打印过于昂贵或使用局限性太多，难以派上用场，现在是时候改变这样的观念了。过去十年，3D打印技术取得了突飞猛进的发展，成本价格降低，但是功能性更加强大、质量更可靠。

尤其是在熔丝制造（FFF）和立体光固化成型技术（SLA）方面，这些改变意味着价格已经更加的亲民，甚至于你可以实现以低于10年前一台打印机的价格为整个实验室配备即用的打印机。在某些情况下，一台打印机的价格甚至可能比学生的一本教科书更便宜。

Fontys应用科学大学Objexlab的学生使用3D打印和其他技术

降低的不仅仅是价格，操作打印机所需要的专业知识水平也显著下降。从前操作3D打印机所需的专业知识几乎与设计和建造一台打印机所需的专业知识一样，而现如今的打印机更加的智能化和易于使用。

现在，只要能够遵循使用说明并执行一些基本故障排除操作，就可以操作3D打印机。您的学生无需训练有素的专业人员指导也可以直接使用。此外，由于打印机的可靠性更高了，维护需求也大大降低。

为了尽可能简化3D打印的使用流程，每次购买 Ultimaker 打印机，Ultimaker 都会提供 Ultimaker Academy的访问权限。Ultimaker Academy的用户可以查看专门制作的在线课程库，里面的课程可以帮助新用户了解如何操作使用我们的机器。如果您购买了 Ultimaker，您的员工和学生都能够在课堂上轻松自如地使用机器。

3D打印是拥有更多功能的制造形式
使用Ultimaker 3D打印机时，材料的适配性很高。不仅支持不同性能的塑料材质的耗材，还支持金属、碳纤维长丝等材料。每款材料都有其独特的性能，柔软、刚性、耐热或耐化学物质等，根据自己的应用需求来选取适合自己的材料。

3D打印的应用领域非常广泛，每个了解3D打印机功能的人都可以想象到它在工程或设计领域的用途。同时，3D打印也可以通过直观且可信的方式帮助学生学习生物学、地理、数学等学科。3D打印是终极的跨学科技术，能够快速的学生的发散性思维想象转化为现实。

以托马斯杰斐逊大学的健康设计实验室为例，该实验室使用3D打印机来帮助临床医生、学生和患者。他们意识到可以将患者的CAT扫描和MRI转换为3D打印模型，这样外科医生能够在做手术之前，直观的对患者的人体模型进行检查。

让学生接触3D打印并产生兴趣
3D 打印可以将理论课题和页面上的文字转变为能够触摸到的有形实物。一旦赋予你的学生这种力量，他们最终会创造出令人惊叹的东西，学生们在这个过程中展现的热情，也会让你惊讶。

以积极方式引导学生热情的优秀案例之一是纽约大学工学院的3D打印骨科技术研究团队。他们的目标是为患有脑瘫等退行性肌肉疾病的儿童设计和定制低成本3D打印矫形支架。该团队是一个垂直整合项目 (VIP)，参与其中的学生可以获得学位课程学分，同时为长期可持续研究项目做出贡献。

垂直整合项目 (VIP)的学生在 2018 年研究博览会上展示使用3D打印制造的生物医学设备

3D打印让创新更进一步
完美的创新秘诀在于主动的让用户接触到多功能的技术。3D打印可以应用于各种活动，包括开创性课程、跨学科合作和高级研究项目。借助3D打印技术，许多初创公司在校园里如雨后春笋般涌现。

PROTECT3D就是一家抓住并充分利用了3D打印技术的定制运动装备公司，这家公司由前杜克大学橄榄球运动员创立，通过扫描球员的人体结构，利用扫描结果来设计和打印防护装备。

PROTECT3D的故事非常鼓舞人心，该公司起源于一个暖心的故事，杜克大学四分卫 Daniel Jones 的锁骨骨折了，不得不接受矫正手术。他当时的队友Kevin Gehsmann和Clark Bulleit看到了利用3D打印的机会，设计并打印了一个可以保护Daniel锁骨的护垫，让他在短短3周内就重返赛场。

Kevin和Clark得以发现问题、提出创新型的解决方案，并使用该解决方案创办了一家公司。该公司在职业橄榄球大联盟（NFL）的1st & Future Pitch Competition中赢得了50,000美元的奖金，还与众多专业运动队和组织建立了合作。

PROTECT3D和其它同类型的公司证明，在早期引入3D打印技术，可以在校园内外对学生产生真正积极的影响。

3D 打印的灵活性超乎你的想象
新冠肺炎疫情凸显了3D打印技术以前被低估的一个方面。它对严重的系统性突发事件具有很强的应对力。

3D打印机不需要大量人员操作。桌面打印机结构紧凑，安装位置灵活，并且没有任何复杂的安装要求，您只需要一个电源和一些打印耗材。这意味着目前拥有3D打印能力的机构能够在整个疫情期间保持打印机正常运行。打印机可以移动到单独的教室中，满足保持社交距离的要求。打印件可以远程发送至打印机或打印机操作员，然后由学生在打印完成后取走或派发给学生。在某些情况下，学生甚至可以将打印机带回家。

因此，如果您正考虑建立3D打印实验室，或者在您的创客空间或教室中添加一两台3D打印机，请放心，只要它们得到适当的维护和负责任的操作，即使处在最动荡的环境中，您的新打印机都将继续运行。

而且，即使世界没有受到全球性疫情的威胁，3D打印机的灵活性也非常高，它们可以被带到最需要它们的地方。加州大学旧金山分校就成功实现了这一点。