北方工业大学学生3D打印纪念鼎 庆贺母校七秩华诞

七十年薪火相传，七十年储才兴邦；七十年奋发图强，七十年硕果累累！2016年10月15日，北方工业大学将隆重举办建校七十周年庆典活动，这无疑是八万多名海内外校友和一万多名在校师生共同的节日盛典。据南极熊了解，为了迎接这一天的到来，北方工业大学大学生创新中心的青年创客们一个多月来一直加班加点的赶工，连国庆假期都没有休息，他们正在尽洪荒（绵薄）之力为母校生日准备3D打印的 “神秘贺礼”！随着校庆日的临近，这些“神秘大礼”渐露真容，下面让南极熊带大家先睹为快吧！

神秘大礼之一：3D打印纪念鼎，将作品升级为精品

鼎乃重要礼器，是青铜文化的代表，故时多采用铸造法建造。北方工大学子献礼校庆的纪念鼎，则完全运用FDM 3D打印技术加工而成。经过抛光、喷漆等后处理后，一座熠熠生辉的黄金大鼎矗立在眼前。此鼎高1.2米、长0.77米、宽0.55米，重15公斤。加工作时切分成40余块分别3D打印，直接打印时间近600个小时，然后再粘结拼装为整体。纪念鼎上打印有“鼎盛、鼎新”四个古体字，项目指导老师胡福文介绍说这是此鼎的文化内涵，希望借此宣示学校70年校庆的主题“毓秀思源，启航未来”，表达北方工大学子们祝福学校和校友“传承鼎新、事业鼎盛”的意愿。

△校庆纪念鼎

制作如此大尺寸的3D打印作品，无疑是一个挑战。主创之一闫东东同学印象深刻的是打印一块厚度约5mm、面积约300mm×300mm的薄板形部件时，一开始采用平放姿态打印，因为打印面积比较大，打印了三四次都因为翘边而失败，这令伙伴们非常焦急。胡福文老师在分析模型后，建议调整打印摆放姿态，改为立式摆放打印。经过试验，打印质量非常好，而且打印时间缩短了三分之一。闫东东同学说，类似的事情不胜枚举，实践出真知，创新是破解难题的捷径，如何创新的发挥和挖掘3D打印技术的威力和潜力是值得深入研究和实践的学问。

各部分打印完成后，进行拼装和后处理时，创客们更是“将工匠精神”发挥的淋漓尽致。主创之一姜鑫同学是位北方大男孩，身材高大，但是做起事来却精益求精，追求完美，为了减小拼装的缝隙，他不放过任何一个瑕疵，他对接缝处不厌其烦地打磨了一边又一边，力求完美无瑕。为了让表面看起来更美观，姜鑫同学更是研究了刷漆的工艺，现在无论是打底漆、刷面漆，还是喷清漆，他都成了行家里手。姜鑫同学说，3D打印后处理是令作品光鲜亮丽、栩栩如生的重要步骤之一，是将“作品”升级为“精品”的法宝，对于这款分块打印、拼装而成的纪念鼎定来说尤为重要。

△纪念鼎整体拼装

鼎的主体部分制作完成后，为了让鼎看起来更有文化内涵，主创之一李梦迪同学进一步设计了文字和窃曲纹。为了让鼎口内看起来不显得空洞，他们又设计了一个旋转展台，这样在展台的上方可以摆放一些3D打印模型，从而整个鼎看起来既庄重典雅，又生动活泼，进化成了一个有文化内涵、有工匠气质、有科技含量的综合展示平台。

△主创人员合影

神秘大礼之二：3D打印校训树，将不可能变成可能

北方工业大学“校训树”雕塑矗立在学校小广场上，是学校文化的标志之一。校训树是一颗抽象化的“大树”，正面铸有前国家领导人王光英题写的“敦品励学，才德并懋”校训，背面铸有苏适题写的“严肃、严格、严谨”校风。熏陶渐染，耳读目染，青年学生对校训树自然印象深刻，这无疑是他们创作的起点。正好机械学院的院领导动员在读学生给返校校友制作一款独特纪念品，表达新老校友之间的情谊传承。就这样，为机械学院近200名返校校友3D打印一款校训树模型作为校庆留念的创意诞生了。使命是光荣的，创意是令人心动的，但是实现过程却是艰巨的、曲折的。

△“校训树”雕塑

首先制作数量200个，对于3D打印技术来说已经属于大批量定制了。而当时确定该创作项目时，距离校庆仅剩半个月的时间。另外纪念鼎的打印工作还未完成，因此留给校训树模型打印时间仅有10天。也就是说一天要打印20个校训树模型，才能完成任务。

其次校训模型相对比较复杂，上面有文字、图案，有大量微细结构。模型切片处理后，单个模型完成打印竟然需要14个小时。假设实验室10台3D打印机同时工作，且打印成品率100%的话，单日打印20个校训树模型，10天内打印200个校训树模型也是一项不可能完成的任务。

如何不负光荣使命，将“不可能”变为“可能”，成了小伙伴们的一道必答题。项目主创之一强润子同学提出，为了缩短打印时间，尽量减少支撑数量，可以对模型拆解优化，分块打印。项目主创之一吕丽梅同学提出可以适当降低切片层高、降低填充密度，进一步改进优化切边算法，从而既保证表面质量又可以缩短加工时间。项目主创之一姜鑫提出，为了让打印机的工作时间最大化，可以对10台打印机的任务分配调度进行优化排序。就这样，伙伴们集思广益、群策群力，敢于直面问题和困难，积极提出解决方案，努力和时间赛跑，将单个模型的打印时间从14个小时优化为5个小时，“不可能”变成了现实，他们仅用了8天时间就完成了200个校训模型的批量制作任务。

△  校训树模型

胡福文老师总结说，这次批量化作品创作不仅是对我们自己研制的3D打印机的严峻考验，更是对我们3D打印工艺水平的全面检验，令人欣慰的是经过大家的辛苦努力，特别是国庆节没有休一天，成功完成了极限挑战。这标志着我们自己研制的FDM 3D打印机质量是可靠的、稳定的，标志着我们初步掌握了大批量3D打印工艺的优化机理。

西山不老，永定长流；如歌岁月，绚烂春秋。在母校七十年校庆之际，北方工业大学的学子们心怀感恩，精湛应用3D打印技术，自觉开展创新创造活动，充分发扬工匠精神，不仅为母校献上了充满感恩和承担的纪念鼎，也为返校的校友备好了充满传承和深情的留念品。他们的工作必将为母校七秩华诞增添一抹亮色，他们也必将成为3D打印技术创新应用的生力军。

学校里老师能带领学生，利用3D打印机进行创作是十分难得的，相信这些学生在其中都会收获很多！其他学校都应该参考学习，把3D打印机的价值充分发挥出来。