【正文】  摘 要：针对机械工程专业招生遇冷，笔者将社会关注热度颇高的3D打印技术引入至专业导论课堂，开展应用教学探索，旨在提高学生对专业前沿技术及发展前景的认识，以充分增强学生对专业的学习兴趣。
  关键字：3D打印 专业导论 应用教学  
  为了帮助新生对专业现状及发展前景的认识，诸多大学的教学计划中设立专业导论课程，学分在0.5~2不等，设立于入学第一学期。为更好吸引学生、增强学生的学习兴趣，导论课程重点讲授专业时髦的前沿科技及高端技术。3D打印作为制造技术的时髦者，已广泛应用于航空航天、建筑、医疗、机械制造等诸多领域，目前亦是社会关注的热点技术，因此可作为专业导论课程的重要素材。但如何将3D技术引至课堂并发挥其应用作用，值得探索。本论文以机械工程专业为例，对3D打印在导论课中的应用教学进行研究，具有一定的实际意义。
  1导论课的重要性
　　机械工程专业作为传统的工科专业，近些年在招生就业呈现出下滑趋势。究其原因在于家长及学生对专业的认识不够深入、以为未来的就业只集中在生产一线、他们嫌弃工作环境较差等等。这很大程度上影响学生的报考选择，从而导致机械工程专业招生遇冷。因此加强家长、学生对专业及其发展的认识，开设导论课程对其进行知识补充和专业教育极为关键。针对如何开展实效工作，笔者认为有以下途径：
　　①挑选该专业的前沿、高新素材（如3D打印技术、机器人技术）引入课堂
　　②用最通俗而非专业语言讲授高新技术
　　③引入创新创业优秀案例
　　④解读教学计划，特别是复合课群、素质拓展课群
  2 3D打印的课堂教学
　　面向新生的专业导教课堂，3D打印技术的介绍可集中在基本原理、高端应用领域、发展前景、发展方向等方面。3D打印基于分层切片原理，将制件在高度方向上以某一分层高度分成若干层，这样能得到若干个二维的截面轮廓，从而将三维模型转化成二维轮廓。然后再从制件底部依次往上逐层叠加成形，如图1所示。
　　    








  
  图1 3D打印的工艺原理图
　　3D打印名词于1993年MIT提出，经过近30年的发展，市场较成熟的种类有熔融沉积快速成型（FDM）、选择性激光烧结（SLS）、层叠实体制造（LOM）、光敏树脂固化成型（SLA）、3D打印共5类。3D打印与2D打印的区别在于：2D打印是二维平面上的平面叠加，3D打印则是高度方向上的立体叠加。
　　目前塑料3D打印工艺相对成熟，市场已经推出桌面级且价格较为便宜的塑料打印机，它通常采用单喷头技术，只能制造较为简单的制件。若制件具有复杂内腔或内部管路时，往往需要设置支撑而采用成形材料和支撑材料同时打印的双喷头结构，如图2所示。
　　为了拓展3D打印技术的工程实际应用领域，它有更高的强度等方面要求，因此各大高校和研究所的研究热点集中到金属3D打印技术上。现在已经能够打印的金属主要有钛合金、不锈钢、高强钢、高温合金等，主要采用高能束进行打印成形，如图3所示。中国商飞公司与西北工业大学联合攻关，早在2012年就完成C919飞机的中央翼缘条的大型钛合金结构件打印。
  





　　　

　　3D打印的高端发展就是4D打印。4D打印基于形状记忆合金材料，于2013年由美国MIT的研究员斯凯拉·蒂比茨提出，它比3D打印都有一个时间维度，制件打印后能够完成自我组装和变形，因此在军事作战、生物医疗等高端领域具有良好的应用前景。
　　目前，3D打印技术的成功案例和素材非常多，教师应充分搜集以丰富课堂教学，同时应抓住当前3D打印推广和发展的大好时机，开展3D打印技术的研究工作，将学生引入至项目开发中去。以项目驱动来推进教学相长，比如设计3D打印机结构、研发食品打印设备等等。3D打印技术作为导论课重要的教学模块，教学中应充分把握当代年轻人对新技术的热切渴求心理，将其顺利吸引至对专业课程的学习中去。
  3 3D打印的学生自学
　　自学作为大学课堂的重要延伸。新生应摆脱应试教育的老师压着学的传统模式，应充分发挥主观能动性，加强自我学习、主动学习的能力培养，这是大学的必修环节。诸如3D打印技术的自学建议如下：
　　①鼓励学生关注学科的前沿科技
　　②鼓励学生参加展览会及论坛、听取专家讲座
　　③鼓励学生养成查阅科技文献的习惯
　　④鼓励学生积极参加各类竞赛，以赛促学
　　⑤鼓励学生积极与教师沟通交流、培养学习兴趣
  项目资助：广东省机械工程及自动化专业综合改革试点项目资助
  作者简介:曾亮华（1984年-），男，讲师，研究方向：塑性成形及快速成形技术。