3D打印技术在文创产品设计课程教学中的创新应用

该文结合文创产品设计课程的教学计划,论述3D打印技术从感知层面、理解层面、实践层面三大层面融入文创产品设计课程的创新性,提出将3D打印技术创新应用在文创产品设计教学中的相关策略,以深化学习者对文创产品设计流程的认知,激发学习者对文创产品设计课程的兴趣,增强学习者的创新能力。这不仅可拓展3D打印技术的应用范围,而且可为文创产品设计教学的创新改革增添新形式,为设计教育发展提供参考的新方向。

基于ChatGPT技术的翻转课堂实践研究⸺以机械设计与制造专业3D打印课程为例

翻转课堂作为一种颠覆传统教学理念的模式,已在全球范围内备受关注与应用。文章以机械设计与制造专业的3D打印课程为例,深入探讨了基于ChatGPT技术的翻转课堂的优势,分析了3D打印课程教学现存问题,并提出基于ChatGPT技术的3D打印课程翻转课堂实践。研究发现,学生的学习效果和兴趣得到显著提升,同时培养了他们的实践能力和创新思维;基于人工智能的翻转课堂提供了有益的实践经验,不仅有助于加深对教育领域中的ChatGPT技术的理解,也为机械设计与制造专业的教学提供了经验和借鉴。

3D金属打印机设计评价研究

为了使产品能够更好的满足企业的生产需求,进一步降低设计、制造过程中的成本风险,结合企业实际需求,针对3D金属打印机设计三个方案,并对设计方案进行评价排序。首先采用SET分析法通过问卷与访谈的形式获取用户需求,发现产品的市场机会缺口,然后使用AHP法确定指标元素,由专家打分建立判断矩阵,确定权重进而建立3D金属打印机设计的评价模型,最后使用组合赋权和TOPSIS法对3D金属打印机设计方案进行评价,并对三个方案进行排序,选择评分最高的作为最终的设计方案。结果表明,该方法能够更加快速、有效的确定最优设计方案,同时也为其他产品的创新设计提供了思路。

3D打印机换料装置设计

3D打印技术是利用三维设计的数据,通过3D打印设备,将一层层的材料堆积成实体原型。3D打印设备在打印过程中,需要不断地更换材料从而达到实现连续打印,虽然在现有技术中,3D打印机的换料装置,能够快捷地拆装换料槽,以便换料槽的清洗,但是这些方式每次换料时,都需要打开最外侧的料箱,才能通过换料斗向换料槽内部投入材料,进行换料时操作麻烦,不方便使用。文章以3D打印机的使用材料为切入点,以设备创新为依托,以增材制造技术为手段,开展换料结构的研究,为设备的结构优化设计与快速响应成型提供可靠的技术路径,对提高打印效率、减少换料时带来的环境污染等具有科学指导意义。

课程思政视角下“3D打印技术应用”课程建设

课程思政是提升课程教学质量的一个非常重要的途径。本文从课程思政视角对“3D打印技术应用”课程进行了全新设计,并在做好课程思政的基础上,向学生全面展现了3D打印的先进技术。

基于钛合金(TC4)材料的义齿逆向设计及3D打印技术分析

3D打印技术为义齿的设计和制造带来了新的思路和方法。逆向设计是3D打印技术的核心之一,可以根据患者的口腔模型反推设计方案,以确保义齿在功能、美学和稳定性等方面符合患者的需求。此外,3D打印技术还可以实现个性化制作,满足患者个体化需求。因此,对基于钛合金(TC4)材料的义齿逆向设计及3D打印技术进行了分析和研究。

基于椅旁设计和3D打印的数字化栅栏式微种植钉导板的应用研究

目的:评价通过椅旁设计和3D打印制作的数字化栅栏式微种植钉导板在微种植钉植入术中的应用效果。方法:选取需行微种植钉植入的患者15例,术前拍摄口腔颌面部锥形束CT(cone beam computed tomography,CBCT),使用数字化口内扫描仪获得口扫图像,应用3Shape Dental System软件将两者图像拟合后设计导环。导环文件和口扫图像导入Plasty CAD软件,完成栅栏式导板设计。使用椅旁3D打印设备打印导板,光固化后打磨抛光和试戴。在导板引导下植入微种植钉30颗。拍摄术后CBCT,与术前CBCT图像拟合,测量微种植钉实际植入与设计植入的偏差,包括角度偏差和位置偏差,进行精确度分析。测量实际植入的微种植钉与天然牙根的最小间距,评价植入安全性。观察微种植钉植入术后3个月内的固位情况,评价其稳定性。结果:数字化栅栏式导板引导下微种植钉实际植入与设计植入的角度偏差值为(1.25±3.41)°,微种植钉颈部、根部位置与设计植入的偏差值分别为(0.17±0.46)mm、(0.13±0.41)mm,两者比较差异无统计学意义(P>0.05)。30颗微种植钉与牙根均无接触,安全性Ⅰ级占86.67%,Ⅱ级占13.33%,无Ⅲ级病例。术后3个月内微种植钉均无松动记录,稳固率为100%。结论:数字化栅栏式微种植钉导板能有效提升植入的精确度、安全性和稳定性,椅旁设计和3D打印的制作方式便捷可靠,缩短了治疗周期,具有重要的应用价值。

基于正逆向设计结合的3D打印实践教学

以装配体零件为载体,以正逆向设计结合为思想,以项目式教学为依托的3D打印实践教学项目,引导学生自主创新,注重产品质量。实践过程中部分零件采用正向设计并打印制作成型,其余零件则采用逆向设计并打印制作成型,组装获得完整装配体。教学实施效果表明,实践环节中的产品废品率显著下降,同时学生的课堂参与度显著提升。基于正逆向设计结合的教学方法突破传统的3D打印实践教学思路,锻炼了学生项目管理、自主创新、主动思考解决问题等综合能力,贯彻落实了学生质量观意识的培养。

基于FDM工艺的多功能3D打印机结构设计

该文针对传统3D打印机对于零部件的打印精度、加工效率以及许多异形曲面结构打印难以达到加工需求,且设备在运作时还会发热振动,产生噪音等问题进行优化,采用Creo软件设计一种基于熔融沉积制造(FDM)工艺且具备打印、打磨、清扫功能的3D打印机,并对多个零部件3D模型进行仿真和力学分析,分析喷头的温度场分布及五孔连接盖板、脚垫支架的受力分布。结果表明,该设计可实现减少耗材,降低发热振动,有效提高打印精度,缩短打印时间,结构稳定合理,具有较好的推广应用价值。

计算机辅助设计3D打印经皮导板在股骨头坏死钻孔减压术中的可行性

目的探讨计算机辅助设计3D打印经皮导板在股骨头坏死钻孔减压术中的可行性及预后优势。方法选择2017年1月至2021年12月收治的80例股骨头坏死患者为研究对象,依据入院编号的奇偶性将其分为对照组(奇数)和观察组(偶数),各40例。对照组实施常规股骨头坏死钻孔减压术,观察组实施计算机辅助设计3D打印经皮导板的股骨头坏死钻孔减压术。比较两组的治疗效果。结果观察组的手术时长、住院时间短于对照组,透视次数、术中失血量、导针调整次数少于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后1、3、6个月,观察组的Harris评分、骨密度高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后2周,观察组的白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、C反应蛋白(CRP)水平低于对照组,白细胞介素-10(IL-10)水平高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后3个月,观察组的患肢内收、外展活动度大于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论计算机辅助设计3D打印经皮导板在股骨头坏死钻孔减压术中的效果明显,可降低手术损伤,促进患者术后关节功能恢复,具有重要的临床应用价值。

六自由度3D打印机平台的设计与分析

近年来,机器人学的发展打破了传统3D打印机打印位置的局限。多自由度的运动模式有更灵活的打印轨迹和更丰富的机构设计。本研究以基于Stewart并联机构的3D打印机械结构为研究对象,确定了并联机构的具体尺寸,对3D打印机主体框架进行结构设计,利用Solidworks建立机构平台的三维模型,并分析其运动轨迹,将模型导入Matlab软件进行运动学仿真分析,运用Ansys进行静力学分析。本研究可以在材料承载端提供六自由度的运动,为后续开发多自由度的打印机提供参考。

3D打印技术在舰船管系三维建模设计中的应用

为提升复杂结构舰船管系的设计灵活性,研究3D打印技术在舰船管系三维建模设计中的应用。利用CAD软件建立舰船管系的二维模型,依据舰船管系三角面片的交线段,确定舰船管系的点、线、面关系,将其转换为舰船管系三维模型。将舰船管系三维模型,导入切片软件中,利用切片引擎运行3D打印切片引擎增强处理算法,切片处理舰船管系三维模型,输出舰船管系三维模型的Gcode代码文件。将Gcode代码导入3D打印机,采用Z字填充法填充舰船管系3D打印材料,实现舰船管系模型的3D打印。实验结果表明,该方法可以精准打印舰船管系三维模型,打印结果的尺寸偏差小,提升了舰船管系设计的灵活性。

3D打印技术融入材料成型及控制工程课程教学改革的应用探索

“工业4.0”发展进程需要材料学作为支持,而材料学的发展需要高水平的课程体系,以及多学科知识的交叉融合。但目前材料成型及控制工程开设的课程体系与内容存在学生学习积极性与兴趣不足等问题,严重影响材料成型及控制工程专业课程教学成效。因此,应着重分析3D打印技术在材料成型及控制工程课程教学改革中应用优势,介绍3D打印技术在材料成型及控制工程课程教学改革中的融入途径,指出3D打印技术的应用实践,多方面结合共同提高课程教学改革效果,提高课程教学质量,以推动材料科学良好发展。

3D设计与打印技术在儿童发育性髋脱位矫形术中的应用

目的探讨3D设计与打印技术在儿童发育性髋脱位(DDH)矫形术中的应用效果。方法选取2020年1月至2021年9月宜春市人民医院收治的20例DDH患儿作为研究对象,根据治疗方式的不同分为研究组与对照组,每组10例。对照组采用常规手术治疗,研究组采用3D设计与打印技术进行手术治疗,比较两组围手术期指标、形态学参数、治疗前后Harris髋关节功能评分(Harris评分)及肢体运动功能[Fugl-Meyer肢体运动功能评分(FMA)]、治疗优良率及并发症发生情况。结果研究组手术时间短于对照组,术中出血量、辐射次数均少于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组股骨前倾角、髋臼短轴、髋臼长轴、髋臼表面积、髋臼容积比较差异均无统计学意义。治疗后,两组Harris、FMA评分均高于治疗前,且研究组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组Mackay临床评价分级、Severin髋关节X线分级优良率比较差异无统计学意义。两组并发症发生率比较差异无统计学意义。结论DDH手术治疗中应用3D设计与打印技术效果显著,可有效促进患儿术后髋关节功能与运动功能恢复。

基于3D打印技术的微波开关设计与实践

文章介绍了一种基于3D打印技术的R型波导开关的设计方法,并对影响微波开关性能指标的射频参数、切换时间进行了验证。验证结果表明,微波开关的射频指标无恶化,切换时间缩短,微波开关可靠性得到提升。通过3D打印技术的应用,减轻开关重量17%以上,生产周期缩短60%以上。文章论述了微波开关射频指标、切换时间的设计过程和验证结果,解决了X频段R型波导开关切换时间长和重量大的不足,为波导微波开关制造提供了一种新的途径。

微尺度3D打印柔性传感器创新实验设计与实践

介绍了一种利用微尺度3D打印柔性应变传感器的实验设计及实践,旨在培养学生的创新意识和实践能力,提高教学质量和水平。该实验借助微尺度3D打印技术,实现了传感器微型化和高精度制备,有效地提升了传感器的灵敏度和稳定性。在实践过程中,学生需要独立进行实验设计、制备和测试,注重实验数据的统计和分析,培养了学生的创新思维和实践操作能力。

数字优化设计结合3D打印技术在下胫腓联合损伤中骨隧道建立的应用

目的通过数字优化设计寻找下胫腓联合骨隧道最佳置入位置。方法选取西南医科大学附属中医医院95名下胫腓联合损伤患者的100个下胫腓联合CT资料,导入Mimics19.0软件中重建模型。在胫骨和腓骨之间进行虚拟钻孔并设计隧道叠加在重建模型上,作为虚拟模型。此外进行3D打印作为实际模型。分别测量8个参数,分别为骨隧道长度,胫骨隧道中心到胫骨前、后部的距离,腓外侧隧道中心到腓骨前、后部的距离,骨隧道胫骨侧点到内踝距离,骨隧道腓骨侧点到外踝距离以及骨隧道与水平面间夹角。结果比较了虚拟模型和实际模型的8个参数,测量结果间差异均不明显(P>0.05)。在解剖学层面上不同性别结果差异存在统计学意义(P<0.05),受累侧结果差异无明显统计学意义(P>0.05)。结论数字优化设计可以为下胫腓联合重建提供精准可靠的骨隧道,从而为手术提供良好的固定,帮助患者尽早恢复踝关节功能。

基于3D打印的模块化点阵结构创意装设计研究

为探索现代工业最新技术在创意装上的应用,以模块化及3D打印点阵结构为基础,提出了一种新的创意装设计思路及制造方法。首先建立了可多向扩展的单体模块几何设计框架及点阵结构连接单体的力学模型,分析它们的力学特性和设计制造可行性,再通过创意装三维模型构建平面结构图方法及3D打印技术,实现了创意装的设计与制造。结果表明:提出的单体模块结构可在空间任意方向扩展,点阵结构连接单体再用聚乳酸(PLA)3D打印组装后可保持稳定的结构与承载能力,能保证创意装的再设计与多样性制造,为新一代服装设计从材料、设计到制造流程等方面提供了一种新的多学科交叉融合范式。

儿童椅凳靠背的3D打印修复设计与实践

3D打印技术作为一项重要的增材制造技术,为制造业的快速高效发展带来了巨大的社会价值和经济效益,在产品设计和研发上也有着传统制造业无可比拟的优势。传统家具修复工艺复杂且耗时费力,而将3D打印技术与家具修复相结合,可以在一定程度上提高家具修复的效率并简化修复工艺。本研究通过探究3D打印技术在传统家具修复中的应用,旨在简化和改善传统家具修复过程的复杂性。同时,以破损的儿童椅凳靠背为例,创新修复设计了不同类型的靠背造型,并采用3D打印技术制造了多样的创新修复靠背,经过表面涂饰和性能测试,发现3D打印修复的椅凳靠背能够满足正常使用要求。研究结果证明,3D打印能够为家具修复提供自由灵活的修复策略,且非专业人士也能进行家具修复,从而延长家具的使用寿命。

3D数字化与C2M个性定制数字化课程建设路径探索——以高职服装与服饰设计专业为例

随着科技的不断进步,数字化技术逐渐成为各行各业发展的重要驱动力。在高职服装与服饰设计专业中建设3D数字化与C2M个性定制数字化课程,不仅能够快速、准确地获取消费者的个性化需求,还可以培养学生的创新思维和实践能力,让学生迅速适应市场需求的变化。因此,高职院校应重视3D数字化与C2M个性定制数字化课程,更新服装与服饰设计专业教材内容,加大设备投入,建立一支高质量的师资队伍,科学设置课程,加强实践教学,并深化校企合作,以此推动高职教育的可持续发展。