3D打印怎么學(xué),？聽麻省理工怎么說

產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)變得越來越容易同時(shí)也越來越快,，更優(yōu)秀的軟件工具通過增材制造的方式推動(dòng)制造業(yè)革命,。工程師和設(shè)計(jì)師往往持續(xù)獲取最新的設(shè)計(jì)概念,，以保證他們公司的技術(shù)前沿地位,。那么3D打印職業(yè)教育如何開展,？激光,、機(jī)械、仿真,、建模,、材料等從何處入手？讓我們一起領(lǐng)略麻省理工的3D打印職業(yè)教育課程,。

圖片：MIT CSAIL打印的感應(yīng)器組件

麻省理工學(xué)院的3D打印職業(yè)教育是新開展的課程,，教授Wojciech Matusik和Justin Solomon正在打造面向未來工作所需的3D打印和設(shè)計(jì)技巧。
這個(gè)職業(yè)課程在今年六月的麻省理工學(xué)院的校園里進(jìn)行,，課程將探討新興的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具的廣泛使用,，增材制造技術(shù)不僅可以讓CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新形狀被直接創(chuàng)造出來，還有助于加快概念設(shè)計(jì),，縮短設(shè)計(jì)迭代過程,。隨著新的基于云的協(xié)同CAD軟件發(fā)展趨勢(shì)，將允許在云中直接進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì),。

圖片：MIT帶機(jī)器視覺的復(fù)合材料打印系統(tǒng)

根據(jù)麻省理工學(xué)院教授的說法,，“制造業(yè)正在經(jīng)歷一個(gè)重大轉(zhuǎn)變”，具體來說,，“除了大批量制造外,，現(xiàn)代制造業(yè)正變得數(shù)字化和按需定制�,！�
麻省理工一周的職業(yè)教育課程核心內(nèi)容是先進(jìn)的CAD系統(tǒng),，包括如何建立內(nèi)部協(xié)作體系以及如何在實(shí)踐中使用這些技巧。幾十年來,，設(shè)計(jì),、制造和成本都“住在一個(gè)屋檐下”，理解這三者之間的關(guān)聯(lián)十分重要,。對(duì)于增材制造來說,，尤其需要考慮這三者的相互影響因素。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要幾個(gè)星期或幾個(gè)月才能實(shí)現(xiàn)和制造,。增材制造周期有時(shí)很快,，設(shè)計(jì)故障有時(shí)候隔夜就可以立即識(shí)別。這些設(shè)計(jì),、制造和成本的迭代發(fā)生的那么快,，可以相互借鑒和融合成一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法論。
麻省理工的培訓(xùn)還突出了各種材料的虛擬仿真,，自動(dòng)設(shè)計(jì)的數(shù)值優(yōu)化,，并考慮到與制造硬件接口。培訓(xùn)課程從CAD模型的不同類型開始，包括對(duì)需要制造的模型進(jìn)行仿真模擬,。培訓(xùn)課程針對(duì)汽車行業(yè),、機(jī)器人、航空航天,、國(guó)防,、機(jī)械工程、產(chǎn)品設(shè)計(jì),、船舶制造,、生物醫(yī)學(xué)工程、制造和修復(fù)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)者,。
設(shè)計(jì)周期不是線性的,，在每個(gè)設(shè)計(jì)階段你都面臨很多選擇。設(shè)計(jì)迭代取決于哪些參數(shù)必須優(yōu)化,。例如,，當(dāng)交貨時(shí)間緊迫的時(shí)候，你可能需要降低產(chǎn)品高度,，且考慮多光束的加工條件,，并通過獨(dú)特的設(shè)計(jì)減少后處理步驟的需要,。
增材制造需要考慮兩種類型的CAD模型,，一種是最終的幾何形狀，包括基準(zhǔn)的確定,、加工尺寸公差要求,、表面光潔度要求等。另一個(gè)同樣重要的CAD模型是供3D打印設(shè)備識(shí)別加工的模型,，這個(gè)模型中可補(bǔ)孔,、可增加支撐結(jié)構(gòu)、增加加工余量,。
此外,，不同的后處理步驟取決于所使用的材料和技術(shù)。例如,，電子束熔化（EBM）技術(shù),，則不需要消除應(yīng)力或機(jī)械分離零件與基臺(tái)，但確實(shí)需要去除部分燒結(jié)粉末,。激光粉末床融化（LPBF）技術(shù)則需要消除應(yīng)力,，并通常需要通過電火花線切割或鋸帶過程將零件從基臺(tái)板上拆卸下來。所有金屬3D打印的熱處理通常包括熱等靜壓（HIP）工藝,，以減少材料內(nèi)的空隙和孔隙率,。另外，有些材料可能需要熱處理以達(dá)到所需的微觀結(jié)構(gòu)要求,。
增材制造技術(shù)在加速發(fā)展并成為一種強(qiáng)大的生產(chǎn)技術(shù),，一個(gè)明顯的差距是大多數(shù)的設(shè)計(jì)工程師是在傳統(tǒng)的減材制造教育中成長(zhǎng)的,，轉(zhuǎn)換這一思維模式將需要花費(fèi)很多努力。不僅僅是調(diào)整一些規(guī)則,，而是完整的教育和實(shí)踐的演變,。當(dāng)設(shè)計(jì)師被要求通過3D打印實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性和創(chuàng)新性時(shí)，全新的設(shè)計(jì)思路就需要圍繞著符合產(chǎn)品功能的要求以及滿足增材制造技術(shù)的特點(diǎn)來展開,。
麻省理工的培訓(xùn)課程或許可以為國(guó)內(nèi)的增材制造培訓(xùn)帶來啟示,，那就是3D打印教育的核心之一：為增材制造而設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)師需要認(rèn)識(shí)到,，雖然增材制造的“復(fù)雜性是免費(fèi)的“,，仍然有很多限制因素需要考慮，這就需要增材制造的指導(dǎo)方針,，包括對(duì)成本,、時(shí)間和質(zhì)量的考慮。


來源：3D科學(xué)谷