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教育案例研究

3D 打印意味着实践性学习,以及更有前途的未来

在实验室和教室中进行 3D 打印,无论是今天的研究人员,还是明天的科学家、工程师和设计师,都能解决全球性的挑战。

Stephen Collins 是 Alabama 大学 Huntsville 分校的原型开发专家,他遇到了幸福的烦恼。该校久负盛名的航空航天与工程系学生人数在十年间从 200 人一跃上升到 1,000 人,他便变得炙手可热,忙得不可开交。

Collins 负责管理该校 12,000 平方英尺的学生制造车间,内有多种计算机和人工操作的设备,供学生为自己的项目制作原型,同时也为得到了公共和私人部门或合作伙伴(如 NASA、美国陆军和 BAE Systems 等)赞助的项目提供原型制作服务。

由于学生人数的增加造成原型数量上升是问题的一方面,另一方面传统制造方法显得耗时费力、几何形状复杂的模型也日益增多。

Collins 自 3D 打印和 Fused Deposition Modeling (FDM) 技术出现起就对它们非常熟悉,最终他采用了 Fortus 的 3D 生产系统来解决他的产出问题。“我们调查了市面上所有的制造商和系统。最后的结果,毫无悬念,”Collins 说道。“我们认为这就是一项一次投资长期受益的机会,我们必须抓住它。”

自购买了 Fortus 3D 生产系统起,Collins 一直对结果非常满意。“它很方便学生使用,能够不分昼夜地制造更为精确、功能更强的模型。有了它就相当于为我们的制造车间增加了无人值守的第二和第三班次。”

Fortus 扩大了学生的设计领域

最近,Fortus 3D 生产系统的使用为学生设计的项目带来了极大的好处。例子之一是大学生发射计划 (USLI)。这一由 NASA 赞助的国际性竞赛让学生团队设计、制造一件装置,将一定的科学负荷发射到指定的高度。该校的团队 Charger Rocket Works 在项目开发期间大量使用了 Fortus 3D 生产系统,主要原因如下:

  • 时间。 项目的日程安排很紧,而 Fortus 3D 生产系统能够快速地以不同的比例制造各种模型,为团队节省了时间,从而能将更多的精力放在工程、设计和工艺的科学层面上。
  • 设计复杂度。今年要发射的对象是“双子座”太空舱的最新改进型,可能成为载人飞船的候选者。该团队对在原设计上作出的某些变更和增补的飞行特性进行了基本的空气动力学测试。该模型对精度的要求是传统的模型火箭制造方式(如注塑成型等)无法达到的。此外,团队还开发了采用 Fortus 构造的带金属插件的 ABS 尾翼,可承受比大多数火箭更高的负载。
  • 结果令人振奋。 在最近的缩型发射中,许多参赛者和观众都为他们的作品赞叹不已,认为他们的工作带来了革命性的创新。”

构建通向未来事业的桥梁

Fortus 3D 生产系统还在无意中带来了一项额外的好处:外界的私人和公共部门的各种组织开始联系学校,寻求原型制作上的帮助。“消息传播得很快,大家都知道我们拥有了这一设备,于是开始登门拜访寻求合作,让我们有点措手不及,”Stephens 说到。“我们现在正与 NASA、美国陆军、BAE Systems 及其他不愿透露名称的类似组织合作。”

Huntsville 分校的学生使用了 Fortus 3D 生产系统来帮助一位私人发明家设计了一套可以安装在无人驾驶直升机上的火警传感器,能够检测到偏远森林地区的森林火灾甚至枪击。采用 Fortus 3D 生产系统为另一个私有企业制造的原型是一套复杂的自动机构,估计市场价值超过 2800 亿美元。

Stephens 指出,这些合作关系不仅使他们在财务上受益匪浅,对于学生而言也有着巨大的益处:他们能够与校外的工程师们合作,这对他们开展未来的职业生涯也是宝贵的第一步。

“我们强大的加工能力在业界已经广为人知,Fortus 系统使我们有机会建立从前不可能得到的合作关系。它让我们能够支持、提高和强化与我们的学生、研究和教学人员以及我们的研发界合作伙伴之间的联系。”

对于性能,Stephens 总结道:“Fortus 系统在部件功能性、材料选择和工作成本上有着极佳的平衡,能够最好地满足我们的需求。我们对于这一决定感到无比庆幸。”

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