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      3D打印讓數學更有趣

      文章來源:未知   發布時間:2019-12-25 08:22   點擊數:   【

      3D打印讓數學更有趣!3D打?。?DPrinting),又稱三維打印,是一種快速成形技術。它以數字化模型為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料,通過逐層打印的方式構造物體。隨著3D打印技術逐步進入課堂,它給學生們帶來的沖擊,已經不亞于20世紀計算機教學普及時的影響。這項技術可以最大限度地調動學生的積極性,培養學生的數學思維和創新能力。

      數學與科技的巧妙結合

      3D打印的原理是:把數據和原料放進3D打印機中,機器會按照程序把產品一層層地制造出來,打印出的產品可以即時使用。形象地來講,普通的打印機是將2D圖像或圖形數字文件通過墨水輸出到紙張上;而3D打印機則是將實實在在的原材料(比如金屬、陶瓷、塑料、砂等)輸出為一薄層(物理上具有一定的厚度),然后不斷重復,一層層疊加起來,最終變成空間實物。因此,3D打印在輸出某一分層時,過程與噴墨打印是相似的。如果說斷層掃描是把某個東西「切」成無數疊加的片,那么3D打印就是斷層掃描的逆過程。

      在進行3D打印時,軟件通過電腦輔助設計技術(CAD)完成一系列數字切片,并將這些切片的信息傳送到3D打印機上,后者會將連續的薄型層面堆疊起來,直到一個固態物體成型。

      數學建模初體驗

      將3D打印技術應用于數學立體幾何的學習中,大家可以通過親手設計和制作,用實物驗證自己空間想象圖形的正確性,在動手中提高學習數學的主觀能動性,加強學習數學的興趣;此外,還能培養空間思維能力和創造能力。無論你的數學基礎如何,都可以嘗試將自己的設計創意變成五顏六色的實物。下面,我們就一起來看看,怎樣在空間直角坐標系中設計一個圓錐體吧(見右側圖)。

      如何將模型變為實物呢

      模型圖設計好后,將圖傳輸到3D打印機,就可以開始打印了。

      具體步驟如下:

      ①將設計好的三維立體模型圖,用目前支持最廣泛的.stl或.obj格式導出。

      ②將導出的文件放入切片軟件MakerBot中,雙擊軟件界面上的Move按鈕,可以移動模型;雙擊Turn按鈕,可以對模型進行旋轉操作;雙擊Scale按鈕,可以對模型的大小進行縮放;點擊右上角的ExportPrintFile按鈕進行切片。最后,將切片處理后的模型導出到SD卡中。

      ③準備好打印材料,打開3D打印機。將SD卡插入3D打印機對應的插孔中,進入菜單界面,選擇PrintFromSD(訪問SD卡的根目錄),選擇要打印的文件,就可以實現3D打印了。

      3D打印

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