一、项目目的与意义

1、模型设计的过程中，如何控制模型的价格，成为许多设计师的烦恼。它显然是一个简单的结构设计，但价格有时是惊人的昂贵。如果你的模型设计是沉重和坚实的，如何才能降低成本价格？这里建议采用镂空设计的方法来解决。3D打印可以非常快地制作出空心效果，不得不说，这是3D打印非常吸引人的一个特点。这样既能在经济上节约成本，又能保护环境，提高材料的利用率。

 2、3D 打印技术相对于传统的自制教具技术的显著优势在于 3D 打印技术能够精准控制教具的各项参数。 在传统的手工制作过程中，教师通常面临着难以精确掌握尺寸、比例和结构等关键参数的挑战，从而导致制作出的教具存在尺寸偏差，影响实验效果和学生对力学运动的理解。 而通过 3D 打印技术，教师可以在三维软件中精确设计和调整每一个教具的参数，包括尺寸、形状、结构等。 这一设计过程不仅直观便捷，而且允许教师根据具体实验需求进行个性化定制， 确保教具的尺寸和形态符合实验设计的要求。这一优势不仅有助于提高教学效果，还为创新教学提供了更多可能性。 通过 3D打印技术，教师可以更灵活地设计和制作新颖的教学工具，激发学生对工程力学的兴趣，加深学生对知识的深入理解。

二、项目研究目标与内容

1、研究目标：利用3D打印技术设计并制作多款静力学、动力学教具，掌握基本结构的设计与打印技术。

2、主要内容：

设计并打印至少三种不同教具，通过三维建模，设计并绘制出可变形结构的部分零件图，利用3D打印技术根据所需结构的工作要求，掌握分层技术原理，设计生成相应成品的打印程序，打印出整体结构的相关零件，组装出具有不同结构的零部件，能实现所需要的运动。

三、项目特色与创新点

1、将三维设计应用到实践

3D 打印技术相较于传统的自制教具制作技术具有明显的优势，主要体现在 3D 打印技术能够轻松制造结构复杂的模型或零部件，而无须大量的工具和设备。通过 3D 打印技术， 学生可以通过三维设计软件直观设计和生成具有复杂结构的模型，无须依赖传统的加工工具，这使得教师能够更灵活地应对不同的力学教学场景和实验需求。

2、降低成本

3D 打印技术相对于传统的自制教具技术具有显著优势，主要体现为 3D 打印技术去除了繁杂的手工制作，降低了制作过程的技术难度和材料成本。

3、个性化定制

能实现个性化定制，同时也能实现传统成型方法无法完成的塑料结构，过 3D打印技术，可以更灵活地设计和制作新颖的教学工具，激发学生对先进制造技术的兴趣，加深学生对以往所学知识的深入理解和应用，充分体现3D打印的优势。

四、学生获得的训练

1、文献检索资料整理的能力。

2、学习操作打印设备，掌握工作原理。

3、团队协作能力。

4、分析问题、解决问题能力。

五、预期成果

1、搜索国内外参考文献，确定设计方案1份；     

2、利用UG设计生成打印实体，三维设计样图1-2件；

3、打印教具实物至少3件。