香港中文大學_3D列印機械教學輔具

採用Fortus 3D 製造系統列印車輪的多向汽車

“3D 列印機正改變著傳統的工程、研發的方式和發展。 ”

香港中文大學機械與自動化工程學系莫偉傑電子工程師

教師的得力助手

香港中文大學將3D 列印技術融入課程

發展學生的求知欲是香港中文大學（“港中大”）機械與自動化工程學系教育工作者的核心宗旨：自1995 年將3D 列印技術納入其課程以來，港中大的教育工作者已將3D 列印的影響力從單純展示逐漸擴展到建立工程原型和創建新設備等領域。

3D 列印技術在教育中的應用

該系電子主管莫偉傑先生說：“我們的課程架構是傳授產品設計和材料應用，讓學生有機會測試他們自己設計的模型。”借助3D 列印機，學生在幾個小時內便可以輕鬆地製作出模型。

莫指道：“當我們第一次將3D 列印技術引入我們的課程內容時，目的在於展示鑄件製造方法。但現在，我們經常使用該列印機來製作教學輔助工具，並且讓本科最後一年學生動手實踐3D 列印，包括驗證他們自己的模型設計等。”

透過3D 列印機，學生們能更容易理解和掌握複雜的力學、理論或組件的整體運行等方面的知識。雖然3D 列印系統主要用於教學，但它也用於原型設計、研發以及商用實驗等等。

創新的產品

莫說Fortus 3D 製作系統有許多好處。“相比其它3D 列印機幫我們節省大概一半的初始成本之外，FDM 技術所採用的熱塑材料讓我們能夠製作立即使用的零件，如內窺鏡外殼、可視化設備上的相機支架及實驗室設備安裝底座等。

例如，博士生製作出一輛四輪反向的模型車。莫解釋：“這輛車被稱為多向車，因為它採用預先設定的計算機編碼技術，可自動往任何方向移動。”外輪為鋁製，但其軸承是3D 列印熱塑性塑料：嵌入到不同材料製成的零件時，其強度足以支撐特定程度的車輪運動。

教育之外的應用

在教育領域之外，3D 列印機也提供各種好處，如促進跨院系和商業部門之間的合作等。莫表示：“視覺藝術系的學生會用我們的3D 列印機在藝術品創作最後定版前列印出原型。另外，我們的商學院學生會對我們製作的模型進行市場潛力調查。”

莫與學生展示了一個單引擎飛行裝置，展現學生製作原型機的創造力。“我們可以生產重量輕且理論上具有飛行能力的試驗模型，而此類裝置成本更低，製作更快。”他說學生和學校均受益於列印機，讓他們變得更富創意，能迎接更嚴苛的挑戰。

最近該系創建了一個魚形力學模型，該模型帶有一個強度大而又耐用的外殼。其內置的設備可觀察水下活動並進行數據測量，例如水壓和污染指數，而不會破壞原有環境。相較於使用外包供應商的零件，列印和組裝這個外殼更為便捷而且成本更低。

“3D 列印機正改變著傳統的工程、研發的方式和發展。操作簡單，即使不是專家也可以快速使用，”莫說道。“對我們來說，Fortus 系統將繼續在我們的工程及力學課程方面發揮至關重要的作用。我們希望透過使用3D 列印機最終能讓學生為他們未來的工作環境做好準備。”