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把初中生的创意飞机“打”出来

时间:2017年03月03日 10:53    来源:大飞机报
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李述坤设计的“小天牛”观光直升机利用3D打印技术制作成模型  孙香云摄

   

  在北京人大附中忙碌了一个上午,北研中心联合人大附中创意飞机设计比赛颁奖典礼结束了,作为工作人员之一的孙香云终于松了一口气。她在朋友圈中写道:“终于圆满完成了这次充满未知、新奇和惊喜的活动。”

 

偶然的机会促成活动

  孙香云是北研中心3D打印IPT团队的一员。这个团队在关注3D打印技术在航空制造领域应用的同时,也承担着中国商飞公司增材制造技术应用及发展规划的编制工作。近年来,3D打印技术的应用成为装备制造领域的研究热点,其基本原理就是将产品的三维模型按照某一坐标轴方向切成无限多个剖面,然后将各层打印出来并按铸件的三维尺寸进行有序堆积,形成等比例的实体模型。由于具有速度快、材料利用率高、生产周期短与数字化程度高等特点,3D打印技术在航空制造领域受到越来越广泛的关注与研究。

  北研中心3D打印IPT团队在关注技术的同时,也尝试去推进其在技术、产业和社会等多层面的影响力。去年9月,一个偶然的机会,孙香云得知人大附中开设有3D打印通用技术课程。于是她想到何不联合中学生一起来举办一个3D打印飞机的小型活动。既能突显北研中心3D打印技术、飞机设计等领域的专业能力,也能促成北研中心3D打印专业与教育公共事业的结合。

  经过一系列的前期沟通和协调,北研中心和人大附中都十分支持此次活动。人大附中表示也希望能借此机会引导和提升学生的科技创新兴趣和能力。于是,北研中心3D打印团队的工程师们开始着手准备这项活动。

  活动筹备的过程有些出乎孙香云的意料:“我们的主业是做技术研究的,没想到举办个活动并不是件简单的事,过程中的协调、沟通很是不容易。”最终在北研中心领导及各部门的大力支持下,活动渐渐付诸实践。

  考虑到北研中心工作人员和学生都是在业余时间进行相关的准备,无法付出太多的时间和精力,3D打印IPT团队和梦幻工作室一起确定了“创意飞机设计”的活动主题。学生只需要提供原始创意设计稿,二维图纸或三维数模均可。为了让学生对飞机设计、3D打印技术有基本的了解,来自北研中心有关部门的工程师还专程到人大附中进行知识科普,内容包括航空基础知识,模型飞机基础知识和增财制造技术的应用。

  梦幻工作室的张驰在知识科普的课堂上为学生们分享了自己航模制作的经验,还讲述了一些小技巧。“增材制造技术应用”乍看起来是一门抽象深奥的课程,为了便于学生理解,强度分析研究部的马立敏决定从《十二生肖》电影片段入手,为同学们生动地讲解了3D打印技术在各行各业的应用。这些课程为学生们搭建了创意与技术实现的桥梁。

 

初中生带来的惊喜

  去年11月初,北研中心收到了人大附中老师发送来的26份学生参赛作品。收到作品,孙香云只能用惊喜来形容:“看到他们的作品你会发现,学生的想象力确实出人意料。”由3D打印IPT团队和梦幻工作室团队的工程师组成的评委团队,从创意表现、科学合理、设计工作、构图美观四个方面对作品进行点评。

  初中一年级的郑丹茗设计了一款橡筋动力扑翼飞机,这个外形像蜻蜓一样的飞机由橡筋动力与传动机构转换为扑翼飞行,评委们认为“创意很好,理论上也有很高可行性。”

  刘若漪提交的图纸上虽然没有命名,但对飞机各个结构特征和基本参数指标都有详细描述,一眼看过去,俨然一个小小飞机设计师做派。

  学生们带给北研中心工程师们的另一个惊喜是,有三份参赛作品提供了三位数模。孙香云说:“因为三维数字建模的专业性很强,这些学生大部分又是初中生,没想到他们会自己做出来。”北研中心联合有关供应商在短短10天内完成了三个作品的3D打印,以验证其设计创意。在这个过程中,北研中心3D打印IPT团队也对3D打印工艺方法及材料选择、模型修改和优化、工艺过程和成型件的后处理等成型工艺过程进行了同步的验证研究。

  初中一年级的李述坤的作品就是打印出来了。李述坤提交的设计是“小天牛”观光直升机,外形像蜜蜂。因“小天牛”的主要用途是观光,所以在李述坤的设计里,飞机的机身是全透明的,这样乘客可以360度无死角观赏空中的景象。当看到自己的设计用3D打印技术被制作出来,李述坤掩饰不住心中的兴奋。

  在活动最后的颁奖典礼上,人大附中副校长王海玲鼓励同学们关心科技,认真学习:“希望大家能够成为未来高端制造业的人才和领军人物。”

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