教育中的增材制造：麻省大学阿默斯特分校 ADDFab
Dave Follette 是麻省大学阿默斯特分校 ADDFab（高级数字设计和制造核心设施）设施的负责人。
增材制造行业在过去十年中发生了巨大变化，教育领域的增材制造也发生了巨大变化。现在，学生，包括我自己的孩子，早在小学就接触到 3D 打印。然而，大多数早期教育机会将学生与消费级打印机联系起来。我的目标是与学生分享 3D 打印的工业级制造能力，让他们学习如何将其应用于现实世界并了解增材制造的商业应用。
越来越多的公司在生产中使用增材制造，随着世界其他地方开始了解 3D 打印机不仅仅用于玩具，我们致力于建造一个设施，让学生亲身体验生产高品质的打印机质量、工业级零件。
我在麻省大学阿默斯特分校的生命科学实验室运行高级数字设计和制造核心设施 (ADDFab)。 ADDFab 是一个全数字设计和增材制造实验室，拥有多种打印机和打印机技术。
ADDFab 的大多数打印机由本科生员工或从事研究的研究生操作。这些打印机都是在马萨诸塞州生命科学委员会 (MLSC) 的资助下购买的。我们不与任何特定的打印机制造商联系在一起，我们与各种公司和组织合作，没有利益冲突，以推进增材教育和技术。
鉴于高端 3D 打印机实验室具有广泛的潜力，我们尝试将工作重点放在三个主要领域：
设计和打印出色的零件
我们最常见的服务是设计和打印工业级零件。我们使用各种 3D 打印材料，包括尼龙 12、不锈钢、纤维增强聚合物和紫外线固化混合材料。凭借如此广泛的选择，我们几乎可以满足校园和当地的所有增材制造需求。
我们的打印机系列包括 Markforged Onyx One 和 Mark Two。当我加入实验室使用五种不同的软件界面来处理每台打印机时，我大开眼界。 Markforged 基于网络的 Eiger 是迄今为止我最喜欢的。我真正喜欢我们的 Markforged 打印机的另一件事是它们“预热”并很快开始打印。其他打印机具有复杂的设置程序，或需要数小时来预热打印头、构建体积或托盘。这使其成为用于快速原型制作的出色打印机。因为它也很容易操作，我对很多学生自己使用 Markforged 打印机感到很舒服——所以如果他们想在凌晨两点开始一个项目，他们可以在几个小时内制作零件原型，而无需等我。
增材制造研究
ADDFab 的第二个重点领域是增材制造的基础研究，一般分为两类。第一个重点是材料，通常是金属，以确定哪些新合金最适合 3D 打印。传统金属合金已针对其他制造工艺进行了优化，那么如果您要针对增材制造工艺优化合金呢？
第二个研究领域涉及打印新的几何形状。晶格是这项研究的主要焦点，并且正在考虑许多不同的概念。我们的贡献是帮助公司了解如何使用可用的打印机技术来获得他们想要的几何形状。这项工作既是一门科学又是一门艺术，通常涉及开发一些技巧来获得完美的印刷品。
教学
ADDFab 的第三个重点是教学。我们支持有关增材制造的本科生和研究生课程，并向学生展示如何使用这些机器。作为一名工程师，我认为在设计零件时了解制造过程至关重要，我想帮助学生了解商业增材制造工具的功能（和局限性）。
我们还为行业观众举办实践研讨会，提供使用这些高端打印机的实践经验。我们经常让学生在部分课程中提供广泛的帮助，提供与行业成员建立联系的机会。很大一部分 ADDFab 校友利用他们的经验继续在添加剂行业工作。
最近的 ADDFab 项目
在 COVID-19 大流行期间，ADDFab 继续支持当地公司。最近，我们与开源呼吸器项目合作开发了一种可以大规模生产和重复使用的呼吸器，以帮助应对 COVID-19 大流行。我们帮助制作了这些呼吸器的原型模腔、面部模型和各种组件。在这个项目中，学生工作人员运行所有打印机并交付 3D 打印部件。
在学术方面，我们最近的任务是为计算机科学研究项目创建非电子传感器。随着居家令生效，我能够将 Markforged Onyx One 和 Makerbot 带回家，以减少我在校园的时间。两者的结合效果很好。 Markforged Onyx 材料非常出色，但对于我们需要的游丝来说弹性不够，而 PLA 的刚度恰到好处。我更喜欢 Markforged 零件的总体质量和光洁度，但如果没有两台打印机，就无法完成该项目。
ADDFab 的未来
考虑到我必须做的招收学生的工作如此之少，有多少学生自己找到我并想加入实验室，我总是感到惊讶。他们都对增材制造非常感兴趣，想参与进来，而且他们知道增材制造是制造业的未来。我们的目标是向学生、校园和社区展示您可以使用 3D 打印做出的惊人事情。当然，我们也非常喜欢为人们提供优质零件、推进研究以及帮助学生在增材行业找到绝佳机会。
如需更多信息，您可以通过 [email protected] 联系 Dave 或访问 umass.edu.ials/addfab
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