3D印表機在教育科技上的發展資源

3D印表機可說是現今非常熱門的議題，不論其設備、操作與應用，都是目前大眾注目的焦點。國內外教育科技的應用上，3D印表機自然也是受到非常多的矚目與探討，在進行3D印表機的教學應用之前，本文將先從3D印表機的歷史、資源與3D模型的模型和建模等教學應用資源，作為教育科技應用的切入點。

3D 列印的發展歷史

3D列印在近一兩年來快速成為媒體與社群的討論焦點，但實際上3D列印的技術，早在1980年代即已開始發展。早期稱之為「快速成型技術（RP，Rapid Prototyping）」，常用於大量生產之前，開模製造的樣品，用以檢驗產品的設計問題。其中最著名的就是美國 Charles W. Hull 先生所提出的 SLA（Stereolithography Apparatus）立體平板印刷技術。而近年來3D列印技術之所以如此熱門，則是拜專利到期之賜，再加上RepRap ( http://reprap.org/ ) 這個開源專案的進行與眾人的分享，使得過去價位高不可攀的機器，搖身一變成為人人桌上都可以進行創作的機器。

開源硬體3D印表機-Mendel 照片來源： http://reprap.org/wiki/Mendel

3D列印的製作與成型

關於3D列印的產品，從設計、製作過程到成型，以及3D列印技術的成型技術，不是本文要討論的重點，有興趣的讀者可以參考「電腦王網站：3D印表機的7大成型技術，材質與固化方式你知道多少? 」的專文介紹。在維基百科中，也有針對3D列印作完整的說明 ，提供您做更深入的脈絡追蹤。

在教學現場，筆者反而比較重視3D列印可以提供甚麼機會，輔助學習上的應用，或刺激學生的學習動機。因此，接下來的內容，將著重在教學現場的應用模式，從教學的應用資源、3D印表機與工具的取得、3D建模工具，到課程的操作經驗分享，會是本系列文的內容主軸。雖然文章的主軸是探討「3D印表機在教學上的應用」；但事實上，以 Makers 為內涵，STEAM (科學 Science、科技 Technology、工程 Engineering、藝術 Art、數學 Mathematics)課程的發展應用，更是值得讀者去探討與深究。

圖片引用自：CMIT South

3D列印的課程資源
3D列印新知
初次進入3D列印領域，其實還是有大海撈針的感覺，應該如何認識3D列印的基礎知識，了解目前3D列印的發展與未來，是在進行課程設計之前，最需要掌握的資訊，下列筆者提供3個常用的訊息資源，與大家分享。

1.INPLUS 3D列印良品：
http://inplus.tw/
本網站是蘇英嘉老師所維運的3D列印知識與新知資源，蘇老師同時也是「3D列印決勝未來」書籍的作者。對於初入門想要了解3D列印應用，掌握相關訊息的朋友來說，這是一個入門與進階的不錯網站。

2.3DPrint
http://3dprint.com/
3DPrint.com 是國外介紹新訊息非常豐富的網站，對於追蹤國外各式3D列印的新奇應用有興趣的夥伴，不要錯過這個很棒的資源。

3.RepRap.ORG
http://reprap.org/
RepRap官方經營的資源網站，RepRap是影響3D印表機之所以能夠蓬勃發展的關鍵，RepRap透過開源共享的方式，引領各界對於3D印表機有興趣的人才，投入改良硬體，第一代的RepRap 1.0版本達爾文（Darwin），第二代RepRap 2.0版本孟德爾（Mendel） ，以及目前的Prusa i3 和Delta 。大家再選擇3D印表機時，除了市面上許多商品化的產品，開源設備也是非常好的選擇，同時也有非常豐富的軟硬體資源。

3D列印模型與建模

既然是3D列印，就跟一般的印表機一樣，需要有來源的Source檔。常見的Source檔格式，有STL、OBJ…。而這些Source檔的來源，主要有兩種方式。其一，使用者可以透過3D建模的軟體，例如：Meshmixer、SketchUp…，本文推薦使用Autodesk 123D Design、TinkerCAD。自行設計與建立自己的3D模型。或者是利用3D模型網站分享的資源，例如：Thingiverse、打印虎。

1.Autodesk 123D Design
http://www.123dapp.com/design
123D Design是由Autodesk所提供的簡易入門3D建模軟體，透過簡單的拉放或匯入動作，就能夠修改或建立具有專業水準的3D立體模型，輸出提供3D印表機列印出來。

2.TinkerCAD
https://www.tinkercad.com/
TinkerCAD也是Autodesk所提供的3D建模工具，與123D Design不同之處，它更簡單，而且直接在線上完成。使用上類似積木一樣，只要簡單的堆疊，就能夠建立3D立體模型，除了基本的幾何圖形，TinkerCAD還提供了需多不同的模組，例如：文字、常用模型、名牌、機器人…等，非常適合小朋友利用，結合課程，增加樂趣。TinkerCAD雖然簡單，卻一點也不陽春，它還提供匯入功能，讓使用者可以進行線上修改，同時也有完整的個人資源庫。

3.Thingiverse
http://www.thingiverse.com/
Thingiverse是知名3D印表機廠商MakerBot所提供的線上3D模型共享平台。只要輸入關鍵字(英文)，就能搜尋到你所需要的模型，這些模型是來自世界各地的3D設計愛好者所分享出來的資源，秉持開源、共享的精神，鼓勵大家創新、分享。

4.Inkscape
https://inkscape.org/zh/
Inkscape是知名的Freeware向量繪圖軟體，使用者可以透過自行繪圖的方式，設計向量圖型，再匯入3D建模軟體中。常見利用Inkscape設計，主要在中文字型的利用，因為上述的Autodesk 123D Design與TinkerCAD，是不支援中文字型。

只要經過上述的過程，對於擁有已經建置好3D印表機的使用者來說，就可以很容易列印出自己設計或線上取得的3D模型。或者透過分享取得，再進行修改，創造新的模型出來。在入門應用的課堂上，也能夠讓學生玩出許多不同變化的樂趣出來。之後，筆者會再專文介紹3D印表機的種類與選擇，如何透過列印軟體(又稱切片軟體)，調校參數，列印出精美的模型。