正在制作的骨盆缩小版模型

软件中的骨盆3D图。

　　用打印机打出一个塑料人体骨盆，这听起来像是科幻电影的一幕，却已经真实出现在青岛2中校园里。2中新学期启用了工程坊实验室等创新实践中心，配备了3D打印机、三维扫描相机、快速成型设备等一系列装备，而这也是全省首个设在中小学内的3D打印实验室。记者4月16日对该实验室进行了探访，发现从动物卡通模型到复杂精密的工业齿轮，都可以直接打印出来，这让亲自动手操作的学生大呼“神奇”。

　　先扫描骨盆再分析数据

　　16日上午，当记者进入工程坊实验室时，2中高一学生贺奕雄正在电脑上忙着看三维立体骨盆设计图。他说：“这是用三维扫描相机对人体骨盆模型进行扫描，输入电脑以后再进行数据分析，然后输入到3D打印机里面，机器就开始自动打印了。”

　　听似简单的数据分析，却让贺奕雄吃了不少苦头，“我大约用了6个小时进行设计，因为很多细微地方都要求很精确，失败了很多次才设计出大体形状，接下来还要用6个小时进行打印，总共要用12个小时左右的时间，我打印的是缩小版骨盆，打印时间更短，如果是1：1比例的仿真，耗时要更长。”贺奕雄边说边指着一旁的快速成型设备，“里面还看不出形状，现在只打印到第10层，要打印300多层才能成型，而普通打印只是打印一层。”

　　“现在材料都是塑料，假如换成人体细胞进行打印，就可以造出人体器官，进行器官移植。”贺奕雄说。

　　实验室设备身价不菲

　　在工程坊实验室不大的空间里面，却摆放着大大小小好几台机器，学生宋璨对这些机器一一进行了介绍，首先是熔融挤压快速成形设备，可以在几个小时内利用三维CAD设计的图形直接生产出复杂零件。

　　宋璨还重点介绍了一台三维扫描仪，这台机器是用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。

　　另外，还有可以打印永久标记的激光打标机、“雕刻”内部图案的激光内雕机、以及用于切割和雕刻激光切割机。工程坊实验室负责老师许鹏飞说，这些机器个个身价不菲，总投资在200多万元，他此前是到西安交通大学进修了一个星期，专门学习如何操作这些机器，回校以后又用了很长时间进行机器调配，才把实验室建立起来。

　　打印齿轮精确到0.1毫米

　　在建立这个实验室以后 ，青岛2中30多名高一学生自发组成了“3D 打印工艺社”，并在实验室里面陈列着他们亲手通过3D 打印制作的物品：骏马、象棋棋子、喜羊羊，以及构造复杂的行星齿轮。

　　据了解，行星齿轮因为大小齿轮间相互咬合，运转起来就象太阳系中的行星而得名，是工业生产中的基础零部件。“要让齿轮正常运转就必须很精确，我们动手做的这个齿轮能够精确到 0.1毫米，如果是更为先进的3D 打印设备，那么精度能够更高。”学生刘志帅介绍，要做好这个行星齿轮需要运用数学和物理知识，还要具备空间想象力，制作起来并不容易。

　　许鹏飞介绍，3D打印原理“分层制造，逐层叠加”，就是让材料逐层堆积，“自然生长”成三维实体，不需要机械加工，就能直接从设计好的计算机图形数据当中生成任何形状的物体，因此可以先在计算机上进行十分精确的设计，再进行3D打印。

　　65万个光点雕出孔子像

　　王立辛和杨琦两名学生还现场给记者展示了如何操作激光内雕机，这台机器是将两束激光从不同的角度射入玻璃中，准确地交汇在一个点上。两束激光在交点上发生干涉和抵消，其能量由光能转换为内能，放出大量热量，将该点在玻璃内融化形成微小的空洞，最后这些空洞就形成了所需要的图案，从而在内部就完成了雕刻。

　　只见两名女学生先在电脑中调出孔子全身像，然后把有机玻璃柱放入激光内雕机，散发着绿色光芒的激光就开始当起“雕刻师”，不到6分钟时间，一个完整精细的孔子像就被雕刻在玻璃柱内。

　　“这个孔子像总共用了65万个光点汇集而成，我们还能制作更为复杂的大楼、人脸，以后可以用三维扫描仪先扫描下人脸，然后接着雕刻到玻璃内，从而做出一个有纪念价值的工艺品。”王立辛说。

　　目的是进行创新人才培养

　　2中工程坊实验室是全省首个设在学校里面的3D 打印实验室，除了工程坊实验室，青岛2中还建立了能模拟各种机器原理的慧鱼工程创新实验室，以及机器人创新实验室，这3个实验室每学期可以接受100人进行创新课程的教学任务。2中学生创新发展办公室主任矫蕾表示，未来2中将建立人体健康、生物、化学、现代仪器等10个创新实验室，将与一些高校、医院和企业进行合作。

　　“教育的根本目的在于实现学生真正发展，而不是追求更高的升学率，学校不应该只是简单传授给学生知识和经验，而是教会学生如何进行创新式思维，我们设立这些实验室目标，就是培养具有创新精神和实践能力的人才，我们也欢迎外界有条件的企业 、科研机构前来合作。”2中校长孙先亮表示。

　　他说，青岛2中已经整合了学生各类创新活动，为学生搭建起科学创新平台、机器人及模型创新平台、工程创新平台、创意发明平台、环保及能源创新平台等五大类创新活动平台，2中将围绕这些创新平台积极组织指导学生参加各类比赛、开发相关校本课程，给学生创新素养的提升提供发展空间。