如何看待西安交通大学 3D 打印专业？
一、 西安交通大学在 3D 打印领域的地位和基础
西安交通大学作为中国顶尖的工科院校之一，在材料科学、机械工程、制造工艺等领域拥有深厚的研究基础和强大的师资力量，这些都是发展 3D 打印技术必不可少的核心要素。
学科优势支撑： 学校在材料科学与工程、机械工程、控制科学与工程、计算机科学与技术等一级学科的优势，为 3D 打印技术的研究和应用提供了坚实的基础。例如，材料学科的研发能力可以直接服务于新型 3D 打印材料的开发；机械学科的精密制造和控制技术是实现高精度打印的关键；计算机科学则在设计软件、仿真模拟、路径规划等方面发挥重要作用。
历史积累和科研实力： 西安交通大学在先进制造领域有着长期的研究积累，许多教授和研究团队在机械制造、材料加工、自动化等方面取得了重要的科研成果。这些研究成果可以自然地延伸到 3D 打印技术的各个环节，包括材料制备、设备开发、工艺优化和应用拓展。
国家级平台和实验室： 拥有国家重点实验室、国家工程研究中心等高水平科研平台，为 3D 打印技术的深入研究提供了先进的实验设备和优越的研究环境。这些平台往往能够吸引国家级和省部级的重大科研项目，并与国内外顶尖研究机构进行合作。
二、 涉及 3D 打印技术的专业方向和课程设置
虽然不一定有一个独立的“3D 打印专业”的本科或研究生学位名称，但 3D 打印技术通常会融入到以下相关专业中，并在课程设置中有所体现：
机械工程/机械设计制造及其自动化： 这是最直接相关的专业。学生会学习机械原理、制造工艺学、材料力学、先进制造技术等课程，其中会专门开设或包含先进制造技术（包括 3D 打印）的模块。重点会放在：
3D 打印设备原理和设计： 学习不同类型 3D 打印机（如 FDM, SLA, SLS, SLM, Binder Jetting 等）的工作原理、结构设计、关键部件（如喷头、激光器、平台等）的优化。
3D 打印工艺和参数优化： 掌握不同材料（金属、陶瓷、高分子、复合材料）在特定打印技术下的工艺参数选择、打印过程的控制和优化，以获得最佳的打印质量和性能。
3D 打印材料： 学习各种可用于 3D 打印的材料的特性、制备方法以及在打印过程中的行为。
3D 打印在产品设计中的应用： 如何利用 3D 打印的自由度进行拓扑优化、功能集成、个性化定制等。
材料科学与工程： 这个专业会侧重于研发和优化用于 3D 打印的新型材料，以及研究材料在 3D 打印过程中的微观结构演变和性能变化。
3D 打印专用材料的开发： 例如，高强度金属粉末、耐高温陶瓷、可生物降解高分子材料、功能性复合材料等。
材料的打印性能评估： 研究材料的流动性、烧结性能、熔融性能等对打印过程的影响。
打印后材料性能的表征与调控： 如热处理、后处理等对打印件力学性能、表面粗糙度、孔隙率等的影响。
控制科学与工程： 这个专业会关注 3D 打印设备的控制系统设计、运动控制、传感器技术以及打印过程的实时监控和反馈控制。
精密运动控制： 实现打印头或平台的精确运动轨迹控制，以保证打印精度。
闭环反馈控制： 利用传感器（如温度传感器、视觉传感器）实时监测打印过程，并根据反馈信息调整工艺参数。
自动化与智能化： 开发智能化的打印控制系统，实现打印过程的自主优化和故障诊断。
计算机科学与技术/软件工程： 会涉及 3D 打印相关的软件开发、算法研究和数据处理。
3D 打印软件开发： 如切片软件、CAD/CAM 软件插件、打印路径规划算法等。
仿真与优化： 利用数值模拟技术（如有限元分析）对打印过程进行仿真，优化打印参数，预测打印件的变形和应力。
数据分析与机器学习： 利用大数据和机器学习技术分析打印过程数据，优化打印工艺，预测产品质量。
三、 科研方向和研究热点
西安交通大学在 3D 打印领域的研究方向广泛且深入，通常会紧密结合国家战略需求和产业发展前沿，可能涵盖以下几个方面：
金属增材制造（3D 打印）： 特别是在航空航天、高端装备领域，对金属构件的轻量化、高性能化有强烈需求。研究重点可能包括：
新型金属粉末制备与表征： 如高温合金、钛合金、铝合金等的高质量粉末。
高性能金属打印工艺优化： 解决打印过程中的热应力、开裂、变形等问题。
打印后处理技术： 热处理、锻造、机加工等与打印结合，提升性能。
功能梯度材料和异种材料打印。
陶瓷增材制造： 在生物医学、电子陶瓷、高温结构件等领域有重要应用。
特种陶瓷打印浆料开发。
高精度陶瓷打印技术。
陶瓷构件的致密化与性能提升。
高分子材料与复合材料增材制造： 应用领域广泛，从日常用品到先进功能材料。
高性能高分子材料打印： 如 PEEK, PEI 等。
纤维增强复合材料 3D 打印。
功能性高分子材料打印： 如导电、导热、生物活性等。
生物医学增材制造： 组织工程、个性化医疗器械等。
生物墨水开发与打印技术。
生物支架材料与设计。
个性化植入物和手术导板。
增材制造装备与智能化：
高速、高精度、多功能 3D 打印设备开发。
打印过程的在线监测与反馈控制技术。
基于人工智能的工艺优化与质量预测。
增材制造与传统制造的集成应用： 如何将 3D 打印技术与 CNC 加工、焊接等传统工艺结合，实现更优化的生产流程。
四、 学生培养和就业前景
人才培养模式： 西安交通大学注重理论与实践相结合，鼓励学生参与科研项目，并在校企合作中获得实践经验。学生有机会接触到最前沿的科研成果和工业应用。
就业领域： 毕业生可以在航空航天、汽车制造、医疗器械、电子信息、模具制造、新材料等多个行业领域找到对口的工作。
研发工程师： 在企业研发部门从事 3D 打印设备、材料、工艺的研发工作。
工艺工程师： 负责 3D 打印工艺的开发、优化和生产线管理。
产品设计师： 利用 3D 打印技术进行产品创新设计。
设备调试与维护工程师。
科研院所研究人员。
继续深造： 许多优秀毕业生会选择继续攻读硕士或博士学位，在更深入的学术领域进行研究。
五、 优势与挑战
优势：
强大的学科背景和师资力量： 这是西安交通大学在 3D 打印领域最大的优势。
先进的科研平台和实验设备： 为学生提供良好的学习和研究条件。
丰富的科研项目和国际合作： 能够接触到行业前沿，开阔视野。
良好的学术声誉和广泛的行业联系： 毕业生更容易获得认可和就业机会。
挑战：
专业划分的细致程度： 相较于一些专门设立了“增材制造工程”的学校，西安交大可能更多是通过现有专业方向的融合来体现。对于想专注于 3D 打印某个特定领域的学生，需要主动去选择相关的课程和导师。
前沿技术的快速迭代： 3D 打印技术发展迅速，学校需要持续更新课程内容和教学设备，以跟上技术发展的步伐。
产业化落地和应用推广： 虽然研究水平很高，但如何将科研成果更有效地转化为实际的工业应用，仍是学校和相关企业需要共同努力的方向。
总结：
西安交通大学在 3D 打印技术领域具有强大的综合实力和深厚的学术积淀。通过其在材料、机械、控制、计算机等相关专业的培养，为社会输送了大量高素质的科研和工程技术人才。如果您对 3D 打印技术感兴趣，并且希望在一个拥有扎实基础和强大科研实力的环境中学习和研究，西安交通大学无疑是一个非常优秀的选择。关键在于根据自己的兴趣，选择合适的专业方向，并积极参与相关的研究项目。
网友意见
个人讲授3D打印课程已有3年（不是在西交大）。
3D打印有很多值得深入了解的地方，并非简单的操作而矣。简单地讲几个方面。
1、从结构上看，同一个物体以不同的方式打印出来，获得的强度完全不一样。
比如打一个圆柱体，竖着打、横着打，在轴向的拉伸强度具有天差地别。（什么是轴向？圆柱中心的那根旋转对称的轴线方向，即下面左图的上下方向，右图的左右方向）。下图大家可以直观看出区别来。沿着轴向拉，左边的圆柱体很容易拉断，右边的则不会。
这只是一个简单的例子，对于复杂的结构，必须设计出合理的打印路径。
（什么是打印路径？3D打印机打印过程由gcode控制，gcode是一系列时间、空间和速度坐标，可以编码）
绝大多数人打印物体的时候，一般是用软件建模，然后自动分层切割，生成gcode，然后打印。
我打印的时候是按照经验直接手写gcode。如果从公开的文献来看，全世界像我这么玩的人，可能不会超过30个。
2、打印精度。在不同的人手上，同样的打印机，可以玩出不同的打印精度。
通过线材打印，1毫米以上的精度基本可以做到。
通过紫外固化，200微米以上基本可以做到（有些打印机标称可以实现39微米，实际200微米以内基本无法实现）。
通过双光子固化，1微米以内的精度可以做到，但最终的样品大小，只能几毫米。
所以，10微米到100微米，目前来看仍然是一个禁区。如何精度高、又能打印出大样品，目前还是一个无法逾越的技术难题。
目前只有MIT华人教授方绚莱在深圳开了一家公司，有解决的办法。但是目前能够打印的材料十分单一，而且价格昂贵。
但是，我用100微米精度的线材打印机，可以实现过50微米精度的打印。我的方法是就是实时控制打印头的运行速度，打丝拉得很细（同时要注意适当提高温度和线材入口挤压量），走得很快。我还可以利用39微米紫外固化真正打印出39微米的精度。
3、打印材料。
在紫外固化中，需知紫外线并不是精确地集中在焦点。由于任何边缘都会发生衍射效应，任何焦点的边界都是不清晰的。
如果材料是透明的，则衍射的紫外在树脂中的穿透性很好，导致固化点（焦点处）的周边也被部分固化了，打印精度会比较差。
如果材料中加入一些色素，就可以阻碍衍射紫外线在树脂中的随意穿透，固化点周边的衍射紫外线就会大为减少，打印精度就会提高。
但用色素用多了的话，就可能导致曝光不足、树脂固化性能变差、且不透明。
这些都是需要精心调节的。
用过量曝光，可以获得更结实的物体，但精度会下降；用欠量曝光，可以获得更精确的物体，但得到物体打印过程中容易出现损坏。这些都只是常规技巧。
4、讲几个最近的动态。
3D打印头的挤出液体的直径大小与挤出头和挤出口的直径，其实并不严格无关，还和液体的表面张力有关。
比如你挤的是水，就决定了在那个环境下，由于水的表面张力，决定了水滴的直径必然是多大。
树脂也是如此。
而这个直径，又直接影响了打印精度，怎么办？
有人提出了一种在挤出口施加超声的方法，破坏液体的表面成形，使其直径不再受表面张力的影响。相关成果一下子好几倍促进了挤出式3D打印机的精度。
我举这几个例，只是希望大家明白，3D打印是一门集机械、力学、物理、材料等诸多学科知识于一体的综合性学科。
普通学生只是希望上一门实验课（不像理论课一样枯燥，不是？），了解点打印过程，然后操作一把，还可以带带女生，然后获得学分。
我上面说的这么多细节的东西，我在课堂上都讲过。最后让学生做PPT自己报告10分钟总结的时候，只有极少数人能够留心。
我上这门课，一般60个学生左右，大概有4-6个学生会主动要求加入我们实验，做一些小项目。我们会给他们提供这种机会，用大概半年的时间，让这4-6个学生知道3D打印有很多窍门，以及会涉及到哪些学科的知识，真正了解3D打印这门课程的全貌。注意，只是了解。
这4-6个学生最终大概会有2个左右，最后加入我们实验室做研究（另外的可能去别的实验室了），继续在打印技术上进行深入研究，或者结合自己掌握的3D打印技术，在自己的课题上做出漂亮的实验样品。
从教师的角度来说，从这门课程中能捞出几个有潜质的学生，还是很不错的。
西交大是我们敬仰的理工科大学，在这方面应该也是很有建树的。
我又想起了这个3D打印的神贴。
国内的3D打印专业学生到底学什么？学操作机器，学来料加工？那上四年大学的学生真的比接受四年培训，每天和3D打印机朝夕相处的初中生强吗？
国内的3D打印专业学生到底学什么？学3D打印机的设计和制造？可真的有老师能教吗？老师估计自己都没有设计过一台3D打印机，更别说教学生。
国内机械材料等工科专业，对其毕业生的定位就有问题。就像以前我说的哈工大材料成型专业毕业生的定位简直就和宁波五金小工厂的初中生一模一样。从来不涉及母机设计与制造，无非就是稍微高级点的来料加工培训。
现在和未来，我能想到的唯一的制造业体面的岗位就是母机设计！母机设计！母机设计！就是荷兰阿斯麦EUV光刻机，掐脖子，一台卖10亿人民币。唯有在这样的情况下，制造业的工程师和大国工匠们才能过上体面的生活。
而国内大学明显不提供通向这条道路的路径。一声叹息。
作为一个西安交大3D打印专业在读学生，我来分享一下我对于我们学校这个专业的感受。
这是西安交通大学的新专业。但这个专业跟3D打印没有太大关系（你想想一个本科怎么可能划分到那么细），下面我来说说这个专业的情况。
1.培养计划与普通机械专业几乎无区别，且毕业以后学位证书不会写什么3D打印，依然是机械工程（我读了个寂寞？）
2.保研方面之前始终无明确政策，学院闪烁其辞。之前声称和机械工程专业联合排名（因为我们学的东西全都是一样的），直到17届安排明确，据说18、19也将会是班内保研，那样的话大部分本来可以保研的学生都去考研了。
3.组织/资助出国留学只是噱头。在这个专业招生时，学院声称与佐治亚理工大学有合作项目，可以组织3D打印专业的学生去交流。但是，据说佐治亚理工没有同意与西安交大合作，什么组织出国交流也是不存在的事情。后来学院声称，并不会组织出国交流，而是设立50万出国留学基金，让我们自己去申请学校，学院会资助我们。但是，事实据说是，根本没有这笔钱，也根本不会资助我们出国。
分割线——————————————————
前一阵20级专业选择政策出来了，3D打印班继续办了下去，但是有所不同的是，不再叫国际班了，而且也是和机械一块去保研。估计所剩下的和机械的不同，可能就是让学生能在3D打印方面了解更多。但相关专业知识学得很浅，真正做3D打印研究自然还得是读研以后。
其实这个事的主要矛盾就来源于保研政策，我们也不希望那么多优秀的学生最后没有拿到保研资格，他们去考研的话也很可能不会选择留在本校了。所以一起保研，可以说这也算是为交大的招生着想吧。
总而言之，交大机械非常好，无论是科研实力还是教师团队，都是当之无愧的第一。
欢迎报考西安交通大学机械工程专业。
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