创客教育：父女自制国内首条3D打印遥控帆船

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本文根据宝山区少科站提供内容编写


在宝山区有一对创客父女。爸爸杨江军是宝山区杨帆航海模型俱乐部的一位优秀教练，带领运动员在全国青少年锦标赛、全国航海模型锦标赛等各大赛事中获得优异成绩。他也是“家庭创客行动”的实践者，用3D打印方式，制作的模型船体成为国内第一条“3D打印一米级”遥控帆船，并在2016中国杯帆船赛首试成功。
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宝山区实施的“家庭创客行动”，将创客文化植根于家庭，将创新基因通过家庭文化孕育与传承。
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9 t, w8 g7 f, P% Y4 C' ]+ T成本材料价格3000元左右



年轻时的杨江军，是宝山区第二少体校航海模型队的运动员，他曾多次代表学校参加航海模型比赛，对帆船构造、航海行驶相当有研究。“我们所熟知的传统遥控帆船，在材质上最早选用的是木质构架。木质材料强度较低，不耐水，现在市面上流行的是玻璃钢工艺，需要手工制作实体模具，工序繁琐、误差较大、不易修改，制作完成一艘一米级遥控帆船多则半年，少则3个月。”杨江军说，因为制作成本较高，购买一艘至少3至5万元，如此高昂的价格对于航海模型队是一笔不小的开销，令他着实头痛。
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' M6 P  U7 z+ K$ u! C  r, H1 f2013年，3D打印技术以低成本、短周期、高精度的优势，在国内迅速升温。2年后，宝山区首创“家庭创客行动”，宝山区青少年科学技术指导站与中国儿童中心等单位联合推广“家庭创客行动”，鼓励每家每户创建家庭创客工作坊，让孩子天马行空的想法获得真正实现。与此同时，区少科站引进了数台能把想法变成现实的3D打印设备，为学生开设公益性的3D打印课程，举办大型家庭创客类活动赠送3D打印设备等活动，让3D打印一步步走出实验室，走入寻常百姓生活。杨江军也成了宝山区青少年科学技术指导站的驻站创客。他经常与站内教师探讨交流3D打印创作问题，在数控加工模型坊中尝试设计制作自己的创意。或许是一种知识技能的迁移，他在学习3D打印创作的过程中突发奇想——是否可以使用3D打印方式制作模型船体？秉着一股闯劲，他给传统制作模型船体来了一次“大换血”。
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6 d, g& q- \5 g: T杨江军自主研发的3D打印一米级遥控帆船



首先，他对遥控帆船船体的内部结构、外部造型做出精确测量后，在电脑里绘制图形进行三维设计，大大简化了过去制作实体模具繁琐的步骤；接着是分体打印。不一会儿，船体的前、中、后段从电脑屏幕中跃然于现实之中；然后再进行拼接。一切看似很顺利，但合成之后模型船体在进行下水测试时出现漏水。他立即追根溯源，发现打印材料与拼接时，使用的胶水在耐水性、抗压力和抗冲击力等方面存在不足。于是，他开始在数控加工模型坊里进行不同材料的实验比对，进行了数十次尝试后，最终调配出高密度、耐水性强的3D打印材料——“超级HCPLA”和特制拼接胶水，不仅可以提高粘接强度，而且抗扭性能、耐水耐腐蚀性能均很强。经过2周的设计与制作，一艘自主研发的由3D打印制作的一米级遥控帆船正式出炉。
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/ X6 `7 i: v" U- i4 S“与传统制作方式相比，大大缩短了制作时间，成本材料价格在3000元左右。”杨江军说。在深圳举行的2016中国杯帆船赛上，他用自己创作的一米级遥控帆船参加比赛，经历了14米/秒的狂风，首次测试相当成功。他的学生陈嘉祺获得青少年组冠军。他希望，今后还能继续提高遥控模型船的性能。

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! W! |4 |/ K' ]# A3 l+ U3 Q杨江军带领学生参加各项比赛

“小创客”在动手制作中找到自信
自从杨江军加入“家庭创客行动”，他便携同女儿杨严一起在书房的一角，建立了家庭创客3D打印坊。从开始的一同学习3D打印，到如今互相切磋“技艺”，就读于宝山区实验小学五年级学生杨严，逐渐成为一名3D打印创作的高手。过去，杨严一直在宝山区少科站学习3D打印创作，随后建立的家庭创客3D打印工作坊，带给她更大的创作空间，不仅自己做小小设计师，还能进行“私人订制”。如今，网上的3D打印创作社区已经布满了她的作品，如：七弦琴、妈妈的包等（如下图），她在i3DOne社区的作品空间：http://www.i3done.com/u/26129661
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受到父亲的影响，杨严成为一名小创客，将自己许多想法通过3D打印创作出来。在第二届上海市创客新星大赛、第八届上海市模型节上，她的3D创意打印创作项目均获得一等奖。她还带领学校里的同学一起加入到3D打印创作的学习中，不断发挥想象，创造新 “玩意”。
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宝山区实验小学五年级学生杨严接受上海电视台采访
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“女儿从小喜欢动手做东西，从中也找到了自信。在学校社团课上，经常有同学向她请教，俨然成了‘小老师’。”在杨江军看来，创客行动促进了孩子全面成长。

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上学期暑假，杨江军又担任起宝山区少科站举办的家庭创客3D打印创作学习班教学，带领更多家庭学习使用3D打印方式制作遥控模型船体。“孩子们看着自己创作的遥控模型船扬帆起航，很有成就感。”杨江军说。
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上海电视台的采访视频请看：





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