中原大學「3D列印承重設計競賽」累積學生實戰經驗

中原大學「3D列印承重設計競賽」累積學生實戰經驗

你相信區區幾十克的3D列印桿件可以承載高於自身重量2,000多倍的質量塊嗎?中原大學土木工程系大二學生們可以證明。中原大學土木系講求理論與實作並行,為讓學生及早累積實戰經驗,自大一開始便透過木橋設計競賽,讓學生能發揮創意,運用巧手把課堂所教之應用力學理論做出來。近年更順應科技趨勢,在大二時舉辦3D列印承重設計競賽,加強材料力學的基礎理論之餘,也讓學生們的手感不停歇。

中原土木系學生在承重競賽中需要時刻注意桿件狀況。圖:中原大學提供

中原大學土木系舉辦第四屆3D列印承重設計競賽,各方好手齊聚一堂,要來拚搏哪組製作的桿件效率比最佳。曾帶領土木系參加抗震盃國際邀請賽,並拿下冠軍殊榮的老師黃仲偉表示,3D列印承重設計競賽就是木橋比賽的升級版,感謝該校的高校深耕計畫和教育部的教學實踐研究計畫提供相關經費。希望在「材料力學」的課堂中不只培育學生分析可變形力學的能力,也期望透過實際競賽,讓學生真實感受模擬結構在承受載重型式下的反應,並藉由競賽觀摩同儕作品,分析自己組別的3D列印結構可以如何進化。

中原大學土木系在3D列印承重設計競賽展現實作硬實力。圖:中原大學提供

中原大學土木二乙學生李星蓉興奮地說,要在比賽一開始先定好三次載重,我們這組猶豫超久,因為希望每一次加載的機會都不要浪費,又想要一次多一點。後來我們製作的桿件能夠承受55個鐵塊,相當於35.75公斤,超有成就感。雖然桿件的重量(0.032公斤)相對其他組重了一點,以至於效率比不高,但看到小小的桿件能撐住很大的重量就覺得不可思議。

中原土木系學生根據許多力學理論製作出3D列印梯形桿件。圖:中原大學提供

榮獲競賽第一名的陳俊佑、蘇文祥、黃冠文則指出,「從最初的點子發想到實際做出,還闖出一番不錯的成績,真的意想不到。競賽的臨場感反而能刺激我們更靈活運用老師強調的一些重點,一路思考的過程是很值得回味的有趣經歷。」而這組殊榮隊伍最終以0.014公斤的3D列印結構乘載38.68公斤的質量塊獲勝。

中原土木3D列印承重設計競賽召集全體大二學生一起集思廣益。圖:中原大學提供

身為中原土木資深學長及材料力學授課教師莊清鏘欣慰地說,土木工程的理論基礎相對其他系所複雜許多,因為自始至終都沒辦法排除人工操作的部分,不可控因素長期挑戰每個土木人的專業知識基底,而實驗作品體積雖小但考量結構、壓力等關鍵要點,往往沒辦法直接放大成建材使用。這次透過3D列印結構設計競賽,正好可以讓同學們腦力激盪這學期所教的專業知識,也可透過實作來親自驗證理論,以活動誘導學生學習一直是我們長期致力發展的教學方式。

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