从课堂到产业现场：密尔沃基工程学院如何用3D打印培养制造业人才

在密尔沃基工程学院（Milwaukee School of Engineering，以下简称MSOE），3D打印不仅是一项教学工具，也连接着高校人才培养与企业实际需求。

依托增材制造实验室和快速原型联盟，MSOE一方面让学生参与真实的企业项目，积累面向制造现场的工程经验；另一方面也为当地企业提供增材制造技术、应用开发和人才培训支持，帮助其探索3D打印在实际业务中的应用价值。

47家制造企业共同参与的产学合作平台

MSOE位于美国威斯康星州密尔沃基市中心，拥有约2,900名学生。学校与47家制造企业建立了合作关系，其中包括科勒、实耐宝工具、百特医疗和玛斯特锁等企业。

这套产学合作模式源于MSOE建设增材制造实验室时面临的一项现实挑战：启动资金存在约50%的缺口。

为推动实验室落地，学校主动与当地企业展开合作。最初，4家企业共同参与投资，并由此获得实验室的共享使用权。此后，这一合作逐步发展为快速原型联盟。联盟成员通过缴纳年度费用，获得相应的实验室使用时间，并可以借助MSOE的增材制造专业能力开展应用验证。经过多年发展，实验室已经成为连接高校、学生与制造企业的重要平台。

让学生在真实项目中学习增材制造

MSOE快速原型中心的工作并不局限于设备操作教学。中心会聘用学生参与企业合作项目，围绕新产品开发和具体工程问题开展工作。这意味着，学生需要在真实的项目周期内理解需求、选择工艺、设计零件并验证结果。

MSOE快速原型联盟负责人Vince Anewenter表示，学校希望在教育环境与产业节奏之间建立连接，帮助企业了解新技术、学习面向增材制造的设计方法，同时培养学生的“经济工程”思维——不仅要改进产品或工艺，还要判断方案在成本和商业层面是否可行。

对学生而言，这类项目提供了课堂之外的工程实践机会。对企业而言，则可以借助学校的设备、人才和技术积累，更低门槛地探索增材制造应用。

增材制造设计，关键在于选择合适的工艺

在Anewenter看来，面向增材制造的设计（DfAM）仍是行业普遍面临的挑战。

工程师需要理解不同制造方式的适用边界：哪些零件更适合传统加工，哪些零件能够通过3D打印获得结构、周期或成本方面的优势。只有结合实际应用进行判断，增材制造才能真正融入企业内部流程。

因此，MSOE的教学并不只关注“如何操作3D打印机”，还包括材料选择、结构设计、工艺比较以及经济可行性分析。

这种能力正逐渐成为制造业人才的重要基础。Anewenter认为，如今制造业的工作方式已经发生明显变化，高校提供增材制造技术的学习和实践条件，正在像提供网络基础设施一样成为工程教育的重要组成部分。

用FDM TPU 92A验证复杂弹性部件

材料和应用验证是MSOE与企业合作中的重要内容。联盟企业对功能性橡胶类零件存在较大需求，尤其希望材料能够兼顾韧性、工程级回弹性能以及复杂结构的制造能力。

为此，MSOE使用Stratasys F190CR和F370CR 3D打印机，对FDM TPU 92A弹性体材料进行测试，并成功制造了柔性进气软管等功能部件。

FDM TPU 92A可用于打印柔性、耐久且具有一定回弹性能的零件，为软管、密封件、保护件以及其他弹性结构的原型和功能验证提供了新的实现方式。

在复杂零件制造过程中，可溶性支撑材料也发挥了重要作用。它能够为悬垂、内部通道和复杂曲面提供支撑，并在打印完成后去除，从而帮助实验室制造尺寸更大、结构更复杂的弹性部件。

Anewenter还提到，设备从开箱到成功打印出零件仅用了约15分钟。快速部署与稳定的打印过程，让师生能够将更多精力投入到材料测试、结构设计和应用开发中。

用标准化认证衔接人才培养与企业需求

除设备和材料实践外，MSOE还将Stratasys认证项目纳入人才培养体系。

认证课程覆盖增材制造相关知识与实际操作要求，帮助学校检查现有教学内容，并发现需要进一步补充的能力环节。学生则可以通过标准化方式证明自己对增材制造技术的理解和应用能力。

对于联盟企业而言，这也为招聘提供了更清晰的参考。企业可以更准确地判断候选人是否具备相对完整的增材制造知识，缩短新员工进入岗位后的培训周期。

高校与企业共同推动增材制造落地

通过增材制造实验室、快速原型联盟、企业项目和认证体系，MSOE构建了一套持续运转的产学合作模式：

• 学生可以接触工业级设备、材料和真实工程项目；
• 企业可以获得应用开发、工艺验证和技术培训支持；
• 学校能够持续更新教学内容，使人才培养贴近制造业需求；
• 增材制造技术也可以在充分评估成本与应用价值后，更稳妥地进入企业内部流程。

正如Anewenter所说：“我们在培养学生增材制造能力的同时，也帮助联盟企业以具备经济可行性的方式，将增材制造融入内部运营。”MSOE的实践表明，当工业级3D打印设备、真实应用需求与工程教育形成连接，增材制造实验室便可以进一步成为企业技术验证的平台，也为制造业培养能够理解工艺、应用与商业价值的新一代工程人才。