伊利诺伊大学香槟分校学生利用3D打印重建历史数学模型

伊利诺伊大学香槟分校（UIUC）数学系宣称，学生团队成功利用3D打印技术重建了部分19世纪末至20世纪初的经典数学模型。这一项目不仅推动了数学抽象理论的可视化，也为3D打印技术在教育和文化遗产保护领域的应用树立了新标杆。

3D打印技术在数学模型保护

伊利诺伊大学数学系拥有近400件历史数学模型藏品，是全球最大、最具影响力的相关收藏之一。该系列模型最初多由德国马丁·席林公司制造，部分则由本校教授自主设计，主要用于三维展示复杂的数学原理。这些模型原本供学生操作学习，现多陈列于Altgeld Hall，部分因楼宇修缮被临时转移至仓库，为数字化重建带来了契机。

在伊利诺伊数学实验室（IML）的组织下，本科生们通过香槟厄巴纳社区Fab Lab，参与了历史模型的数字化、重建与3D打印全流程。该实验室主任Karen Mortensen表示：“3D打印让学生能够将抽象的数学概念转化为可触摸、可操作的物理对象，极大提升了学习兴趣和理解深度。”

项目实施过程中，学生们不仅需查阅和解读百年前的数学文献，部分文献甚至需从德语翻译，还需在Mathematica等建模软件中还原模型方程，并借助MeshMixer等工具优化3D打印文件。Fab Lab经理Michael Dalton介绍，团队采用了具备图形界面的切片软件，有效解决了复杂几何体的打印难题，并针对悬垂结构设计了支撑材料，确保模型打印的精度与稳定性。

3D打印与教育中的应用与影响

参与项目的物理系学生Dashiell Cloud表示，3D打印模型的过程让他对三维几何和曲面理论有了更深刻的理解。数学系学生齐文涛则分享道：“为了打印出准确的数学模型，我们必须深入理解3D打印的背后理论，这对我们的专业学习非常有帮助。”

本项目不仅为UIUC数学系的历史模型带来了数字化保护和再现的解决方案，也为全球教育、科研机构提供了可复制的技术路径。未来，数学系与大学图书馆将共同推进模型的数字档案建设，相关3D模型文件、数学描述和操作说明将向全球开放，供研究者与教育者免费下载和使用。
此外，3D打印模型还将在伊利诺伊州本地学校的数学推广项目中广泛应用，助力STEM教育普及。数学系正与大学图书馆保护部门合作，修复原始模型，确保珍贵学术遗产的传承与创新。

来源：南极熊