个人介绍
增材制造技术(逆向工程与3D打印技术)

主讲教师:任颜华、王艳、王丹

教师团队:共3

  • 任颜华
  • 王艳
  • 王丹
学校: 兰州职业技术学院
开课院系: 机电工程学院
专业大类: 装备制造大类
开课专业: 机械制造及自动化、数控技术
课程负责人: 任颜华
学分: 4
课时: 72
课程介绍
     增材制造技术,又称“3D打印技术”,被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。作为高端装备制造行业的关键技术,广泛应用于航空航天、医疗、汽车制造、建筑、艺术创作等领域。
    本课程是材料成型与控制技术专业的专业核心课程,72学时,4学分。前置课程《机械制图》、《机械制造基础》、《CAD/CAM技术》、《机械产品数字化逆向建模》,后置课程毕业设计、实习实训。专注于增材制造新型产业的科技前沿技术研究,服务新型工业化国家战略。
    依据人才培养方案、课程标准和企业生产服务的真实生产内容和业务流程,参照“1+X”职业技能等级标准,分析材料成型及控制专业主要专业能力要求和岗位需求,培养具备增材制造模型设计应用能力,具有工匠精神、创新能力和信息素养,能够从事增材制造工艺设计、增材制造设备操作等工作的高素质技术技能人才。
知识目标
(1)增材制造技术基础知识, 包括增材制造原理、工艺与装备;
(2)增材制造装备基础知识, 包括立体光固化、 熔融沉积、激光烧结等增材制造装备工作原理、零部件结构与功能;
(3)增材制造数据处理流程相关知识,增材制造常用工业软件使用方法;
(4)增材制造材料类型、 材料物性知识与适用工艺等。
技能目标
(1)能完成增材制造装备常用机械零部件的三维建模与工程图纸绘制等;
(2)能根据增材制造装备设计标准或规范完成装备机械零部件的试制及试验验证;
(3)能按照装备的装配图纸及装配要求进行增材制造装备核心功能部件 (如光学系统、 成形头、 在线监控、 步进/ 伺服传动等模块) 的组装与调试;
(4)能根据工艺需求设计三维模型、二维切片、 加工路径的数据处理流程。
素质目标
(1)恪守职责, 遵守有关法律法规和行业相关标准。
(2)诚实守信, 承担自身能力范围与专业领域内的工作。
(3)终身学习, 不断提高自身的工程能力与业务水平。
(4)服务社会, 为大众福祉、健康、安全与可持续发展提供支持。
(5)严于律己, 保守国家秘密、 技术秘密和商业秘密。
教师团队

任颜华

职称:教师

单位:兰州职业技术学院

部门:机电工程学院

王艳

职称:教师

王丹

职称:教师

教学方法

根据学情分析和教学内容特征,选择项目化教学、翻转课堂教学法、情景教学法、现场教学法、工作工程导向教学法、理实一体化及探究式、讨论式、参与式等教学方法。

(一)案例教学法

针对学生学过的知识,教师准备案例,采用“教学做”一体的模式,让学生了解加工思路,剩下的工作由学生独立自主完成,教师只是在一边答疑解惑。这种教学方法采用大量实例,学生在学习过程中可以发挥自主思考的能力,项目完成后有成绩感,积极性高,教学效果相对较好。将优秀实际案例引入教材、教学体系中,每个重要知识点均与实际应用结合起来,融合创新思维培养、团队学习方式、实践案例教学于课程教学中。

(二)项目引导教学法

3D设计与打印本身就是一个实践性非常强的课程。一个只有理论知识而没有实际设计能力的学生是无法在如今激烈的市场竞争中立足的。在教学中把实际项目通过简化、补充、完善等方法来适应、满足教学要求,从而全面培养学生的实际动手能力;

(三)答辩交流式教学

在教学班按照实际情况进行分组,每组自主选择一个项目任务,由小组在教师基础知识讲授的基础上配合完成项目任务,项目展示时学生自己讲解设计思路与设计创新,再由老师和同学共同探讨或是提问,最后小组自评、互评、教师评价相结合,进行成绩评定。这种方法很好的体现了学生的主体地位,锻炼了同学的语言组织能力和随机应变能力,考核了同学的专业知识面,使同学认识自己专业知识的不足之处,明确努力方向;发挥了学生的积极主动性,同时提高了学生团队协作的能力,也能取得较好的教学效果。

课程简介

增材制造技术,又称“3D打印技术”,被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。作为高端装备制造行业的关键技术,广泛应用于航空航天、医疗、汽车制造、建筑、艺术创作等领域。

本课程是材料成型与控制技术专业的专业核心课程,72学时,4学分。前置课程《机械制图》、《机械制造基础》、《机械产品数字化逆向建模》,后置课程毕业设计、实习实训。专注于增材制造新型产业的科技前沿技术研究,服务新型工业化国家战略。

依据人才培养方案、课程标准和企业生产服务的真实生产内容和业务流程,参照“1+X”职业技能等级标准,分析材料成型及控制专业主要专业能力要求和岗位需求,培养具备增材制造模型设计应用能力,具有工匠精神、创新能力和信息素养,能够从事增材制造工艺设计、增材制造设备操作等工作的高素质技术技能人才。

课程收获

通过本课程的学习,您将有以下收获

1、了解到增材制造技术的产生和发展历史。

2、了解几种主流增材制造技术的基础原理和常见的制造材料

3、利用建模软件进行产品三维模型的正向设计

4、会操作三维扫描仪,并能够利用软件进行扫描数据的处理

5、能够利用逆向设计软件进行产品模型的逆向设计

6、了解增材制造设备结构,并能够操作增材制造设备进行产品的打印制造。

7、了解增材制造技术最新应用、互联网+、个性化产品的创新创新。

8、能够将自己的创新思维转化为三维模型,能够完成综合零件的设计、制作与展示。

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学习人群

本课程适合装备制造类专业高等职业院校、中等职业院校学生学习;本课程也可作为 3D打印技术相关的从业人员、设计爱好者、社会学习者以及爱好3D打印技术的个人学习学习者可以根据需求选择部分内容进行学习。

本课程目的在于推广增材制造技术,拓宽学员制造加工的知识面,能够简单建模,打印制造零件。

1.机电一体化、机械制造及自动化、数控技术、模具设计与制造等专业的高职二年级学生:

此课程可作为上述专业的专业拓展课程或专业选修课程,学生可依据课程考核方案自主进行学习。2.材料成型及控制技术、增材制造技术、金属精密成型技术、数字化设计与制造技术等专业的高职二年级学生

此课程为上述专业的专业核心课程,可在教师的指导下开展线上、线下混合式教学与学习。

3.其他高等职业院校、中等职业院校学生,3D打印技术相关的从业人员、3D设计打印爱好者等社会人员和企业员工

学习者可以根据需求,选择部分模块或内容进行自主学习。



参考教材

1.主教材—“十三五”职业教育国家规划教材、“十四五”职业教育国家规划教材

书名:《3D打印制造》

书号:978-7-121-37557-6

作者:陈丽华,刘江

出版社:中国工信出版集团、电子工业出版社

出版时间: 2020-07

2.辅教材—1+X职业技能等级证书考核配套教材

书名:增材制造模型设计(初中级)

书号:978-7-111-71741-6

作者:殷铭 车明浪 耿东川 章青

出版社:机械工业出版社

出版时间: 2023-02-20


考核方案

 

 1.材料成型及控制技术、增材制造技术、金属精密成型技术、数字化设计与制造技术等专业的高职二年级学生

  课程考核方案由授课教师制定。

  建议采用“过程评价+形成评价+结果评价+增值评价”评价体系,全过程多维度多元化的综合考核学生综合素质。课程考核方案(考核内容、评分标准、考核方法、组织形式等)建议如下表。


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  2.机电一体化、机械制造及自动化、数控技术、模具设计与制造等专业的高职二年级学生

  开设专业拓展课程或专业选修课程的班级,由授课教师参考下图制定考核方案。

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  3.其他自主选课学生、社会学员可依据选修学生课程考核方案(下图)自主进行学习。

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教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.2 授课计划
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1.4 评价考核
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1.5 课程基本信息
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1.6 课程满意度调查
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2.3.1 任务 1.1  3D打印的产生与发展
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2.3.2 任务1.2  3D打印的原理
文档
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作业
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2.3.3 任务1.3  3D打印的材质
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作业
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文档
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2.4.1 任务2.1 构建3D模型
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2.4.2 任务2.2 打印3D模型
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2.4.3 任务2.3 3D模型的后期处理
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文档
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2.5.1 任务3.1光固化成型技术(sla)
视频
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视频
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作业
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2.5.2 任务3.2选择性激光烧结(SLS)
文档
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作业
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2.5.3 任务3.3熔融沉积成型技术(FDM)
文档
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视频
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视频
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2.5.4 任务3.4粉末粘接成型技术(3DP)
文档
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视频
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2.5.5 任务3.5薄材叠层制造成型(LOM)
文档
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2.6 项目4 认识3D打印机
文档
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视频
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2.6.1 任务1 打印操作流程
文档
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视频
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2.6.2 任务2 打印机操作界面
文档
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2.6.3 任务3 调平台
视频
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2.6.4 任务4 换料操作
视频
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2.6.5 任务5 打印头堵料处理
视频
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2.6.6 任务6 胶水使用方法
视频
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2.6.7 任务7 打印机的安全事项
文档
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2.8 思政小课堂
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2.9 综合测试
作业
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2.11 成果展示
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7.3 任务关联与组织实施
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7.3.1 任务2.1  行星齿轮的建模设计
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视频
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视频
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7.3.2 任务2.2  行星齿轮的切片设计
视频
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视频
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7.3.3 任务2.3  行星齿轮的打印与后处理
视频
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视频
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视频
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视频
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7.4 巩固训练与创新探索
作业
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7.5 思政小课堂
视频
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7.6 综合测试
作业
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7.8 成果展示
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8.3 任务关联与组织实施
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8.3.1 任务 4.1  手机支架的建模与装配设计
视频
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视频
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视频
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视频
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8.3.2 任务 4.2  手机支架的切片设计
视频
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8.3.3 任务4.3  手机支架的 3D 打印设计与装配
视频
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视频
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视频
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视频
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文档
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8.4 巩固训练与创新探索
作业
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8.5 思政小课堂
视频
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8.6 综合测试
作业
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8.8 成果展示
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9.3 任务关联与组织实施
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9.3.1 任务 6.1  3D 打印机基本构造认知与理解
视频
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视频
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9.3.2 任务 6.2   Prusa i3 3D 打印机的组装与调试
视频
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视频
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视频
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视频
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视频
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9.3.3 任务 6.3  Prusa i3 3D 打印机的维护与维修
视频
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9.4 巩固训练与创新探索
附件
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附件
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9.5 思政小课堂
视频
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9.6 综合测试
作业
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2024-03-01 --
9.8 成果展示
附件
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2024-03-01 --
10.1 增材制造虚拟仿真实验
文档
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10.2 选择性激光烧结打印虚拟仿真实验
附件
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2024-03-01 --
11.1 增材制造模型设计职业技能等级标准
文档
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12.1 历年竞赛规程
文档
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2024-03-01 123.50KB
 
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12.2 竞赛样题
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13.3 任务关联与组织实施
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13.3.1 任务 1.2  增材制造技术认知与理解
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13.3.2 任务 1.3  增材制造技术需求分析与材质选用
视频
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13.3.3 任务 1.4  增材制造建模与后期处理
视频
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13.4 巩固训练与创新探索
作业
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13.6 成果展示
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