《3D打印技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)48 課時

1、課程六：3D打印技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)一、課程基本信息課程名稱：3D打印技術(shù) 學(xué) 分：8課程代碼： 學(xué) 時：48先修課程：AUTOCAD/UG/Inventor 后續(xù)課程：數(shù)控銑加工技術(shù)適用專業(yè)：數(shù)控加工/模具制造 修 訂 人： 審 核 人： 修訂時間：2019年6月二、課程定位和設(shè)計思路3D打印與制造是計算機(jī)輔助設(shè)計與制造專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)拓展課之一，也是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的技術(shù)課，是培養(yǎng)工業(yè)設(shè)計行業(yè)專門從事產(chǎn)品造型，培養(yǎng)空間想象能力、三維模型設(shè)計能力、產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計的三維模型設(shè)計與制作，3D打印與制造即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以3D數(shù)字模型為基礎(chǔ)，通過逐層打印可粘平臺的材料(包括塑料、金屬、生物材料等

2、)方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，3D打印已在科研、教育、制造等行業(yè)得到越來越多應(yīng)用。為從事創(chuàng)造性工作奠定基礎(chǔ)。本課程本著滿足學(xué)生個性化發(fā)展的需要，融合本校辦學(xué)理念和傳統(tǒng)文化。內(nèi)容設(shè)計方面將根據(jù)任務(wù)驅(qū)動，基于工作過程確立課程標(biāo)準(zhǔn)，按項(xiàng)目組織整合課程內(nèi)容；旨在通過學(xué)生對世界制造業(yè)領(lǐng)域正在迅速發(fā)展的“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)（3D打印技術(shù)）”的學(xué)習(xí)與實(shí)踐；在“揮動想象的翅膀”的過程中，體驗(yàn)創(chuàng)意的神奇和偉大；快速提高學(xué)生的空間思維能力和創(chuàng)造力；提高學(xué)生參與社會實(shí)踐活動的積極性與合作、協(xié)調(diào)能力。同時也初步體會3D制造技術(shù)將給社會帶來的社會倫理困境。主要思路有：加強(qiáng)實(shí)踐案例教學(xué)，充分利用校內(nèi)計算機(jī)實(shí)訓(xùn)室，加大實(shí)

3、踐課時，進(jìn)行教師現(xiàn)場輔導(dǎo)，師生互動交流；明確培養(yǎng)目標(biāo)，加強(qiáng)上機(jī)訓(xùn)練、為就業(yè)拓寬一條渠道。三、課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容課程描述基于工作過程確立課程標(biāo)準(zhǔn)，按項(xiàng)目組織整合課程內(nèi)容；以校企合作，工學(xué)結(jié)合為平臺，以案例教學(xué)為途徑，傾力打造本課程。將產(chǎn)品設(shè)計與計算機(jī)繪圖有機(jī)地結(jié)合在一起，以職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)為主線組織教學(xué)內(nèi)容；本課程主要采用北京太爾時代科技有限公司的UP Plus印機(jī)作為課程實(shí)驗(yàn)配套工具，并配合我院的專業(yè)特色專門開發(fā)的教材和課件，采用基于項(xiàng)目教學(xué)形式，可以作為獨(dú)立的校本專業(yè)拓展課程，也可以將設(shè)計項(xiàng)目融入通用拓展課程是集相關(guān)行業(yè)工程技術(shù)應(yīng)用型人才的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，

4、增加實(shí)訓(xùn)學(xué)時，少講多練，提高學(xué)生應(yīng)用軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計與3D打印、加工的能力。加強(qiáng)實(shí)踐案例教學(xué)，充分利用校內(nèi)計算機(jī)實(shí)訓(xùn)室，加大實(shí)踐課時，進(jìn)行教師現(xiàn)場輔導(dǎo)，師生互動交流；明確培養(yǎng)目標(biāo)，加強(qiáng)上機(jī)訓(xùn)練、為就業(yè)拓寬一條渠道。課程目標(biāo)1. 能力目標(biāo)：閱讀分析產(chǎn)品快速表現(xiàn)圖紙、產(chǎn)品草繪結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品相關(guān)零件圖；提升學(xué)生的設(shè)計空間的想象能力；產(chǎn)品設(shè)計出圖能力；能完成不同軟件間的文件交換與共享。2. 知識目標(biāo)：掌握基于特征的產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)部件的建模方法，掌握三維實(shí)體造型、建模、曲面設(shè)計打印與制造工藝。3. 素質(zhì)目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)完本課程，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題，解決問題的能力；擁有實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新精神；具有培養(yǎng)良好

5、的協(xié)作精神。學(xué)習(xí)內(nèi)容1、 軟件安裝/工具箱相關(guān)應(yīng)用/各類工具配套實(shí)例2、 各類工具配套實(shí)例繪制3、 基本特征創(chuàng)建(拉伸實(shí)體材料與移除編輯應(yīng)用)4、 基準(zhǔn)特征的創(chuàng)建-旋轉(zhuǎn)特征5、 案例制作實(shí)例六角螺桿6、 進(jìn)入3D打印階段準(zhǔn)備條件打印數(shù)據(jù)的檢查與處理7、 軟件的自動修復(fù)應(yīng)用，打印工藝優(yōu)化(支撐、殼、填充方式的優(yōu)化)8、 三維掃描原理、掃描儀操作、曲面重構(gòu)、打印數(shù)據(jù)處理9、 打印作品的上色、修磨、裝配，或丙酮熏蒸10、 可以采取集中展示作品，由師生共同評價作品或者在微信公總號平臺網(wǎng)上展示作品，采用開放式評價制度，不建議用考試方式給學(xué)生評分參考性學(xué)習(xí)任務(wù)序號名稱學(xué)時13D打印技術(shù)的原理423DCAD

6、軟件應(yīng)用123設(shè)計結(jié)果的表達(dá)84打印數(shù)據(jù)的檢查與處理85逆向設(shè)計應(yīng)用1263D打印作品的后處理4四、學(xué)習(xí)任務(wù)描述表（一）3D打印技術(shù)的原理學(xué)習(xí)任務(wù)描述表一體化課程名稱3D打印技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)名稱3D打印技術(shù)的原理學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)時4學(xué)習(xí)任務(wù)情境現(xiàn)有學(xué)校新建3D打印工作室，為滿足課程要求，需要安裝3D打印軟件、CAD繪圖軟件、安裝3D打印設(shè)備。要求學(xué)生完成軟件的安裝，打印機(jī)設(shè)置。學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 了解FDM打印原理2. 掌握打印機(jī)機(jī)電系統(tǒng)組成3. 各種打印材料的分類認(rèn)識4. 打印軟件應(yīng)用5. CAD軟件學(xué)習(xí)與CAD-STL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)內(nèi)容1. FDM原理2. 打印機(jī)機(jī)電系統(tǒng)組成3. 打印材料4. 打印軟件5.

7、 CAD軟件簡介6. CAD-STL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換教學(xué)建議1. 在老師指導(dǎo)下完操作打印機(jī)。2. 采用多媒體、示范操作（教師可先行對部分學(xué)生進(jìn)行個別指導(dǎo)，使他們達(dá)到規(guī)范的操作要求，上課時由這部分學(xué)生協(xié)助老師進(jìn)行示范）。3. 教師組織學(xué)生以小組形式討論繪圖操作的方法。4. 4、組織學(xué)生采用現(xiàn)場操作、作品展示等經(jīng)驗(yàn)介紹。（二）3DCAD軟件應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)描述表一體化課程名稱3D打印技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)名稱3DCAD軟件應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)時12學(xué)習(xí)任務(wù)情境現(xiàn)有一批零件模型，因無圖紙，現(xiàn)在需要用3D打印軟件根據(jù)模型建立三維圖紙模型，并進(jìn)行存檔。要求根據(jù)模型測量相關(guān)尺寸，使用3D打印技術(shù)三維繪圖相關(guān)命令進(jìn)行繪制圖型，并整理歸

8、類存檔。學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 培養(yǎng)學(xué)生三維繪圖空間想象力2. 能根據(jù)圖紙要求正確選擇構(gòu)圖平面、構(gòu)圖基準(zhǔn)進(jìn)行繪圖3. 能掌握二維草圖的繪制與編輯4. 能掌握拉伸實(shí)體的構(gòu)建方法，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)5. 能掌握旋轉(zhuǎn)實(shí)體的構(gòu)建方法，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)6. 能掌握放樣實(shí)體的構(gòu)建方法，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)7. 能掌握掃描實(shí)體的構(gòu)建方法，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)學(xué)習(xí)內(nèi)容1. 三維繪圖的基本知識2. 二維草圖的繪制3. 拉伸實(shí)體 4. 旋轉(zhuǎn)實(shí)體5. 放樣實(shí)體6. 三維繪圖實(shí)體編輯指令7. 曲面裁剪、過渡、裝配教學(xué)建議1、在老師指導(dǎo)下完成繪圖軟件各種命令的使用。2、采用多媒體、示范操作（教師可先行對部分學(xué)生進(jìn)行個別指導(dǎo)，使他們達(dá)到規(guī)范的操作要

9、求，上課時由這部分學(xué)生協(xié)助老師進(jìn)行示范）。3、教師組織學(xué)生以小組形式討論繪圖軟件操作的方法。4、組織學(xué)生采用現(xiàn)場操作、作品展示等經(jīng)驗(yàn)介紹。（三）設(shè)計結(jié)果的表達(dá)學(xué)習(xí)任務(wù)描述表一體化課程名稱3D打印技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)名稱設(shè)計結(jié)果的表達(dá)學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)時8學(xué)習(xí)任務(wù)情境對前面做創(chuàng)建的3D模型，進(jìn)行相應(yīng)的圖型后處理工作，生成三視圖、模型渲染設(shè)計、仿真動畫并進(jìn)行存檔。要求根據(jù)模型生成三視圖，使用3D打印技術(shù)三維繪圖相關(guān)命令進(jìn)行繪制圖型，并整理歸類存檔。學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 培養(yǎng)學(xué)生三維繪圖空間想象力2. 能根據(jù)圖紙要求正確選擇構(gòu)圖平面、構(gòu)圖基準(zhǔn)進(jìn)行繪圖3. 能掌握三視圖正確表達(dá)方式4. 能掌握各種剖視圖、斷面圖的表達(dá)5. 能

10、對各種零件模型進(jìn)行渲染設(shè)計學(xué)習(xí)內(nèi)容1. 三視圖的基本知識2. 視圖正確表達(dá)方式3. 剖視圖、斷面圖的表達(dá)4. 模型渲染設(shè)5. 仿真動畫教學(xué)建議1. 在老師指導(dǎo)下完成繪圖軟件各種命令的使用。2. 采用多媒體、示范操作（教師可先行對部分學(xué)生進(jìn)行個別指導(dǎo)，使他們達(dá)到規(guī)范的操作要求，上課時由這部分學(xué)生協(xié)助老師進(jìn)行示范）。3. 教師組織學(xué)生以小組形式討論繪圖軟件操作的方法。4. 組織學(xué)生采用現(xiàn)場操作、作品展示等經(jīng)驗(yàn)介紹。（四）打印數(shù)據(jù)的檢查與處理學(xué)習(xí)任務(wù)描述表一體化課程名稱3D打印技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)名稱打印數(shù)據(jù)的檢查與處理學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)時8學(xué)習(xí)任務(wù)情境某校企業(yè)合作企業(yè)因生產(chǎn)加工需要，來料加工一批產(chǎn)品首件模型，現(xiàn)在

11、要求對所提供模型進(jìn)行檢查與處理。對前面做創(chuàng)建的3D模型，進(jìn)行相應(yīng)的圖型后處理工作，STL數(shù)據(jù)水密性、流行格式檢查并進(jìn)行存檔。學(xué)習(xí)目標(biāo)1、 培養(yǎng)學(xué)生了解3D打印數(shù)據(jù)文件的相關(guān)知識2、 掌握STL數(shù)據(jù)水密性檢查3、 掌握流行格式檢查4、 掌握軟件的自動修復(fù)應(yīng)用5、 掌握打印工藝優(yōu)化(支撐、殼、填充方式的優(yōu)化)方法學(xué)習(xí)內(nèi)容1、 掌握STL數(shù)據(jù)水密性檢查2、 掌握流行格式檢查3、 軟件的自動修復(fù)應(yīng)用4、 打印工藝優(yōu)化(支撐、殼、填充方式的優(yōu)化)教學(xué)建議1、在老師指導(dǎo)下完成各種命令的使用。2、采用多媒體、示范操作（教師可先行對部分學(xué)生進(jìn)行個別指導(dǎo)，使他們達(dá)到規(guī)范的操作要求，上課時由這部分學(xué)生協(xié)助老師進(jìn)行

12、示范）。3、教師組織學(xué)生以小組形式討論3D打印技術(shù)9、1繪圖操作的方法。4、組織學(xué)生采用現(xiàn)場操作、作品展示等經(jīng)驗(yàn)介紹。（五）逆向設(shè)計應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)描述表一體化課程名稱3D打印技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)名稱逆向設(shè)計應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)時12學(xué)習(xí)任務(wù)情境某校企業(yè)合作企業(yè)因生產(chǎn)加工需要，現(xiàn)有一批玩具汽車模型，根據(jù)現(xiàn)有模型要求用逆向設(shè)計應(yīng)用進(jìn)行建模。要求根據(jù)實(shí)際加工生產(chǎn)要求，使用3D打印技術(shù)進(jìn)行3D建模，并整理歸類存檔。學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 培養(yǎng)學(xué)生了解逆向設(shè)計應(yīng)用原理2. 培養(yǎng)學(xué)生了解三維掃描原理3. 掌握掃描儀操作使用方法4. 掌握繪圖軟件曲面重構(gòu)技巧5. 掌握打印數(shù)據(jù)處理學(xué)習(xí)內(nèi)容1. 向設(shè)計應(yīng)用原理2. 掃描儀操作使用方法3

13、. 曲面重構(gòu)技巧4. 打印數(shù)據(jù)處理教學(xué)建議1、在老師指導(dǎo)下完成各種命令的使用。2、采用多媒體、示范操作（教師可先行對部分學(xué)生進(jìn)行個別指導(dǎo)，使他們達(dá)到規(guī)范的操作要求，上課時由這部分學(xué)生協(xié)助老師進(jìn)行示范）。3、教師組織學(xué)生以小組形式討論3D打印技術(shù)9、1繪圖操作的方法。4、組織學(xué)生采用現(xiàn)場操作、作品展示等經(jīng)驗(yàn)介紹。（六）3D打印作品的后處理學(xué)習(xí)任務(wù)描述表一體化課程名稱3D打印技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)名稱3D打印作品的后處理學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)時4學(xué)習(xí)任務(wù)情境某校企業(yè)合作企業(yè)因生產(chǎn)加工需要，現(xiàn)有一批玩具汽車3D打印作品模型，根據(jù)圖紙要求對模型進(jìn)行相應(yīng)后處理。并整理歸類存檔。學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 培養(yǎng)學(xué)生了解3D打印作品的后處理2

14、. 掌握打印作品的打磨方法3. 掌握打印作品的修磨法4. 掌握打印作品的裝配法5. 掌握打印作品的丙酮熏蒸方法學(xué)習(xí)內(nèi)容1. 打印作品的打磨方法2. 打印作品的修磨法3. 打印作品的裝配法4. 打印作品的丙酮熏蒸方法教學(xué)建議1、在老師指導(dǎo)下完成各種命令的使用。2、采用多媒體、示范操作（教師可先行對部分學(xué)生進(jìn)行個別指導(dǎo)，使他們達(dá)到規(guī)范的操作要求，上課時由這部分學(xué)生協(xié)助老師進(jìn)行示范）。3、教師組織學(xué)生以小組形式討論3D打印技術(shù)9、1繪圖操作的方法。4、組織學(xué)生采用現(xiàn)場操作、作品展示等經(jīng)驗(yàn)介紹。五、教學(xué)實(shí)施建議1、根據(jù)內(nèi)容特點(diǎn)選擇多種行動導(dǎo)向的教學(xué)方法，以學(xué)生為主體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣。2、任務(wù)驅(qū)動，讓學(xué)生主動獲取知識，掌握自學(xué)的方法與技能。3、小組合作進(jìn)行訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。4、案例教學(xué)