《增材制造材料基礎》課程教學大綱

《增材制造材料基礎》課程教學大綱一、課程簡介課程中文名增材制造材料基礎課程英文名FundamentalsofAdditiveManufacturingMaterials雙語授課□是否課程代碼21122020課程學分2總學時數32課程類別□通識教育課程□公共基礎課程專業(yè)教育課程□綜合實踐課程□教師教育課程課程性質□必修選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學考核方式□閉卷開卷□課程論文□課程作品□匯報展示□報告?課堂表現?階段性測試?平時作業(yè)□其他（可多選）開課學院材料科學與工程學院開課系(教研室)材料加工系面向專業(yè)材料成型及控制工程開課學期第5學期先修課程材料成型原理、機械設計基礎后續(xù)課程有色金屬材料加工技術、沖壓工藝及模具設計課程設計選用教材自編講義參考書目1.潘家敬.增材制造工程材料基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,2021.2.楊占堯.增材制造與3D打印技術及應用[M].北京:清華大學出版社,2017.3.魏青松.增材制造技術原理及應用[M].北京:科學出版社,2019.課程資源教案、PPT課程簡介本課程是高等院校材控專業(yè)的一門專業(yè)選修課程。本課程從增材制造技術應用出發(fā)，內容涉及增材制造用材料科學基礎、增材制造用金屬材料、增材制造用高分子材料、增材制造用陶瓷材料、增材制造用液態(tài)光敏樹脂、增材制造用復合材料、增材制造用導電油墨材料、增材制造用生物醫(yī)用材料及增材制造用材料的力學性能。通過學習，學生可掌握面向增材制造技術的材料及其制備工藝。二、課程目標表1課程目標序號具體課程目標課程目標1使學生能夠描述增材制造技術基本原理及增材制造原材料的特性，列舉激光熔覆成型技術(LCF)、熔融沉積快速成型技術(FDM)、選擇性激光燒結技術(SLS)、立體光固化技術(SLA)、三維印刷成型(3DP)等不同增材制造技術的優(yōu)點和局限性，能根據成型技術原理以及所使用材料的不同選擇不同的增材制造技術，具有正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。課程目標2使學生能夠區(qū)別不同原材料通過增材制造技術獲得的產品其性能的優(yōu)點和局限性，能夠根據產品和工程實際的需求，確定明確的設計需求并開發(fā)相應的增材制造技術所需原材料的解決方案，具有精益求精的大國工匠精神，建立科技報國的家國情懷和使命擔當。表2課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求4：研究【M】4.1能夠熟悉和掌握材料的特性和加工工藝參數對材料成型行為的影響，并具有對原材料和產品性能做出有效評價的能力。課程目標1畢業(yè)要求3：設計/開發(fā)解決方案【M】3.1能夠根據產品和工程實際，確定明確的設計需求，利用工程科學的基本原理和技術手段，設計材料成型工藝、模具設計與制造過程中復雜工程問題的解決方案。課程目標2課程學習內容與方法表3-1課程目標、學習內容和教學方法對應關系序號課程模塊學習內容學習任務課程目標學習重點難點教學方法學時1走進增材制造1.增材制造技術基本原理拓展閱讀：增材制造技術面臨的挑戰(zhàn)課程目標1、2重點：1.增材制造技術基本原理2.增材制造技術分類及特點難點：3.不同增材制造技術對原材料需求講授法案例教學22.增材制造技術分類及特點課程目標1、2講授法案例教學23.不同增材制造技術對原材料需求課程目標1、2講授法案例教學24.增材制造技術原材料的分類及特點課程目標1、2講授法案例教學25.專題討論不同增材制造技術對國民經濟及社會發(fā)展的影響課程目標1、2講授法案例教學22增材制造高分子材料1.增材制造高分子材料的種類及進展拓展閱讀：高分子化合物的組成、分子量、聚合反應類型、分類與命名、分子鏈構型、聚集態(tài)結構和力學狀態(tài)等內容。課程目標1、2重點：1.各種增材制造高分子材料的特性難點：2.增材制造高分子材料的優(yōu)點和局限性，并能根據不同的需求進行高分子材料的選擇講授法、專題研討22.增材制造高分子材料的優(yōu)點和局限性課程目標1、2講授法、專題研討23.各種增材制造高分子材料的特性課程目標1、2講授法、專題研討24.專題討論高分子材料在增材制造中的新應用課程目標1、2講授法、專題研討23增材制造金屬材料1.增材制造金屬材料的種類及進展拓展閱讀：金屬的晶體學相關理論基礎、固溶體、中間相及相圖基礎等相關內容。課程目標1、2重點：1.各種增材制造金屬材料的特性難點：2.增材制造金屬材料的優(yōu)點和局限性，并能根據不同的需求進行金屬材料的選擇講授法、專題研討22.增材制造金屬材料的優(yōu)點和局限性課程目標1、2講授法、專題研討23.各種增材制造金屬材料的特性課程目標1、2講授法、專題研討24.專題討論金屬材料在增材制造中的新應用課程目標1、2講授法、專題研討24增材制造陶瓷材料1.增材制造陶瓷材料的種類及進展拓展閱讀：機械破碎法、固相法、液相法和氣相法等陶瓷粉體的制備工藝。課程目標1、2重點：1.各種增材制造陶瓷材料的特性難點：2.增材制造陶瓷材料的優(yōu)點和局限性，并能根據不同的需求進行陶瓷材料的選擇講授法、專題研討22.增材制造陶瓷材料的優(yōu)點和局限性課程目標1、2講授法、專題研討23.各種增材制造陶瓷材料的特性課程目標1、2講授法、專題研討2四、課程考核（一）考核內容與考核方式表4-1課程目標、考核內容與考核方式對應關系課程目標考核內容所屬學習模塊/項目考核占比考核方式課程目標11.增材制造技術基本原理增材制造技術基本原理59%課堂表現、平時作業(yè)、開卷考試2.增材制造原材料的分類及特性增材制造技術基本原理3.增材制造技術的分類增材制造技術基本原理4.不同增材制造技術的優(yōu)點和局限性增材制造技術基本原理課程目標21.增材制造高分子材料的分類、特性及優(yōu)點和局限性增材制造高分子材料41%課堂表現、平時作業(yè)、開卷考試2.增材制造金屬材料的分類、特性及優(yōu)點和局限性增材制造金屬材料3.增材制造陶瓷材料的分類、特性及優(yōu)點和局限性增材制造陶瓷材料4.根據產品和工程實際的需求，設計/開發(fā)相應的增材制造技術所需原材料增材制造技術基本原理、增材制造高分子材料、增材制造金屬材料、增材制造陶瓷材料表4-2課程目標與考核方式矩陣關系課程目標考核方式考核占比期末考試成績比例60%課堂紀律成績比例30%平時作業(yè)成績比例16%課堂表現成績比例16%課程目標148%53%46%46%59%課程目標252%47%54%54%41%（二）成績評定1.平時成績評定（1）課堂表現（40分）：通過學生在課堂上的表現情況、發(fā)言與提問情況，來評價學生相關的能力。評價重點為價值目標，特別是：專業(yè)認同、理想信念、家國情懷、社會責任、學習態(tài)度、學習興趣、科學精神與創(chuàng)新精神、工匠精神、團隊合作與終身學習意識。（2）作業(yè)完成情況（40分）：圍繞課程的學習目標進行作業(yè)的設計。如讓學生簡述對于某種特種加工技術的認識，考核學生對于加工技術的理解情況，幫助學生將書本上的文字轉化為自己的理解。（3）階段測試（20分）：階段學習后進行測驗，包括選擇題、填空題，判斷題、簡答題等。按照測驗的參考答案評分標準進行評分。2.期末成績評定期末課程為開卷考試（60%）：依據課程考查實際得分計。課程考核主要考察學生對增材制造技術相關的基本概念理解、對增材制造原材料的分類及每一類原材料的優(yōu)點和局限性的理解并清楚每一類原材料的適用范圍。3.總成績評定總成績由平時考核成績和期末考核成績構成。按平時成績（課堂紀律+平時作業(yè)+課堂表現）占（40%）和期末成績（60%）綜合制評定學生考核成績。即：總成績（100%）=平時成績（40%）+期末成績（60%）（三）評分標準表5評分標準（非試卷考核項目）考核項目評分標準優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課堂表現（1）課堂紙練習、回答問題正確，且能進行解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點正確，問題有深度、有創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題正確，但解釋欠清楚（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點正確，但問題無深度或無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題大部分正確，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點基本正確，但問題無深度、無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題錯誤率在30~50%之間，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點有部分錯誤，或邏輯不嚴密（50%）。（1）課堂測驗、回答問題錯誤率超過50%，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點錯誤，思路不清晰，邏輯不嚴密（50%）。課后作業(yè)（1）答案正確率超過90%（80%）。（2）部分作業(yè)完成方法、思路有創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在80~89%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在70-79%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫較規(guī)范，無抄襲，態(tài)度基本端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在60-69%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不夠規(guī)范，或有少量抄襲痕跡（10%）。（1）作業(yè)正確率在60%以下（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不規(guī)范，有明顯抄襲，或有部分作業(yè)未完成（10%）。未提交作業(yè)記0分。階段測試掌握增材制造的基本原理、分類及特性和不同增材制造技術的優(yōu)點和局限性。理解和掌握增材制造高分子材料、陶瓷材料以及金屬材料的分類、特性及優(yōu)點和局限性。能根據產品和工程實際的需求，設計/開發(fā)相應的增材制造技術所需原材料。較掌握增材制造的基本原理、分類及特性和不同增材制造技術的優(yōu)點和局限性。較理解和掌握增材制造高分子材料、陶瓷材料以及金屬材料的分類、特性及優(yōu)點和局限性。較能根據產品和工程實際的需求，設計/開發(fā)相應的增材制造技術所需原材料。（1）基本掌握增材制造的基本原理、分類及特性和不同增材制造技術的優(yōu)點和局限性。（2）基本理解和掌握增材制造高分子材料、陶瓷材料以及金屬材料的分類、特性及優(yōu)點和局限性。（3）基本能根據產品和工程實際的需求，設計/開發(fā)相應的增材制造技術所需原材料。但存在一些問題。（1）基本掌握增材制造的基本原理、分類及特性和不同增材制造技術的優(yōu)點和局限性。（2）基本理解和掌握增材制造高分子材料、陶瓷材料以及金屬材料的分類、特性及優(yōu)點和局限性。（3）基本能根據產品和工程實際的需求，設計/