四年制3D打印技术应用人才培养方案

3D打印技术应用专业人才培养方案目录TOC\o"1-1"\h\u2817一、招生对象 132644二、学制与毕业要求 118165三、专业人才需求分析及培养目标、规格 12982四、职业范围 33769五、课程体系 327513六、教学计划进度表（见附表） 1122269七、其它说明 16一、招生对象招生对象：招收初中毕业生或具有同等学历者。二、学制与毕业要求（一）学制基本学制：全日制4年。（二）毕业要求1.学业要求：按规定修完所有课程、成绩全部合格。2.取证要求：职业资格证书：计算机绘图员（三级）职业资格证。其它要求：参加半年的顶岗实习并考核合格。三、专业人才需求分析及培养目标、规格（一）市场需求：3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物，这种打印技术称3D立体打印技术。3D打印设备、原材料加工设备制造企业，大量需要从事生产、装配、安装、调试、培训、管理和设计、操作、加工、维护等工作的人员。培养目标：面向全国及运城当地制造企业、3D打印服务业，培养掌握产品设计、模具设计和3D打印的知识与技能，具备3D打印技术应用能力，能从事3D产品设计、工业产品设计、三维扫描仪逆向造型、3D打印设备操作、设备维护及管理等工作，有一定的自我学习、自我发展能力、创新、创业能力和良好的职业素养的高技能应用型人才。面向汽车、机械制造、钢铁冶金、石油、轻工、医疗器械、包装、礼品工业、钟表、民爆、服装、化妆品、烟草、家用电器、光通讯、视听、航天航空等行业从事产品设计和传统加工制造工作；机械装备制造业、汽车制造业、工程机械制造业、电子信息行业、航空制造、医学、农业、轻工行业从事3D建模、3D测量、3D打印制造、模具设计、产品设计、工业设计、产品质量检验、售后服务、经营管理等；从事3D照相馆、3D食品打印机等创意新兴行业。（三）培养规格1.职业素养：热爱社会主义祖国和社会主义事业、拥护党的基本路线，具有马列主义、毛泽东思想和邓小平理论的基础知识；有强烈的社会责任感、明确的职业理想和良好的职业道德，勇于自谋职业和自主创业；具有面向基层、服务基层、扎根于群众的思想观点，理论联系实际、实事求是、言行一致的思想作风，踏实肯干、任劳任怨的工作态度，不断追求知识、独立思考、勇于创新的科学精神。具有从事本专业所必需的文化基础知识、现代科技知识、专业基础知识和专业知识，并具备与本专业相关的多学科基本理论知识。具有从事本专业所必需的专业能力、方法能力、社会能力。具有健康的体魄和良好的心理，能胜任本专业岗位的工作，能在工作中讲求协作，对在竞争中遭遇挫折具有足够的心理承受能力，能在艰苦的工作中不怕困难，奋力进取，不断激发创造热情。具有热爱劳动的观念，善于和劳动人民进行情感沟通，了解劳动知识，掌握劳动本领，有从事艰苦工作的思想准备。2、专业知识和技能：（1）掌握从事本专业必需的文化基础知识，包括：德育、数学、英语、计算机应用基础、体育等课程。（2）掌握工程制图、机械基础、电工基础、3D打印材料、公差与技术配合、素描基础、材料成型技术、美术基础等专业基础知识。（3）掌握快速成型设备的原理与应用、3D扫描的原理与应用、工业产品设计、表面处理工艺、立体造型设计、逆向工程、平面设计、产品设计表现技法等专业核心知识。（4）掌握各种常见的快速成型设备的使用方法，并能运用手绘和三维软件完成工业产品设计；掌握表面处理的基本方法和手段，能够独立编程和操作3D打印机打印产品，能够运用三维扫描仪和相关软件对产品进行逆向设计；掌握常见3D打印材料的特性与成型方法，并能对至少一种快速成型方法进行成本核算。（5）掌握3D打印项目管理、电子商务的基本理论知识。3．能力要求（1）具有较好的平面设计基本功，能手绘产品草图，效果图；（2）具有较强的三维软件建模能力，特别是曲面建模能力，能运用软件对产品进行仿真渲染；（3）熟悉机械制图，能绘制产品工程图，熟悉各种工量具的使用，能检验产品；（4）掌握快速成型设备的操作,能够对各种快速成型设备的调试与校核；（5）熟悉产品的功能与特征，熟悉表面处理工艺；（6）熟悉产品的逆向设计，能根据图纸或者图片，对原有产品进行更改设计；（7）具有从事3D打印项目管理、逆向工程项目管理或经营管理的能力；（8）具有营销策划和网络营销等电子商务能力。四、职业范围序号专业（技能）方向对应职业（工种）职业资格证1计算机绘图计算机绘图员

高级计算机绘图员23D产品设计3D产品设计师

五、课程体系(一)课程体系设计思路通过社会调研得知，3D打印技术应用专业面向的各职业岗位的专业工作任务如下表所示：专业职业岗位工作任务3D打印技术应用产品设计师接受任务，了解客户需求，确定设计方案，设计产品外观和内部结构，评估产品3D打印后可能缺陷提出产品修改方案。产品测量与检验员逆向工程中测量产品，3D打印后检验产品是否满足图纸要求，产品外观检验，提供尺寸与产品质量报告3D打印机调试与维修人员3D打印机和逆向工程相关设备的安装、调试、维护保养，对打印产品缺陷进行正确判断分析和提出解决方案，对3D打印设备的硬件问题负责修理。3D打印机床操作员导入产品图样，使用软件进行切片分层，打印机软件类问题解决，传输打印程序，启动自动加工，打印后产品硬化及后处理。逆向工程设计师根据客户要求及产品修改前后的特征评估，提供3D打印工序卡和后制程工艺卡，根据采集员的数据对模型进行复原与修改。产品3D数据采集员根据逆向设计的安排对现有模型进行3D数据采集，主要使用3D扫描仪及逆向处理软件。3D产业相关营销人员从事3D打印设备、原料耗材、3D打印成品营销，OEM和ODM业务员、项目管理、3D打印培训讲师等通过分析，将上述各个职业岗位的工作任务进行系统化归纳后，确定本专业的典型工作任务为：（1）设计产品外观（2）绘制产品图（3）完成产品渲染效果图（4）校核并调试3D打印机（5）打印产品及后处理（6）产品测量与检验（7）逆向工程之产品3D数据采集（8）逆向工程之逆向设计（9）3D打印产品营销 2．标准解读（培养规格要求）3D打印技术应用专业典型工作任务、对应的职业资格证书标准和对应的双证课程如下表所示：典型工作任务对应的职业资格证书标准对应的双证课程技能要求相关知识1.设计产品外观能绘制产品草图，立体效果图，熟悉工业产品设计流程，能熟练的造型与搭配颜色。美术素描基础知识，平面绘图知识，颜色光影理论知识，立体造型知识。美术基础立体造型设计色彩构成素描基础2.绘制产品图具有较强的三维软件建模能力，特别是曲面建模能力。熟悉各种产品的结构，重点是电子产品与工艺品。掌握快速成型产品特征。能绘制产品工程图产品设计知识，材料成型与工艺知识，3D打印原理、3D打印材料特性知识、INVENTOR、Geomagic软件建模知识，机械制图知识工业产品设计材料成型技术INVENTOR建模基础Gemagic基础3D打印与快速成型3D打印材料的功能使用机械制图与CAD3.逆向工程之逆向设计4.完成产品渲染效果图具有较强的软件渲染功底，能对3D模型进行仿真渲染，熟悉表面处理工艺，熟悉产品后制程效果。Inventor基本渲染知识、3Dmax立体模型与外观渲染知识，产品表面处理工艺知识表面处理工艺平面设计、产品设计表现技法Inventor或3Dmax应用photoshop5.打印产品及后处理能够运用软件编制自动打印程序，熟悉各种快速成型设备的使用方法与特点，熟悉产品后处理。3D打印机的特点、组成、基本原理与操作，产品表面处理工艺知识。专用软件知识表面处理工艺快速成型技术与应用3D打印设计综合实训6.校核并调试3D打印机熟练操作3D打印机进行加工，熟悉3D打印机的保养与维护，熟悉各种快速成型设备的调试与校核。3D打印机的特点、组成、基本原理与操作，各种快速成型机的结构组成。维护与保养的知识，3D打印设备的应用与维护电工基础7.产品测量与检验熟悉机械制图，识读产品二维图，熟悉各种工量具的使用，熟悉产品的功能与特征，熟悉装配工艺。机械制图知识，公差与测量技术知识，产品装配图，零件图，模具装配过程和装配工艺。公差与测量技术机械制图表面处理工艺8.逆向工程之产品3D数据采集熟练使用3维扫描仪，能制定数据采集方案，能调整各种技术参数，达成数据的精准性。能评估逆向工程的可行性与存在的问题。3D扫描技术及应用知识，3D扫描仪的维护、调试，曲面造型基本知识，Geomagic软件建模知识，产品设计知识工业产品设计Gemagic基础逆向工程INVENTOR建模基础9.3D打印产品营销熟悉3D打印方式成本核算方法，熟悉3D打印与逆向工程操作流程，具有一定的营销与业务能力，具有电子商务、自主创业、经营网店的能力。3D打印材料的特点与应用知识，快速成型技术，电子商务知识，网络营销与营销策划知识。电子商务与网络营销营销策划3D打印材料的功能使用快速成型技术与应用（二）专业核心课程描述课程名称公差配合与测量技术学时40课时学期1考核方式考试课程目标使学生掌握公差配合、形位公差、表面粗糙度的基本概念、符号、标准及其识读方法，熟悉国家有关标准，培养学生标准化．规范化和质量意识，养成良好的行为素质和职业道德。主要教学内容绪论、光滑圆柱结合的极限与配合、测量技术基础、形状和位置公差及检测、表面粗糙度及检测、光滑极限量规、常用联接件的公差与检测。考核项目平时考核与期末考试相结合，平时考核包括考勤、作业、课堂答问，期末考试为闭卷笔试。课程名称机械制图学时160课时学期1、2考核方式考试课程目标使学生掌握机械制图的基本知识和有关国家标准。以识图为主，识图与绘图相结合，着重培养学生识图能力。能看懂零件图和中等复杂程度的装配图，并能绘制一般零件图和简单装配图。主要教学内容绪论、制图的基本知识、投影法的基本知识、立体的表面交线、组合体的视图、轴测图、机件的表达方法、标准件和常用件、零件图、装配图、机械产品制图测绘。考核项目平时考核与期末考试相结合，平时考核包括考勤、作业、课堂答问，期末考试为闭卷笔试。课程名称机械基础（不含液压）学时80课时学期2考核方式考试课程目标机械基础是机械工程方面一门入门性质的技术基础课程,其任务是使学生获得从事与机械类专业技术有关工作所必须具有的基本理论、基本知识,懂得机械零件的种类、结构特点和应用；对于学习后续课课程或从事机械专业都是很重要的,它是机械专业的学生最基本的学科。主要教学内容主要包括绪论、杆件的静力分析、直杆的基本变形、机械工程材料、连接、机构、机械传动、支承零部件、机械的节能环保与安全防护、液压传动和气压传动，融机械工程材料、机械传动、常用机构及轴系零件。考核项目平时考核与期末考试相结合，平时考核包括考勤、作业、课堂答问，期末考试为闭卷笔试。课程名称金属材料与热处理学时80课时学期2、3考核方式考试课程目标主要学习3D打印材料的成分．组织．性能及应用方面的一般规律．钢的热处理的原理与方法等基本知识，使学生具备正确选用3D打印材料及主要打印方法并能在编制零件加工工艺过程中灵活运用的能力。主要教学内容内容包括金属材料的性能、常见金属的晶体结构与结晶、金属的塑性变形与再结晶、合金的结构与结晶、铁碳合金相图和碳钢、钢的热处理、合金结构钢、特殊性能钢、工具钢、粉末冶金与硬质合金、铸铁、非铁金属、非金属材料简介、机械零件的毛坯选择与质量检验。考核项目平时考核与期末考试相结合，平时考核包括考勤、作业、课堂答问，期末考试为闭卷笔试。课程名称Inventor建模与工程图学时100课时学期3考核方式考查课程目标通过计算机绘图设计软件的学习，旨在提高学生利用先进的信息技术解决生产实际问题的能力，要求学生能绘制一般的零件图、装配图，绘制的图形规范合理。主要教学内容主要内容包括inventor的基础知识，零件图形对象特性控制与图层管理，输出零件图形，绘制和编辑基本零件图形，零件图块的使用和图案填充，为机械图形添加尺寸标注和文字说明，机械工程图基础知识，绘制机械零件平面图、立面图、剖面图，最后根据所学的知识使用inventor进行综合应用案例训练。考核项目平时考核与期末考试相结合，平时考核包括考勤、作业、机房练习，期末考试为计算机上机测试。课程名称电工电子技术学时80课时学期4、5考核方式考试课程目标要求非电类专业学生掌握电工技术的基础知识和基本技术，能将基础理论与应用紧密结合，注重体现知识的实用性和前沿性。主要教学内容内容包括电路的基本概念与定律，电路的分析方法，一阶电路的暂态过程，正弦稳态电路，三相电路，变压器与电动机，直流电动机，低压控制电器，电工测量。考核项目平时考核与期末考试相结合，平时考核包括考勤、作业、课堂答问，期末考试为闭卷笔试。课程名称快速成型技术与应用学时80课时学期4考核方式考试课程目标掌握快速成型技术中的数据处理方法,快速成型技术中的典型工艺，掌握各典型工艺的具体特点和存在的问题，了解各典型工艺的发展方向。掌握快速成型典型工艺影响成型精度的主要因素，能提出了相应的对策。了解快速成型技术的材料开发、研究与应用。介绍了快速成型技术中材料的应用、开发和研究。主要教学内容快速成型技术中的数据处理方法，快速成型技术中的典型工艺，各典型工艺的具体特点和存在的问题，各典型工艺的发展方向。学习快速成型技术的具体应用，包括验证概念设计、确认设计、性能测试、制造模具的母模和靠模，学习快速成型材料的特性。考核项目平时考核与期末考试相结合，平时考核包括考勤、作业、课堂答问，期末考试为闭卷笔试。专业综合实训（实践环节）描述课程名称工业产品设计学时10周学期3考核方式考试课程目标了解工业设计的基本概念、基本要素和原理;了解工业设计各历史阶段的发展状况、设计思想和观念、设计流派和设计风格。掌握产品造型设计,重点在产品形态设计的基础研究。了解当代社会所倡导的各类基于以人为本的设计观念和方法,熟悉产品的仿生设计、绿色设计、概念设计、人机工程学等。掌握社会产品设计的方式和特点,如产品设计的形式、产品的色彩设计、产品形态语义设计。主要教学内容

工业设计的基础理论与知识，具有应用造型设计原理和法则处理各种产品的造型与色彩、形式与外观、结构与功能、结构与材料、外形与工艺、产品与人、产品与环境、产品与市场的关系，并将这些关系统一表现在产品的造型设计上的基本能力。考核项目平时教学过程中按完成课题过程性与期末抽考相结合，平时考核包括考勤、作品，期末考试为考试。课程名称3D打印设计综合实训学时10周学期5考核方式考试课程目标了解3D打印的基础知识，历史与演进，掌握3D打印机的基本工作原理，以及四种主要的3D打印机类型。掌握成功打印3D模型的技巧。能够分析曲面模型与实体模型之间的差异，学会设计易于打印的零件、为打印预装配组件设计组合模型以及输出模型到3D打印机等内容。学会使用第三方3D打印服务商的服务，涉及利用第三方3D打印服务商打印服务的方式与方法。主要教学内容介绍3D打印的基础知识，涉及3D打印的历史与演进，并介绍3D打印机的基本工作原理，以及两种主要的3D打印机类型。介绍使用123D工具进行3D模型设计，涉及iPad版123DCreature、123DCatch、iPad版123DDesign、123DDesignMac和PC版等的使用方法与技巧，并且介绍了成功打印3D模型的技巧。分析了曲面模型与实体模型之间的差异、使用3D打印的原因及方法、如何设计易于打印的零件、为打印预装配组件设计组合模型以及输出模型到3D打印机等内容。考核项目平时教学过程中按完成课题过程性与期末抽考相结合，平时考核包括考勤、作品，期末考试为考试。课程名称3dsMax产品设计建模与渲染学时10周学期5考核方式考试课程目标熟练运用3DsMAX进行产品设计，掌握3dsMax的使用、直接制作贴图源的方法、渲染图像的方法、多种Polygon建模方法和建模源的应用、根据图层进行分类和管理的方法以及利用渲染图像制作vR的方法等等内容外观渲。学会建模的基本方法和技巧。主要教学内容讲解了鼠标、手机、数码相机和汽车模型的建模及渲染方法。通过对这些造型的建模和渲染，介绍了3dsMax的使用、直接制作贴图源的方法、渲染图像的方法、多种Polygon建模方法和建模源的应用、根据图层进行分类和管理的方法以及利用渲染图像制作vR的方法等等内容。通过这些实例，还向读者介绍了3dsMax和各种程序(Photoshop、Lightscape3．2、VRayRenderer等)之间的交互式的使用方法。考核项目平时教学过程中按完成课题过程性与期末抽考相结合，平时考核包括考勤、作品，期末考试为考试。课程名称3D扫描与逆向工程学时10周学期7考核方式考试课程目标熟悉逆向工程中的关键技术及常用和新兴的软、硬件系统，掌握数据采集技术、数据处理与CAD建模技术、成型制造技术，了解对各软、硬件系统的基本原理、系统构成和操作流程，掌握实例应用所构成的逆向工程技术综合实践平台。主要教学内容逆向工程中的关键技术及常用和新兴的软、硬件系统，分为数据采集技术、数据处理与CAD建模技术、成型制造技术三篇，对各软、硬件系统的基本原理、系统构成和操作流程进行了介绍，并通过典型实例为读者提供了一个良好的逆向工程技术综合实践平台。考核项目平时教学过程中按完成课题过程性与期末抽考相结合，平时考核包括考勤、作品，期末考试为考试。六、教学计划进度表（见附表）层次：高技学制：4年制订时间：2018年1月22日课程序号课程名称教材版本/书号/册考核方式教学时数一学期二学期三学期四学期五学期六学期七学期八学期理论实习总计10101010101010101010101010101010公共基础课1语文考试1201204442数学考试1201204443基础英语考试8080444专业英语考试404045体育考试100100222226计算机考试206080449就业与创业考查2020210通用素质包考查120120444公共课模块总课时680专业基础课14机械制图考试16016064615公差配合与测量技术考试4040416表面处理工艺ISBN:9787560332710考试80804417金属材料与热处理考试6020804418机械基础（不含液压）考试808044203D打印材料待定考试6060621液压与气动考试402060622电工电子技术考试808044专业基础课模块总课时640专业核心课23inventor建模与工程图自编教材考查60401006424Photoshop-基础应用软件课考查4040804425AutodeskInventor2014产品设计实例精解/ISBN：9787121226946考查1001004626Gemagic后处理应用基础ISBN：9787302385493考查80804427快速成型技术与应用ISBN：9787111370574考试80804428三大构成艺术类课考试80804429工业产品设计工业设计概论第3版/ISBN：9787111342458考试1201206630逆向工程与快速成型技术应用ISBN：9787111280996考试80804431电子商务与营销策划商贸类课考试2060808理论周课时合计281224122882810268244专业核心课模块总课时620理论课程总课时1940专业核心实训课33美术基础(一)艺术类课考试2018020010w34美术基础(二)艺术类课考试2018020010w35素描设计-工业产品设计艺术类课考试400040010w373DMAX产品设计与渲染软件实训考试16020036010w383D打印设计综合实训考试6014020010w39考证强化训练考试43640403D扫描与逆向实训考试20020010w413D打印毕业设计-结合电子商务营销考试20240240√42顶岗实习考试400√√√专业核心实训课模块总课时2240中级高级√备注说明：1、本专业总课时量为4180学时，其中实训课2240学时，占总课时的53.6%。本专业学生必须取得计算机绘图高级工证才能予以毕业和参加分配。2、第一、三学期组织两次关于“时事评论与爱国主义”内容的讲座，帮助学生拓宽视野，了解分析国际国内时事，深认分析我国工业发展的现状，培养学生爱国情怀和为国家工业发展奉献终生的信念。3、第7学期安排到企业“顶岗实习”，第8学期分到企业毕业实习。七、其它说明（一）教材选用原则以上教学模块在教学的实施过程中，应根据教学内容选择教材和编写校本教材。一般，在前两年学习阶段可选用劳动与社会保障出版社所编写的高级工教材，也可根据教学实际由学校组织开发适宜于模块教学的教材。但学校开发教材时应指定开发负责人或责任组，初稿形成后组织论证及试用，并报省职业技术培训研究室备案，经过一段时间试用后，修改完善后，可正式出版发行。（二）教学方式及实现手段1、教学班级设置每个教学班级人数30～40人。2、专业教学组织的建立（1）设置有相应的专业教学系，下设模具制造技术专业教研室，负责专业主干课程和实践环节的教学研究与实施，其他与专业相近的课程及实践性教学环节可以合并组建教研室。每个模块建立教师模块教学负责制，确立模块教学的第一责任人，负责该模块的教学组织和教学安排及考核。（2）专业教学系的负责人一般应具有中级及其以上职称，有较强的教学研究能力、专业实践能力和组织管理能力。（3）专业教研室负责人应具有中级及其以上职称的双师型教师，有较强的教学研究能力、专业实践能力和管理能力。3、教学方式的采用（1）教学方式应科学、灵活、开放、有效。各课程（模块）均采用以学生为中心的行为引导法、案例教学法、任务驱动等组织其教学，提高教学效果。（2）教学过程中应以操作技能训练和解决生产一线技术难题的能力培养为主。在高级工培养中，技能实训课时应占总课时的50%以上。（3）教学过程中应加强校企合作，有2个以上从事模具制造加工技术、设备先进的大中型企业作为较为稳定的校外实训基地并签订校企合作协议，保证在培养中有10周以上的下厂实习实训时间。4、教师资源配置（1）教师能力要求1）实习指导教师应具有大专及以上学历，高级及以上专业技术职务，技师及以上职业资格证书及教师资格上岗证书。能掌握教学规律及教学技巧，并具有良好的政治思想素质，无违法乱纪行为，遵守职业道德规范，为人师表。2）理论知识任课教师应具有本科及以上学历，中级及以上专业