3D打印增材制造技术-教学大纲

《3D打印增材制造技术》教学大纲课程信息课程名称：3D打印增材制造技术课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：32计划学分：2先修课程：无选用教材：《3D打印增材制造技术》，潘家敬主编，2022年，电子工业出版社。适用专业：本课程可作为普通高等教育、职业院校机械类或近机械类专业的课程，还可以作为相关岗位的培训课程或供相关工程技术人员学习参考。课程负责人：二、课程简介本课程主要阐述了增材制造数据处理（设计三维模型的构建、STL文件和切片处理），增材制造材料（涉及金属材料、高分子材料、陶瓷材料、液态光敏树脂复合材料、导电油墨材料及生物医用材料）和增材制造工艺及设备（涉及FDM、SLA、DLP、CLIP、WAAM等数十种3D打印技术）。本课程的目的是让学生通过学习，掌握面向增材制造技术的数据处理、材料、工艺及设备，重点培养学生增材制造技术理论研究、创新及实践的能力。三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识1.掌握增材制造中的三维模型及数据处理、增材制造材料及制备、材料挤出打印技术等。2.了解3D打印增材制造技术的应用领域和市场需求，为产品设计和开发提供指导。L2问题分析1.学会对3D打印产品中出现的问题进行分析和解决，包括硬件故障、软件错误、网络问题等。2.学会进行故障排除和维修，以确保产品能够正常运行。H3设计/开发解决方案1.掌握光固化增材制造技术和粉末床熔融增材制造技术，能将3D打印增材制造技术应用到工作和生活领域中。2.学会进行系统测试和验证，以确保系统的质量和性能符合要求。H4研究L5使用现代工具1.掌握3D打印增材制造技术研发的现代工具，如仿真软件、调试工具等。2.学会使用现代工具进行数据分析和处理，提高工作效率和准确性。M6工程与社会1.了解3D打印增材制造技术对社会的影响和作用，以及相关的法律法规和标准。2.学会将相应技术应用于实际生产和社会服务中，为社会做出贡献。L7环境和可持续发展L8职业规范L9个人和团队1.学会个人发展和团队合作，提高个人和团队的综合素质。2.学会与他人合作和沟通，建立良好的人际关系和团队合作氛围。H10沟通1.学会进行有效的沟通和表达，与客户、同事和上级保持良好的沟通和协作。2.学会进行跨文化沟通和合作，提高国际化视野和跨文化交流能力。M11项目管理1.学会进行项目管理和组织，包括项目计划、进度控制、质量管理等。2.学会进行风险评估和管理，提高项目成功的概率和效率。L12终身学习1.学会进行自我学习和自我提升，不断提高自身的专业水平和创新能力。2.学会进行终身学习和职业发展规划，不断拓展职业领域和发展空间。H注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型1增材制造中的三维模型及数据处理三维模型的构建三维模型的STL文件三维模型的切片处理了解计算机辅助建模和逆向工程及建模等三维模型的构建；了解切片分类和层片数据处理等三维模型切片处理方式2理论+实操2增材制造材料及制备金属打印材料高分子打印材料光敏树脂材料陶瓷打印材料3D打印复合材料熟悉常用的金属打印材料和制备工艺；了解常用的高分子打印材料的制备4理论+实操3材料挤出打印技术熔融沉积制造技术碳纤维复合材料3D打印螺杆挤出3D打印技术气动挤出打印技术掌握熔融沉积制造技术的原理和特点；了解读碳纤维复合材料3D打印的成型工艺过程2理论+实操4光固化增材制造技术光固化成型技术数字光处理技术数字光合成技术液晶显示光固化技术了解光固化成型技术的工艺特点；了解数字光处理技术的基本原理2理论+实操5粉末床熔融增材制造技术选择性激光烧结技术激光选取熔化技术电子束选取熔化技术了解金属粉末SLS技术等其他选择性激光烧结技术；掌握激光选取熔化技术中的缺陷分析3理论+实操6定向能力沉积增材制造技术增材制造能量源激光近净成型技术电弧熔丝增材制造技术电弧喷涂制造技术电子束自由成型制造技术等离子熔覆制造技术掌握电弧熔丝增材制造技术的原理和特点；了解等离子熔覆制造技术的工程应用6理论+实操7三维喷射打印技术喷墨式3D打印技术三维（黏结剂）喷射打印技术冷喷涂增材制造技术聚合物喷射增材制造技术纳米颗粒喷射3D打印技术气溶胶喷射打印技术掌握连续喷墨打印技术和热汽泡喷墨打印技术等其他喷墨式3D打印技术；了解纳米颗粒喷射3D打印技术的工作原理6理论+实操8薄材叠层增材制造技术叠层实体制造技术超声波固相增材制造技术掌握叠层实体制造技术成型系统和设备；了解超声波固相增材制造技术在工业中的应用2理论+实操9新型3D打印技术直接墨水书写3D打印技术液态金属悬浮3D打印技术双光子聚合激光3D直写打印技术掌握液态金属悬浮3D打印技术等其他新型3D打印技术；了解双光子聚合激光3D直写打印技术在工业中的应用2理论+实操103D打印材料的性能材料的强度与塑性材料的硬度材料的冲击韧度材料的疲劳程度材料的断裂韧度掌握材料强度和塑性的拉伸曲线及所确定的力学性能指标和意义；了解布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的差别3理论+实操五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（%）备注1期末成绩期末考试大作业50百分制，60分为及格2平时成绩实践10次40优、良、中、及格、不及格3平时表现出勤情况10两次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议学习方法建议1.依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多个任务，系统化地学习。2.通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。3.了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的智能终端产品应用相关实例，对已有技术持续进行更新。4.通过开展课堂讨论、实践活动，增强的团队协作能力，学会如何与他人合作、沟通、协调等等。学生课外阅读参考资料《3D打印增材制造技术》，潘家敬主编，2022年，电子工业出版社。七、课程改革与建设本课程的目的是让学生通过学习，掌握面向增材制造技术的数据处理、材料、工艺及设备，重点培养学生增材制造技术理论研究、创新及实践的能力。本课程的主要特点如下：（1）内容侧重于应用理论和应用技术，强调密切联系生产实际，力求突出实践应用，注重能力培养。（2）突出知识的应用性、实践性和创新性，并贯彻现行的国家标准及行业标准。（3）以学生能力的培养和提