《 CATIA 产品造型及 3D 打印实现》教学大纲

年1月《CATIA产品造型及3D打印实现》教学大纲第一部分大纲说明一、课程性质与任务《CATIA产品造型及3D打印实现》课程是计算机与数据工程学院计算机和大数据专业的公共基础课。通过本课程的学习，使学生了解CATIA软件的基础知识，掌握CATIA软件的应用操作技能，学会CATIA软件的应用能力，培养学生CATIA软件的素养和水平，提高学生利用CATIA软件解决实际问题的能力。二、教学对象计算机专业大学本科。三、教学目的和要求本课程是一门技术性、实践性和实用性很强的课程，教学过程中要坚持“精讲多练”的指导思想，综合运用案例式、任务驱动式、项目式、研讨式、启发式等多种教学方法，充分利用网络、多媒体等现代教学手段，通过理论讲授、实例操作演示、上机实验等环节，培养学生的CATIA产品造型及3D打印实现的应用和操作能力、自主学习能力、独立思考能力和开拓创新能力。通过本课程的学习，了解CATIA产品造型及3D打印实现的基础知识和主要特点；了解CATIA产品造型及3D打印实现的各种功能和使用方法；掌握CATIA的各种基本操作方法与技巧，掌握CATIA产品造型及3D打印实现的使用情况；通过实例的演练，能够帮助学生找到一条学习CATIA产品造型及3D打印实现的终南捷径。四、先修课程本课程的先修课程是《CATIA产品造型及3D打印实现》。五、使用教材及参考资料使用教材：XXXXX等.CATIA产品造型及3D打印实现，北京：XXXX出版社，2024.1参考资料：[1].邱志惠等编著.《CATIA实用教程及3D打印技术》[M].西安：\o"西安交通大学出版社"西安交通大学出版社，2017.[2].葉建勳等编著.《精通CATIA3D机械设计》[M].台湾：易習圖書出版社，2023.六、教学形式、教学方法及实践性环节教学形式：理实一体化教学方法：讲授与上机实验结合七、考核考核形式：上机考试；试卷结构：单项选择题、判断题、操作题。成绩评定：期末考试（80%），平时考核（20%）；八、课时分配表总学时：64学时章目教学内容教学课时第1章3D打印概述8第2章CATIA软件基础7第3章日用产品造型及3D打印8第4章电器产品造型及3D打印8第5章机械产品造型及3D打印8第6章曲面产品造型及3D打印8第7章钣金产品设计及3D打印7第8章鼓风机产品设计及3D打印10合计64九、教学进度表周次学时教学内容第一周4第1章3D打印概述1.13D打印技术简介1.1.13D打印技术的发展历史1.1.23D打印技术的应用领域1.1.33D打印技术的发展趋势1.1.43D打印技术的发展前景1.23D打印材料1.33D打印步骤第二周4第1章3D打印概述1.43D打印技术1.4.1FDM技术1.4.2SLS技术1.4.3SLA技术1.4.4LOM技术1.53D打印机的分类1.6常用3D打印软件第三周3第2章CATIA软件基础2.1CATIA软件的启动和退出2.2CATIA软件的操作界面2.2.1工作窗口2.2.2标题栏2.2.3菜单栏2.2.4主要工具栏2.2.5特征树第四周4第2章CATIA软件基础2.3CATIA软件的操作技巧2.3.1鼠标操作2.3.2指南针操作2.3.3选择对象2.3.4CATIA文件管理2.4工作环境的设置2.4.1基本设置2.4.2显示设置2.4.3个性化设置2.4.4工具栏设置第五周5第3章日用产品造型及3D打印3.1方向盘3.1.1创建模型3.1.2打印模型3.1.3处理模型3.2牛奶杯3.2.1创建模型3.2.2打印模型3.2.3处理模型3.3纽扣3.3.1创建模型3.3.2打印模型3.3.3处理模型第六周3第3章日用产品造型及3D打印3.4门把手3.4.1创建模型3.4.2打印模型3.4.3处理模型3.5瓶盖3.5.1创建模型3.5.2打印模型3.5.3处理模型第七周4第4章电器产品造型及3D打印4.1电源插头4.1.1创建模型4.1.2打印模型4.1.3处理模型4.2话筒插头4.2.1创建模型4.2.2打印模型4.2.3处理模型第八周4第4章电器产品造型及3D打印4.3电话机座4.3.1创建模型4.3.2打印模型4.3.3处理模型4.4吹风机4.4.1创建模型4.4.2打印模型4.4.3处理模型第九周5第5章机械产品造型及3D打印5.1轮胎5.1.1创建模型5.1.2打印模型5.1.3处理模型5.2皮带轮5.2.1创建模型5.2.2打印模型5.2.3处理模型5.3三通5.3.1创建模型5.3.2打印模型5.3.3处理模型第十周3第5章机械产品造型及3D打印5.4法兰盘5.4.1创建模型5.4.2打印模型5.4.3处理模型5.5吊钩5.5.1创建模型5.5.2打印模型5.5.3处理模型第十一周3第6章曲面产品造型及3D打印6.1漏斗6.1.1创建模型6.1.2打印模型6.1.3处理模型6.2飞机6.2.1创建模型6.2.2打印模型6.2.3处理模型第十二周3第6章曲面产品造型及3D打印6.3排球6.3.1创建模型6.3.2打印模型6.3.3处理模型6.4电话听筒6.4.1创建模型6.4.2打印模型6.4.3处理模型第十三周2第6章曲面产品造型及3D打印6.5短齿轮轴6.5.1创建模型6.5.2打印模型6.5.3处理模型第十四周5第7章钣金产品设计及3D打印 7.1电气箱下箱体7.1.1创建模型7.1.2打印模型7.1.3处理模型7.2花盆7.2.1创建模型7.2.2打印模型7.2.3处理模型第十五周2第7章钣金产品设计及3D打印7.3硬盘固定架7.3.1创建模型7.3.2打印模型7.3.3处理模型第十六周3第8章鼓风机产品设计及3D打印8.1销8.1.1创建模型8.1.2打印模型8.1.3处理模型8.2弹簧夹8.2.1创建模型8.2.2打印模型8.2.3处理模型第十七周3第8章鼓风机产品设计及3D打印8.3端盖8.3.1创建模型8.3.2打印模型8.3.3处理模型8.4滚筒8.4.1创建模型8.4.2打印模型8.4.3处理模型第十八周4第8章鼓风机产品设计及3D打印8.5电机机座 8.5.1创建模型8.5.2打印模型8.5.3处理模型8.6外壳8.6.1创建模型8.6.2打印模型8.6.3处理模型8.7底座8.7.1创建模型8.7.2打印模型8.7.3处理模型十、主讲教师：xxx（教授）、xxx（副教授）、xxx（副教授）、xxx（副教授）、xxx（副教授）、xxx（副教授）、xxx（讲师）、xxx（讲师）、xxx（讲师）、xxx（讲师）、xxx（讲师）、xxx（助教）等第二部分教学内容第1章3D打印概述教学目的和要求了解3D打印技术简介；了解3D打印材料；熟悉3D打印步骤；熟悉3D打印技术；掌握3D打印机的分类；掌握常用3D打印软件。教学重点、难点重点:（1）3D打印材料；（2）3D打印步骤。难点：（1）3D打印机的分类；（2）常用3D打印软件。教学内容1.13D打印技术简介1.1.13D打印技术的发展历史1.1.23D打印技术的应用领域1.1.33D打印技术的发展趋势1．设备高速化2．原料多样化3．软件技术不断升级1.1.43D打印技术的发展前景1．医疗领域2．工业制造领域3．艺术设计领域4．航空航天领域5．教育和培训领域1.23D打印材料下面介绍常用的几种3D打印材料。1．工程塑料2．光敏树脂3．橡胶类材料4．金属材料1.33D打印步骤1．三维模型数据获取2．打印3．后处理1.43D打印技术1.4.1FDM技术1.4.2SLS技术1.4.3SLA技术1.4.4LOM技术1.53D打印机的分类1．按市场定位分1）个人级3D打印机2）专业级3D打印机3）工业级3D打印机2．按原材料分1）喷墨3D打印机2）粉剂3D打印机3）生物3D打印机1.6常用3D打印软件1．Cura软件2．Magics软件3．RPData软件4．Makerware软件5．FlashPrint软件6．XYZware软件第2章CATIA软件基础教学目的和要求了解CATIA软件的启动和退出；了解CATIA软件的操作界面；熟悉CATIA软件的操作技巧；熟悉工作环境的设置。教学重点、难点重点:（1）CATIA软件的启动和退出；（2）CATIA软件的操作界面。难点：工作环境的设置。教学内容2.1CATIA软件的启动和退出2.2CATIA软件的操作界面2.2.1工作窗口2.2.2标题栏2.2.3菜单栏1．“文件”菜单2．“编辑”菜单3．“视图”菜单4．“插入”菜单5．“工具”菜单2.2.4主要工具栏1．“标准”工具栏2．“视图”工具栏2.2.5特征树2.3CATIA软件的操作技巧2.3.1鼠标操作2.3.2指南针操作2.3.3选择对象2.3.4CATIA文件管理2.4工作环境的设置2.4.1基本设置2.4.2显示设置2.4.3个性化设置2.4.4工具栏设置第3章日用产品造型及3D打印教学目的和要求了解方向盘的创建与打印；了解牛奶杯的创建与打印；熟悉纽扣的创建与打印；熟悉门把手的创建与打印；掌握瓶盖的创建与打印。教学重点、难点重点:（1）方向盘；（2）牛奶杯；（3）纽扣。难点：（1）门把手；（2）瓶盖。教学内容3.1方向盘3.1.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建方向盘模型的中间部分4．绘制“草图.2”5．创建方向盘模型的外圈部分6．绘制“草图.3”7．创建基准平面8．绘制“草图.4”9．创建轮辐10．倒圆角11．阵列轮辐12．保存文件3.1.2打印模型1．将模型导出为*.stl文件2．检查*.stl文件3．打印软件的具体操作步骤3.1.3处理模型1．取出模型2．去除支撑3．打磨模型3.2牛奶杯3.2.1创建模型3.2.2打印模型3.2.3处理模型3.3纽扣3.3.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建“凸台.1”4．抽壳5．绘制“草图.2”6．创建平面7．绘制“草图.3”8．创建杯把9．倒圆角10．保存文件3.3.2打印模型3.3.3处理模型1．取出模型2．去除支撑3．打磨模型3.4门把手3.4.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建“平面.1”4．绘制“草图.2”5．创建“平面.2”6．绘制“草图.3”7．创建“平面.3”8．绘制“草图.4”9．创建“平面.4”10．绘制“草图.5”11．创建多截面实体12．绘制“草图.6”13．创建凸台14．保存文件3.4.2打印模型3.4.3处理模型1．取出模型2．去除支撑3．打磨模型3.5瓶盖3.5.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建凸台4．倒圆角（1）5．抽壳6．倒角7．倒圆角（2）8．绘制“草图.2”9．创建平面10．绘制“草图.3”11．创建开槽（1）12．倒圆角（3）13．阵列开槽14．创建点15．创建螺旋线16．绘制“草图.4”17．创建开槽（2）18．保存文件3.5.2打印模型3.5.3处理模型1．取出模型2．去除支撑3．打磨模型第4章电器产品造型及3D打印教学目的和要求了解电源插头的创建与打印；了解话筒插头的创建与打印；熟悉电话机座的创建与打印；掌握吹风机的创建与打印。教学重点、难点重点:（1）电源插头；（2）话筒插头。难点：（1）电话机座；（2）吹风机。教学内容4.1电源插头4.1.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建“凸台.1”4．绘制“草图.2”5．创建旋转体6．绘制“草图.3”7．创建“凸台.2”8．拔模操作9．倒圆角（1）10．绘制“草图.4”11．创建“凹槽.1”12．圆形阵列“凹槽.1”13．倒圆角（2）14．绘制“草图.5”15．创建“凹槽.2”16．矩形阵列“凹槽.2”17．镜像特征（1）18．绘制“草图.6”19．创建“凹槽.3”20．矩形阵列“凹槽.3”21．镜像特征（2）22．绘制“草图.7”23．创建“凸台.3”24．绘制“草图.8”25．创建“凸台.4”26．倒圆角（3）27．倒圆角（4）28．保存文件4.1.2打印模型4.1.3处理模型1．取出模型2．去除支撑3．打磨模型4.2话筒插头4.2.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建旋转体4．绘制“草图.2”5．创建“凸台.1”6．绘制“草图.3”7．创建“凸台.2”8．绘制“草图.4”9．创建“凸台.3”10．拔模操作11．倒圆角12．绘制“草图.5”13．创建“凹槽.1”14．矩形阵列“凹槽.1”15．镜像特征（1）16．绘制“草图.6”17．创建“凹槽.2”18．矩形阵列“凹槽.2”19．镜像特征（2）20．绘制“草图.7”21．创建“凸台.4”22．绘制“草图.8”23．创建“凸台.5”24．保存文件4.2.2打印模型4.2.3处理模型1．取出模型2．去除支撑3．打磨模型4.3电话机座4.3.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建“凸台.1”（电话机座模型主体）4．倒圆角（1）5．绘制“草图.2”6．创建“凹槽.1”7．倒角8．创建平面9．绘制“草图.3”10．创建“凸台.2”（显示台）11．倒圆角（2）12．绘制“草图.4”13．创建“凸台.3”（按键）14．倒圆角（3）15．矩形阵列按键16．绘制“草图.5”17．创建“凸台.4”（功能按键）18．倒圆角（4）19．绘制“草图.6”20．创建“凹槽.2”（显示屏）21．绘制“草图.7”22．创建“凹槽.3”（散热孔）23．矩形阵列散热孔24．保存文件4.3.2打印模型4.3.3处理模型1．取出模型2．去除支撑3．打磨模型4.4吹风机4.4.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建“凸台.1”4．倒圆角（1）5．绘制“草图.2”6．创建平面7．绘制“草图.3”8．绘制“草图.4”9．创建多截面实体10．倒圆角（2）11．抽壳12．绘制“草图.5”13．创建凹槽14．绘制“草图.6”15．创建旋转槽.116．绘制“草图.7”17．创建旋转槽.218．保存文件4.4.2打印模型4.4.3处理模型1．取出模型2．去除支撑3．打磨模型第5章机械产品造型及3D打印教学目的和要求了解轮胎的创建打印及处理；了解皮带轮的创建打印及处理；熟悉三通的创建打印及处理；掌握法兰盘的创建打印及处理；掌握吊钩的创建打印及处理。教学重点、难点重点:（1）轮胎；（2）皮带轮；（3）三通。难点：（1）法兰盘；（2）吊钩。教学内容5.1轮胎5.1.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建轮胎模型的主体4．绘制“草图.2”5．创建旋转槽6．加厚曲面7．绘制“草图.3”8．创建轮胎花纹胚9．绘制“草图.4”10．创建花纹11．阵列花纹12．保存文件5.1.2打印模型1．打开Magics软件2．基本操作1）加载新零件2）载入平台3）缩放模型3．放置模型4．生成模型支撑5．输出模型5.1.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型5.2皮带轮5.2.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建皮带轮模型的主体4．绘制“草图.2”5．创建轴孔5.2.2打印模型5.2.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型5.3三通5.3.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建“凸台.1”4．绘制“草图.2”5．创建“凸台.2”6．绘制“草图.3”7．创建“凸台.3”8．绘制“草图.4”9．创建“凸台.4”10．创建“凸台.5”11．绘制“草图.6”12．创建“凸台.6”13．创建简单孔14．倒角（1）15．倒角（2）16．保存文件5.3.2打印模型5.3.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型5.4法兰盘5.4.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建法兰盘模型的主体4．倒角5．倒圆角（1）6．绘制“草图.2”7．创建肋板8．倒圆角（2）9．阵列加强肋10．创建简单孔11．阵列孔12．保存文件5.4.2打印模型5.4.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型5.5吊钩5.5.1创建模型 1．新建文件 2．绘制“草图.1”3．创建平面4．绘制“草图.2”～“草图.8”5．创建吊钩模型的主体6．倒圆角 7．绘制“草图.9”8．创建螺柱9．倒角 10．保存文件5.5.2打印模型5.5.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型第6章曲面产品造型及3D打印教学目的和要求了解漏斗的创建打印及处理；了解飞机的创建打印及处理；熟悉排球的创建打印及处理；熟悉电话听筒的创建打印及处理；掌握短齿轮轴的创建打印及处理。教学重点、难点重点:（1）漏斗；（2）飞机；（3）排球。难点：（1）电话听筒；（2）短齿轮轴。教学内容6.1漏斗6.1.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建漏斗模型的主体曲面4．绘制“草图.2”5．创建填充曲面6．绘制“草图.3”7．分割曲面8．接合曲面9．加厚曲面10．保存文件6.1.2打印模型6.1.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型6.2飞机6.2.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建旋转曲面4．绘制“草图.2”5．创建拉伸曲面6．提取边界7．创建填充曲面（1）8．接合曲面（1）9．倒圆角（1）10．修剪曲面（1）11．绘制“草图.3”12．创建平面13．绘制“草图.4”14．创建多截面曲面15．创建填充曲面（2）16．接合曲面（2）17．修剪曲面（2）18．绘制“草图.5”19．创建球形曲面 20．修剪曲面（3）21．倒圆角（2）22．加厚曲面23．保存文件6.2.2打印模型6.2.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型6.3排球6.3.1创建模型 1．新建文件 2．创建点3．创建球面4．绘制“草图.1”5．绘制“草图.2”、“草图.3”和“草图.4”6．投影曲线（1）7．绘制“草图.5”和“草图.6”8．投影曲线（2）9．复制球面 10．分割曲面（1）11．分割曲面（2）12．分割曲面（3）13．绘制直线14．填充曲面 15．分割曲面（4）16．接合曲面（1）17．倒圆角（1）18．复制填充曲面（1）19．分割曲面（5）20．接合曲面（2）21．倒圆角（2）22．复制填充曲面（2）23．分割曲面（6）24．接合曲面（3）25．倒圆角（3）26．创建旋转复制曲面（1）27．创建旋转复制曲面（2）28．镜像曲面29．加厚曲面30．保存文件6.3.2打印模型6.3.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型6.4电话听筒6.4.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建拉伸曲面（1）4．绘制“草图.2”5．投影曲线（1）6．分割曲面（1）7．创建拉伸曲面（2）8．接合曲面（1）9．倒圆角（1）10．提取边界（1）11．创建填充曲面（1）12．创建点（1）13．提取边界（2）14．创建扫掠曲面（1）15．绘制直线（1）16．分割曲面（2）17．绘制直线（2）18．创建填充曲面（2）19．偏移曲面20．创建点（2）21．创建圆22．分割曲面（3）23．创建扫掠曲面（2）24．分割曲面（4）25．创建平面（1）26．绘制“草图.3”27．投影曲线（2） 28．分割曲面（5）29．提取边界（3）30．绘制圆弧31．接合曲线32．绘制直线（3）33．创建平面（2）34．创建平面（3）35．绘制“草图.4”36．创建多截面曲面37．分割曲面（6）38．创建填充曲面（3） 39．绘制“草图.5”40．分割曲面（7）41．接合曲面（2）42．倒圆角（2）43．加厚曲面44．保存文件6.4.2打印模型6.4.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型6.5短齿轮轴6.5.1创建模型1．新建文件2．创建公式3．创建函数 4．创建圆5．创建点6．绘制样条曲线7．创建拉伸曲面（1）8．创建外插延伸曲面9．创建相交线10．创建平面11．镜像曲面12．创建拉伸曲面（2）13．修剪曲面（1）14．阵列曲面15．修剪曲面（2）16．创建特征17．倒圆角18．绘制“草图.1”19．创建拉伸特征20．创建另一侧拉伸特征21．倒角22．保存文件6.5.2打印模型6.5.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型第7章钣金产品设计及3D打印教学目的和要求了解电气箱下箱体的创建打印及处理；了解花盆的创建打印及处理；熟悉硬盘固定架的创建打印及处理。教学重点、难点重点:（1）电气箱下箱体；（2）花盆。难点：硬盘固定架。教学内容7.1电气箱下箱体7.1.1创建模型1．新建文件2．设置参数3．创建拉伸壁4．创建边线墙（1）5．展开（1）6．创建剪口（1）7．折叠（1）8．创建边线墙（2）9．展开（2）10．创建剪口（2）11．折叠（2）12．创建边线墙（3）13．创建剪口（3）14．创建剪口（4）15．创建边线墙（4）16．倒角17．保存文件7.1.2打印模型1．打开软件2．加载和放置模型1）选择设备类型2）加载STL格式的数据文件3．模型的摆放和显示方式1）模型的摆放 2）模型的显示方式4．工作台的查看1）查看方式2）移动、旋转和缩放5．生成支撑6．分层处理数据1）分层处理2）查看分层数据7．输出数据8．打印模型7.1.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型7.2花盆7.2.1创建模型1．新建文件2．设置参数3．创建平整壁（第一个壁）4．创建环状冲压5．创建剪口6．阵列剪口7．保存文件7.2.2打印模型7.2.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型7.3硬盘固定架7.3.1创建模型1．新建文件2．设置参数3．创建平整壁（第一个壁）4．创建剪口（1）5．创建剪口（2）6．阵列剪口7．折弯钣金件8．创建剪口（3）9．镜像剪口10．创建凸缘（1）11．创建剪口（4）12．创建凸缘（2）13．创建剪口（5）14．创建剪口（6）15．阵列剪口（2）16．保存文件7.3.2打印模型7.3.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型第8章鼓风机产品设计及3D打印教学目的和要求了解销的创建打印及处理；了解弹簧夹的创建打印及处理；熟悉端盖的创建打印及处理；熟悉滚筒的创建打印及处理；掌握电机机座的创建打印及处理；掌握外壳、底座的创建打印及处理。教学重点、难点重点:（1）销；（2）弹簧夹。难点：（1）外壳；（2）底座。教学内容8.1销8.1.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建凸台4．绘制“草图.2”6．矩形阵列旋转槽7．倒角8．保存文件8.1.2打印模型8.1.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型8.2弹簧夹8.2.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建凸台4．绘制“草图.2”5．创建凹槽6．倒圆角7．保存文件8.2.2打印模型8.2.3处理模型1．取出模型2．清洗模型3．去除支撑4．打磨模型8.3端盖8.3.1创建模型1．新建文件2．绘制“草图.1”3．创建端盖模型的主体4．绘制“草图.2”5．创建凹槽6．矩形阵列凹槽7．绘制“草图.3”8．创建“凸台.1”9．倒圆角10．创建“孔.1”11．绘制“草图.5”1