工程训练 教学方案 熔模铸造

《熔模铸造》课程教学方案学期：2022~2023学年第1学期主讲教师周天、贡森所在部门公共实验教学部编号按施教的顺序标明序号（每次课一个顺号）授课周次第1周_第20周授课班级所属专业针对全校各专业课时安排2学时教学课型理论课口实验课口习题课口实践课口其它口教学内容依据教学大纲分为四课题，分别是课题1熔模铸造原理课题2光固化原理课题3铸造工艺流程课题4熔模铸造技术新发展教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）一、知识与能力目标通过对熔模铸造技术理论的学习，学生能够了解金属的机械加工、特种加工、其他加工方式等。了解金属制作流程，金属冶炼、金属毛坯铸锭、金属加工、产品的后处理等。掌握金属的成形方式。掌握熔模铸造的基本概念、发展史、现状、分类、过程以及优缺点。3、了解光固化原理、光固化成形设备、光固化熔模精密铸造的优点。4、掌握典型零件（戒指）加工操作过程。了解每个工艺流程环节的操作、基本要求、涉及设备、注意事项等。了解铸造生产工艺过程中的缺陷，并能进行缺陷分析和控制。5、思考熔模铸造技术的未来发展方向。教学重点和难点教学难点：多学科交叉的熔模铸造课程设置本课程作为铸造的新工艺，是传统铸造课程的补充和延伸，课程实现CAD/CAM三维建模、光固化成形与精密铸造等多学科的交叉融合，更好的学习现代熔模铸造得工艺知识。2、以学生自主设计为主导的教学理念通过光固化成形熔模，铸件结构设计自由度大，减少设计及制作熔模时的学时限制，可以给学生自主设计产品结构提供更大的空间，为学生的创新创作，提供良好的基础。3、零件的全生命周期加工的培养模式熔模精密铸造可以让学生充分理解各加工环节的分工和联系，进行系统地设计思考，培养学生多学科系统思维，提高学生的工程意识和工业素养。教学重点：1、结合熔模铸造与光固化成形的优点，本课程采用光固化成形制作熔模（代替传统的蜡模，实现更精密复杂的熔模的制作），然后熔模铸造进行金属制品的成形与加工（解决了光固化成形材料受限，无法成形金属零件的问题），从而实现产品的熔模精密铸造。教学方式讲授、演示、实验、讨论、仿真或真实现场指导教学手段教具、模型、图表、实物、教学平台等现代教学实施设备教学过程中使用的案例案例一：淅川下寺楚墓铜禁、熔模铸造简介、对应课题1熔模铸造原理。案例二：曾侯乙青铜尊盘、熔模铸造的历史，起源于春秋时期，对应课题1熔模铸造原理。案例三：GE9X发动机、熔模铸造的现状、对应课题1熔模铸造原理。案例四：航空发动机涡轮叶片、熔模铸造的应用、对应课题1熔模铸造原理。案例五：制作戒指、熔模铸造光固化工艺介绍、对应课题3铸造工艺流程。…教学过程（含复习上节内容、引入新课、中间教学组织、以及如何启发思维等）教学过程具体说明技术原理教学内容所用时间教师活动学生活动设计意图1课程概念介绍3~5分钟课程重点列举，归纳介绍1、通过了解课程重点，对本节课程有一定的宏观了解，进入课堂状态。激发学生学习兴趣，让同学对课程重点有直观的认知。2引言10分钟1.金属产品是如何制作的？2.金属的第一次加工：铸造成形、塑性成形、焊接成形。1.对制作金属产品有一定的了解，了解金属的机械加工、特种加工、其他加工方式等。2.了解金属制作流程，金属冶炼、金属毛坯铸锭、金属加工、产品的后处理等。3.掌握金属的成形方式的知识点1.拓展知识广度，熔模铸造不是一门独立的应用，与金属加工相结合。3熔模铸造15~20分钟熔模铸造的概念，熔模铸造发展史现代熔模铸造的概念、现状按照不同的分类方式，介绍熔模铸造的属于哪一分类熔模铸造过程熔模铸造的优点1.掌握熔模铸造的基本概念、发展史、现状、分类、过程以及优缺点。1.讲解课程内容，让学生跟上讲课节奏，对课程重点有全面的了解。2.介绍现代熔模铸造，优化熔模铸造工艺流程，引入新技术进行过程革新，针对中小型零件的制造，探索解决其他传统加工工艺无法制造结构复杂、尺寸精细零件和3D打印无法满足快速批量生产和高性能要求问题的方法，实现多学科交叉互融。4工艺流程与安排40分钟1.制作熔模2.制作模组3.制作石膏模4.浇铸金属液5．产品后处理1.了解每个工艺流程环节的操作、基本要求、涉及设备、注意事项等。2．对铸造生产工艺过程中的缺陷进行分析和控制。1.制作戒指熔模铸造工艺流程介绍,让同学对铸造流程有一定的理解与把控。5光固化成形20~25分钟1.3D打印大家族介绍2.起源介绍3.原理介绍4.优缺点介绍5.戒指模型设计与打印1.掌握光固化成形的起源、原理、优缺点进行掌。2．应用光固化技术进行模型打印。3．掌握支撑的类型和添加支撑的原则1.通过光固化成形熔模，铸件结构设计自由度大，减少设计及制作熔模时的学时限制，可以给学生自主设计产品结构提供更大的空间，为学生的创新创作，提供良好的基础。6结束语3~5分钟1.结合教学视频，课程总结1.回顾课程重点1.让学生了解更全面、更现代、更精密的熔模铸造工艺知识7课后思考3分钟熔模铸造的未来行业难题环境保护的需求1.对课程进行延申，引发学生思考板书设计详见PPT课件和对应视频。作业布置题目详见快速成形训练报告参考资料［1］ 管爱枝,石膏型铸造在锡工艺品成形中的试验研究[D],浙江大学硕士论文,2002.［2］ 吕凯,熔模铸造[M],北京,冶金工业出版社,2018.［3］ 梁宏亮,熔模铸造的缺陷分析及控制[J],工业技术,2012.12.教学后记结合熔模铸造与光固化成形的优点，本课程采用光固化成形制作熔模（代替传统的蜡模，实现更精密复杂的熔模的制作），然后熔模铸造进行金属制品的成形与加工（解决了光固化成形材料受限，无法成形金属零件的问题），从而实现产品的熔模精密铸造。理论课缺乏动手操作机会，学生可能会觉得乏味，注意力不集中等，教学时注意观察学生反应，注重与学生互动，活跃课堂氛围，恰当加入教具展示与视频案例