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工业设计(3D打印技术)专业

来源:作者: 浏览数: 发布时间:2017-02-11 11:55:59

 一、人才培养目标

本专通过本课程的学习,使学生系统了解三维的数字测量与数字建模技术方面有关基础知识,掌握三维扫描仪工作原理及使用方法,掌握3D打印设计与制造的基本原理,具备操作三维扫描仪和快速成型机和使用相关处理软件的能力,为培养学生从事逆向工程技术等方面实际工作的能力奠定基础,并能与专门领域要求相结合的高端复合型、高素质技能型人才。
二、人才培养模式
本专业根据行业岗位能力要求和职业发展要求,按学生的认知规律和能力培养规律,充分利用校内校外的教学资源,对课程进行系统开发,采用“2+1” 校企融合的人才培养模式。
三、人才培养规格要求
(一)职业能力要求
1.具有必要的人文、社会科学知识、法律知识、计算机知识和外语知识;
2.熟悉必备的数理基础知识;
3.专业知识及主要课程(见下表)
 
序号
课程
教学内容
学习目标
参考学时
1
3D打印概述
3D打印技术概念
1.   了解3D打印技术
2.   掌握3D打印技术与传统制造技术的区别
3.   掌握3D打印技术优缺点
8
3D打印工艺
1.   了解SLA技术
2.   了解SLS技术
3.   了解LOM技术
4.   掌握FDM技术
8
3D打印发展史
1.   了解国内3D发展历史
2.   了解国外3D打印发展历史
3.   了解德国工业4.0
8
3D打印目前应用领域
1.   教育领域应用
2.   艺术领域应用
3.   航空航天领域应用
4.   医疗领域应用
5.   制造领域应用
8
2
三维扫描设备架设
扫描设备安装调试
1.   主动学习习惯
2.   认真学习的态度知识目标
3.   掌握三维扫描仪的工作原理
4.   掌握三维扫描仪的硬件安装操作步骤
5.   掌握扫描软件安装
6.   扫描仪调试
20
扫描仪标定及幅面调节
1.   掌握三维扫描仪的操作注意事项;
2.   掌握三维扫描仪的标定;
3.   能根据扫描对象调节三维扫描仪幅面
28
3
扫描对象的前处理
喷粉
1.   了解显影剂种类及使用
2.   能根据扫描对象选择显影剂
3.   掌握喷粉技巧
4.   能对扫描对象进行喷粉处理,并且喷涂均匀
20
贴标记点
1.   能根据扫描对象判断是否贴点
2.   能根据扫描对象选择标记点
3.   能对扫描对象合理贴点
4.   了解标记点的种类及贴点技巧
28
4
数据采集
点云数据采集
1. 选择正确的拼接方案;
2. 进行扫描操作和数据拼接;
3. 应用扫描软件进行初步的除杂和处理;
4. 导出、封装。
32
5
点云数据的处理
点云数据的处理
1.   掌握点云数据预处理流程;
2.   掌握点云数据预处理技巧;
3.   能读取点云数据并会着色渲染;
4.   能滤除噪音点数据;
5.   能补缺数据;
6.   会精简数据;
7.   能分析点云数据的优劣并判断是否合格。
48
6
CAD曲面重构
曲面重构
1.   掌握曲面重构一般流程和方法;
2.   掌握曲面重构的技巧;
3.   掌握样条线提取方法;
4.   掌握样条曲线生成和编辑的技巧
5.   会导入数据;
6.   会建立坐标系;
7.   能提取特征线;
8.   能构建和编辑样条曲线
9.   能根据特征线构建曲面
10. 能根据逆向零件重构曲面;
62
7
FDM打印技术
FDM打印技术原理
1. 了解FDM打印技术成型原理;
2. 了解FDM技术的应用;
3. 掌握FDM技术成型有缺点
10
3D打印技术设备选择
1. 能使用处理软件处理成型数据
2. 能对分层数据进行分析
10
3D打印技术材料及其选用
1.   掌握3D打印材料特性
2.   会正确选用打印材料;
22
3D打印切片软件安装与应用
1. 了解3D打印切片主流软件;
2. 掌握一种切片软件的安装使用;
3. 掌握支撑、填充、打印温度、速度设置与调节。
20
8
3D打印设备操作
3D打印设备操作安装调试及打印参数设置
1. 掌握快速成型工艺的特点
2. 掌握快速成型后处理的方法和步骤
3. 会3D打印设备的操作;
4. 会打印工艺参数调整。
48
9
3D打印后处理
去除支撑
1. 能正确选择方法和工具去除支撑材料
2. 具有一定的技巧
20
打磨工件
1. 能正确选择工具对工件进行打磨
2. 能对成型产品后处理
28
10
综合创新实践
综合创新实践
1. 安装调试扫描仪硬件设备;
2. 安装调试扫描仪软件;
3. 进行扫描幅面调节及标定;
4. 对给定零件进行扫描前处理;
5. 对给定零件进行扫描操作,取得正确的扫描数据;
6. 对扫描数据进行除杂、降噪等处理,并封装导出;
7. 在CAD软件中导入处理后的扫描数据,应用CAD软件进行曲面重构,形成三维数模;
8. 根据打印零件要求,选择打印设备及材料;
9. 调试3D打印设备,根据3D打印设备性能和工艺参数,进行打印参数的设置和切片处理;
10.生成切片程序,导出;
11.操作打印设备,导入打印程序;
12.进行3D打印,观察打印效果,调整打印参数;
13.按正确的方法取下打印零件;
14.使用正确方法去除打印支持;
15.进行打磨后处理;
16.应用机械综合知识进行机械创新设计;
17.根据任务书和机械设计、机械制造工艺水平和创新点的优劣程度进行总结和评定。
62
 
(二)职业素质要求
1.具备良好的社会主义思想道德素质、树立建设和谐社会的人生观和价值观。
2.具备积极向上的人生追求,爱岗敬业、团结合作、刻苦钻研、努力创新。
3.养成文明健康的生活、工作习惯,遵守社会道德和职业道德规范。
(三)资格证书要求
1.PLC编程师。
2.3D打印资格证书。
(四)毕业生就业单位部门
主要就业单位:包含3D打印成套设备应用的汽车、机械加工、医疗、食品、新能源等行业企业。
主要就业部门:生产部、售后服务部、销售部、工艺工程部、质检部或技术开发部。
(五)招生对象及学制
1.招生对象:高中、中职毕业生
2.学制:全日制三年
四、课程设置
(一)主要课程介绍
本专业教学计划主要由公共课、专业支持必修课、专业核心必修课、专业拓展选修课组成,以下是专业课各课程的学习要求:
电工电子技术
了解电阻、电容、电感等各种电子元器件的特性与作用;理解简单电路的基本原理与特性;了解电路的各种分析方法,能对给定的电路进行电压、电流、功率等参数的计算;能绘制信号的波形图,掌握中级以上装配电工应知理论知识。了解常用电子器件的工作原理、主要参数和外特性;理解各种基本的模拟与数字单元电路的组成与工作原理;能定性分析各种常用电子线路并能说明电路中每个元器件的作用;能计算简单电子线路的参数;了解通用集成电路(IC)的性能特点,能画出常用IC应用电路;能查阅电子器件手册及有关资料并合理选用。
机械制图
本课程主要讲授投影作图、机械制图、极限与配合等内容,使学生掌握正投影法的基本理论和作图方法,机械制图、极限与配合的国家标准。能熟练阅读中等复杂程度的零件图和部件装配图,能徒手绘制较简单的零件图和部件装配图,能熟练使用一种计算机绘图软件(如CAD/CAM应用技术)。
电机及电气控制技术
课程通过对企业调研和典型工作任务的分析,确定了以电动机控制为主线的九个学习项目。使学生能准确理解电气控制系统安装与维护的基本知识与技能,并能独立完成分析、设计、安装、调试电气控制系统,不仅培养了学生基本能力,还培养了学生分析问题和解决问题的能力。
C语言程序设计
主要是培养学生的程序设计能力和运用计算机进行逻辑思维的能力,让学生掌握C语言的编程思想、培养学生对程序设计的兴趣、学会利用计算机来进行问题的求解,同时对算法及其在计算机内的实现有一个基本的了解。
液压及气压传动技术
本课程主要包括各种液压与气动元件的结构特点、工作原理及其应用、基本回路的组成和分析方法、液压与气动系统的分析及设计方法、液压技术领域中的新理论、新技术、新知识内容。使学生能正确选用液压和气动元件,初步具备对液压与气动系统进行分析和调试的能力,提高学生分析和解决工程实际问题的能力。
3D打印概述
本课程主要内容包括:了解3D打印发展史,3D打印技术与传统制造技术的区别,3D打印工艺,掌握FDM技术,3D打印目前应用领域。使学生对3D打印及其控制系统有一个完整的理解。
微机原理与单片机应用
主要学习16位微型计算机系统的基本组成、工作原理和接口技术原理及应用,主要内容包括微型计算机概述、8083/8088微处理器、8086/8088指令系统和寻址方式、汇编语言程序设计、存储器、输入输出接口技术、微型计算机中断技术、接口技术及应用;以MCS-51单片机位机型,重点学习MCS-51单片机的基本组成、工作原理和系统开发应用、主要内容包括单片机概述、MCS-51单片机结构和原理、MCS-51单片机的指令系统、MCS-51单片机的中断系统、MCS-51单片机定时器/计数器及其应用、单片机的开发技术等。
3D打印导论
本课程主要涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。其目的是使学生了解3D打印的基本结构,了解和掌握3D打印的基本知识,使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解,培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力,培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力。
三维扫描设备架设基础
本课程是扫描设备安装调试,扫描仪标定及幅面调节等,过本课程的学习,应使学生了解和掌握3D打印技术的有关基本知识、基本理论、基本技能和科学思维方法,为开展新工艺、新技术创新的目的打下基础。
CAD/CAM应用技术
主要学习二维图形绘制及编辑方法、实体造型的方法、刀具参数的设置方法、各种材料切削用量的数据、刀具轨迹生成的方法、有关刀具切入切出的方法对加工质量影响的知识、轨迹编辑的方法、后置处理程序的设置和使用方法、利用CAD/CAM软件计算编程节点的方法。
3D打印应用认知
本课程主要是让学生认识本职业的工作内容、工作环境和安全注意事项、3D打印应用行业的发展历程及发展前景、3D打印的各种应用以及机器人应用系统开发、装配、调试、维护、维修、销售等任务的工作过程,结合个人发展意愿,明确个人在该行业中的定位。
PLC编程及应用技术
主要培养学生掌握PLC的基本硬件结构与基本指令,掌握有关的功能指令,能一般独立分析各种基本类型编程方式,掌握各种PLC的选用原则及使用注意事项,掌握PLC硬件的安装与I/O接口检修方法,掌握常用生产机械PLC控制线路的故障分析及检修,能够合理地选择和使用各类型PLC的能力。
传感器与检测技术应用
本课程通过对传感器的一般特性与分析方法,传感器的工作原理、特性及应用,检测系统的基本概念的学习,使学生掌握检测系统的设计和分析方法,能够根据工程需要选用合适的传感器,并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。
3D打印自动线安装、调试与维护
本课程的主要讲授供料单元的安装与调试、加工单元的安装与调试、装配单元的安装与调试、分拣单元的安装与调试、输送单元的安装与调试、整体组装和调试,使学生具备简单的小型自动化生产线设备机械传动、气压传动和电气系统的识图、装配及调试能力;能阅读并理解自动控制程序,能设计简单的控制程序;能实施自动化生产线的整体调试和检测验收;初步具有自动化生产线生产的组织管理知识和相关的职业岗位能力,形成本专门化方向所必须具备的综合职业能力。
3D打印现场编程
本课程以每一种工作站系统的工作原理、系统参数设定方法、机器人示教方法等,将相关的原理与实践有机结合,使学生在实际操作中学会机器人的基本知识和操作技能。
 
主要实践环节
表1 主要实践环节一览表
序 号
名 称
周 数
按学期分配
备 注
1
入学教育及军事训练
2
2
2
 
 
 
 
 
集中进行
2
电子基本技能实习
2
2
2
 
 
 
 
 
集中进行
3
钳工实习
2
3
 
2
 
 
 
 
集中进行
4
单片机编程实训
2
2
 
 
2
 
 
 
集中进行
5
PLC编程实训
2
2
 
 
2
 
 
 
集中进行
6
.FDM打印技术实训
2
3
 
2
 
 
 
 
集中进行
6
 3D打印设备操作
4
4
 
 
 
4
 
 
集中进行
7
毕 业 实 习
6
6
 
 
 
 
 
6
集中进行
8
毕业设计(论文)
8
8
 
 
 
 
8
 
集中进行
      合           计
30
30
4
4
4
4
8
6
 
五、其它
学生必须符合下列几项要求才能发给毕业证:
1.符合规定的招生录取程序、正式注册;
2.在有效的时间内完成规定的全部学习内容,所有课程经考试或考核合格,并修满总学分148.5分,其中公共基础课程33.5学分,专业支持必修课25学分,专业核心必修课60学分,专业拓展课程6学分,职业资格认证4学分,人文、艺术素质修养公共任意选修课2学分,实践必修课(公共类)18学分。
3.取得全国高等学校英语应用能力考试合格证书和一个专业技能职业资格证书;
4.顶岗实习鉴定为合格以上并提交了顶岗实习相关的资料;
5.完成了毕业论文,答辩成绩为合格以上并提交了毕业论文相关的资料;

6.无其他符合学院规定不准毕业的情况。