《三维打印技术》课程教学大纲.docx

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1、三维打印技术课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101145123115课程名称（中/英文）：三Ift打印技术，ThreeDimensiona1.PrintingTechno1.ogy课程类别：学科专业选修课程学分：1总学时：16理论学时：16实脱/实践学时：0适用专业：裔分子材料与工程适用对象：本科先修课程：程序设计基础、材料科学基础教学环境：多媒体教室开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1 .课程任务与目的三维打印技术是高分子材料与工程专业的一门专业选修课程，通过本课程的学习，使学生系统认识3D打印机的顺理和结构，掌握3D打印自由成形工艺，了解3D打印技术最新的应用进展趋势，培养学生

2、对3D打印技术的兴鲤和爱好，为今后的科研与工作更定葩础.2 .对接培养的岗位能力通过学习,了解3D打印技术的现状.开网学生的视野,丰宫学生的生活,发展学生的创意思维.激发学生学习技术的兴趣与热情.形成初步的3D制造技术概念以和了解3D建模的方法，以及对技术作品的婴赏能力,学习3D隹模技能，提而学生的动手能力；实现能力的迂移与拓展，同时培养学生的社会员任感:提高学生的技术素养，营造浓厚的学习气氛，让学生在借鉴中模仿，在模仿中阳考，在思考中创新.增强社会，生活，知识产权观念,提高科学理论精神和技术素养，三、课程依学目标1 .课程对毕业要求的支撑I毕业央求指标点4.1能物基于科学原理和5业理论，通过

3、文献研究或相关方法，调研和分析而分子材料、聚合物施史合材料或玻料模具领域发杂工程向胭的解决方案毕业要求指标点5.2能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、1：程工具和专业模拟软件,对高分子材料、聚合物基合材料或塑料模具领域电朵工程同SfiiS行分析、计算与设计.I毕业要求指标点9.1J能师正确理解出认的甫要性.能主动与其他学科的成员共享专业信息、合作共期.2 .课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标I：使学生对三维打印技术的发展概况、地本原理和应用领域有初步了解，对主要技术及应用有一定掌握，启发学生对：雄打印技术的兴趣，培养知识创新和技术创新能力.初步形成利用三维打印技术知识与技术分

4、析本专业问题和解决问题的意愿.（支按毕业要求指标点4.1教学目标2：培养学生形成良好的科学文化、职业道德和技术文化素养，在面对工程同璃时，能携始于三维打印技术的原理、采用科学方法对伺SS进行研究并设计实验，进行探索和分析讨论，具有应用三维打印技术的思维和方法解决同Sfi的能力，（支拽毕业要求指标点5.2）教学目标3：使得学生在实践中具有团队意识、表达能力、社交能力、文献查阅等素质与能力：具爵以能力为导向的知识储存,具有不断学习和推广新技术的创新和进取精神.（支抵毕业要求指标点9.1）四、做学课时安排（-学时分配主题或知设点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主感或知识点I结论22OO

5、1、2、3主卷或知识点23D打印基础理论22O01、2、3主卷或知识点33D打印材料技术2*OO1、2、3主也或知识点43D打印能源技术2.00K2、3主业或知识点53D打印数据反求技术2*OO1、2、3主也或知识点63D打印软件技术2*OO1、2、3主题或知识点7异质材料3D打印技术22001、2、3主题或知识点三维实体微打印技术22001、2、3合计161600五、教学内容及教学设计主题1缗论1 .教学内容三维打印技术的发展进程、三维打印及其制品的定义分类、发展概况及发展方向.2 .教学里点三维打印技术的发展概况及有关新技术.3 .教学难点三维打印技术的发展概况及有关新技术.4 教学方案设

6、计(含教学方法、教学手段采用线上线下混合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用问腮讨论式、案例式、启发式等多种教学方法,并积极引入课程思政元素.5 2三雉打印基础理论1 .教学内容掌握受迫成型、去除成型、和生长成型的成型过程：掌握庙故，堆枳成型的成型过程；了解固化单元、CAD实体点的概念；掌握施政登加过程的三个层次；明确三维打印零件的特点，了解火变形的宏观发现：了解三维打印零件的层内应力和层间应力的分析方法，罕提抑制三维打印零件分层破坏的措施：掌握三维打印的精度分类,以及各精度的定义：了解三维打印零件精度的测盘次数的优化方法：掌握影响三维打印零件精度的因素：了解异质零件(HMP).异质

7、实体(HEO)和ST1.文件格式的概念，以及微四面体的创建流程。2 .教学重点而故於加过程：三维打印零件的变形理论，包括零件特点,变形的宏观表现、层内/层间的应力分析及抑制分层破坏的措脩：三维打印的精度分类以及影响精度的因素.3 .教学难点三维打印零件的层内应力分析：三维打印零件的层间应力分析.4 .教学方案设计(含教学方法、教学手段)采用我上线下海合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法，并积极引入课程思政元素，主JB3三险打印材料技术1 .教学内容解目前国内外对三维打印材料的主要研咒工作:理钿光固化的概念，光固化的方式,光固化的物质葩础，光固

8、化成型过程，了解光固化成型技术的优点；掌握光固化树脂的特性，光固化组成体系中预聚物、活性单体、光引发剂、添加剂的种类和作用：明确峥电型光敢树脂、纤维-树脂亚合材料、光般树脂的阳箱强化的作用与应用，了解光固化成型的发展与研究方向：/解适合S1.S工之中应用的高分子粉末材料.石蜡粉末材料陶克粉末材料、覆膜砂粉末材料型料酚末材料、金属粉末材料：了解适合1.OM工之中应用的纸质材料、陶瓷材料：了解适合FDM工艺中应用的煨隹线材、FDM陶瓷材料、木区复合材料.以及适用于FDM工艺的支探材料：了解近合3DP工艺中应用的裁料材料、金国材料、陶立材料以及新发展起来的笠孔钛材料、粉末材料、生物材料，以及适用于3

9、DP工艺的支描材料：节提剥离、修补、打磨、她光和表面涂的材料后处理方法，2 .教学重点满足三维打印系统特殊成型工艺的成型材料种类及应用。3 .教学难点光固化成型体系的祖成，以及各物质的作用。4 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）果用线上线下混合式教学.深京多媒体与板书相结合，授课过程中采用问SS讨论式、案例式、启发式等多种教学方法,并枳极引入课程思政元素.切4三维打印的毒技术1 .教学内容明畸S1.工艺中快速成型系统、光学系统、成型材料对光源的要求；掌握S1.工艺的三种光源：气体激光器、固体激光器、半导体激光器：了解S1.工艺中的紫外辐射光学系统：J解S1.S工艺中的光学系统：了解FDM工

10、艺中的加热系统：了解1.OM工艺中的辎筒式加热系统和平板式加热系统：/解1.OM工之中浮动较热J长方式、平板式热睡方式、气囊式热压方式、板式热压方式：了解3DP工艺中连续嘀矍系统、按需滴落式喷墨系统。2 .教学重点三维打印工艺所使用的两类能源系统：以光源为主的能源系统、以加热为主的能源系统：S1.工艺中对光源选择的依据，以及常用激光器光源：气体激光潞、固体激光涔和半导体微光器.3 .教学难点本章节中各种结构示意图.4 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用俄上线下海合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用同册讨出式、案例式、启发式等多种教学方法，并积极引入课程思政元素，主JB5三位

11、打印数据反求技术1 .教学内容掌握“实物反求工程”的定义，三域反求工程的四个阶段和三维打印数据反求技术的面数据采毙法和体数据采集法：了斛三雉打印数据反求技术的应用以及国内外的研究现状：了解体数据反求技术中的CT测求法、MRI测后法和胡声波测盘法，平提层去图像扫描测ht法：了解向数据反求技术中的澈光三角形法、投影光横法和立体视觉测量方法，掌握三坐标测量法和结构光三维扫描法.2 .教学重点“实物反求工程”的定义，三维反求工程的四个阶段：体数据反求技术：层去图像扫描测取法；面数据反求技术：三坐标测依法、结构光三维扫描法。3 .教学难点结构光三维扫描法中的关犍技术.如系统标定、结构光箱码、冽肽数据拼接

12、处理技术.4 .教学方案设由（含教学方法、教学手段）条用线上线卜混合式教学,课堂多媒体与板行相结合，授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等笠种教学方法，并积极引入课程思政元素，主禺6三位打印软件技术1 .教学内容了解三维打印软件的运行流程：了解三维打印软件设计方法分类,包括正向设计、逆向设计、正逆向混合设计：掌握正向设计技术和逆向设计技术.包括正向建模方法、ST1.文件、数据值处理、禹欣曲面建模方法：常树模型支撑添加技术，包括支撑添加的类型，支撑添加的途径；掌握ST1.切片技术，包括定层原拓扑切片、定层原容错切片、直接分层切片:了解维打印成型工艺数据处理流程.2 .教学重点正向设计技术中正

13、向建模方法几何建模的分类和特征建模的定义及分类：逆向设计的概念，离散数据的表示，ST1.文件遵循的规则，ST1.文件有效性检查和修双：数据预处理的作用和方法,离散曲面建模方法；模型支撑的类蟹,以及添加途径：拓扑切片流程运用到的方法，扫描工艺中的扫描方式设计准则和扫描方式，3,教学难点特征建模中的参数化设计和变疑化设计,二者都是基于特征设计和全数掘实现尺寸猴动设计修改：不同点在于参数化设计强冏尺寸全约束.利用尺寸约束而变玻化设计可以过钓束.也可欠约束.可是尺寸约束.也可几何、工程约束：ST1.文件遵循规则不满足规则可能出现的缺陷，修发文件用到的算法和流程：拓扑切片流程主要包括拓扑信息重建，奇异点

14、排除，搜索求交，整序保存四个过程；直接分层切片在精度上要注意阶悌效应和包容向题这两方面；如何运用坐标极值判别法诳行零件层片内外轮唬的设别，扫描数据的3个步骤及扫描方式设计的3个准则.4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下海合式教学，课堂多媒体与板拈相结合，授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等学种教学方法，并积极引入课程思政元素，7异质材料三维打印技术1 .教学内容了解异质实体分类：人造型HEO、自然翌HEO、变异里HEO,异质材料在零件上的应用以及异质材零件的发展现状：掌弼衿各型异质材料建模:结构空间描述、材料空何的描述；了解HEO除态建模方法的研究现状：基于体素HEO建模

15、、集于BRep的HEo建模；掌握块于微四面体的HEO内外表面材料设计方法：掌握动态异质材料的概念，J解果于特征节点的动态HEO材料建模方法：掌握俄滴喷射工艺在三雄打印技术中的应用，了解在此基础上的异质材料模型的设计和制造渔程.2 .教学重点静态型HEOCAD空间描述：HEo静态建模方法：基于体素HEO建模、基FB-Rep的HEO建帙:法于徵四面体的HEO内外去面材料设计:激滴喷射工艺与酒I印技术的结合。3 .教学难点基于微四面体HEO内外表面材料i殳汁：基于微滴喷射的HEO图件成型方法.4 .教学方案设计（含教学方法.教学手段）采用线上线下混合式教学.课堂多媒体与板书相结合,授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法，并枳极引入课程思政元素，5 题8三卷实体微打印技术1 .教学内容拿舞液料光固化微立体光刻过程：掌握液滴微喷射原理,微液滴沉积成形原理：了解热气泡式液滴微喷射、压电容积式微喷射、气动液流他喷射、脓冲惯性式液流微喷射：了解