科研计划项目申请书xxx

1、研究领域教育科学申报类别自然与社会科学ü 重点资助一般资助þ不资助 决策咨询xxxxxxx学院科研计划项目申 请 书项目名称：3D打印技术在模具制造领域中应用的研究负 责 人：黄xxxx所在部门：机械工程系联系电话：xxxxxxxxxxxxxxxx学院科技处制2016年一、基本情况项目名称3D打印技术在模具制造领域中应用的研究基础研究ü应用研究试验发展决策咨询研究期限2017年1 月至 2017年12月申请经费0.35万项 目负责人姓 名黄xx年 龄43技术职称讲师已获学位学士所属部门机械工程系现从事专业模具设计与制造主要研究人员姓名年龄技术职称已获学位现从事专业

2、杨x45副教授学士模具设计与制造周xx31讲师硕士模具设计与制造陈x34讲师硕士模具设计与制造郑x31讲师学士模具设计与制造主要研究内容1. 了解3打印技术在模具制造过程中应用的现状；.2. 掌握其技术原理和知识；3. 分析该技术与传统模具制造技术相比的优点和不足；4. 探索并研究如何将3打印技术与传统制造技术更好地融合来推动模具制造的高速高效发展，并将我们作为模具专业教师的新理念新知识新视野传递给学生、新技术服务于企业，形成经验进行推广使用。预期成果研究报告1份，论文4篇。二、立项依据（选题意义及校内外同类项目现状分析）3D打印，带来了世界性的制造业革命，其与智能机器人、人工智能并称为实现数

3、字化制造的三大关键技术，这项技术及其产业发展是全球正在兴起新一轮数字化制造浪潮的重要基础。加快3D打印产业发展，有利于国家在全球科技创新和产业竞争中占领高地，进一步推动我国由“工业大国”向“工业强国”转变。模具是工业生产中的重要工艺装备，模具行业是一个跨度非常大的行业，它与制造业的各个领域都有关联。在现代社会，制造和模具是高度依存的，无数产品的部件都要通过模制（注射、吹塑和硅胶）或铸模（熔模、翻砂和旋压）来制造。无论什么应用，制造模具都能在提高效率和利润的同时保证质量。 CNC加工是在制造模具时最常用的技术。虽然它能够提供高度可靠的结果，但同时也非常昂贵和费时。所以很多模具制造企业也

4、开始寻找更加有效的替代方式。而通过增材制造（ALM，即3D打印）制作模具就成了一个极具吸引力的方法，因为模具一般都属于小批量生产且形状都比较复杂，很适合3D打印来完成。经过本项目的研究，使我们认识和了解3打印技术在现代模具制造领域中的应用现状，当前研究方向，未来发展趋势，以便我们能结合企业的实际需求，适时调整模具专业的人才培养方案，更好地开展教学工作，培养为社会有用的创造型人才。根据文献及网上资料查得，目前应用比较广泛的3D打印成型工艺主要有：选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）、选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）、

5、直接金属激光烧结（Direct metal Laser Sintering，DMLS）、立体光固化成型（Stereo Lithography Apparatus，SLA）、熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling，FDM）、分层物体制造（Laminated Object Manufacturing，LOM）等，不同类型的工艺在不同的领域有着应用的优势。3D打印技术在模具行业中的应用，主要分为三个方面：（1）直接制作手板上述几种3D打印工艺都能制作手板，只是制作出来的手板的精度、强度和表面质量有区别，这也是目前3D打印技术最常见的应用方式；（2）间接制造模具即利用3D打印

6、的原型件，通过不同的工艺方法翻制模具，如硅橡胶模具、石膏模具、环氧树脂模具、砂型模具等；（3）直接制造模具即利用SLS、DMLS、SLM等3D打印工艺直接制造软质模具或硬质模具。目前，在国内，3D打印技术在模具中的应用研究，大多基于各研究单位自身在3D打印技术研究的基础上进行的，如华中科技大学、华南理工大学等，并取得了一定的进展。据文献资料显示，华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，主要研究激光与材料的相互作用机理，建立3D打印过程中零部件性能与精度的控制方法，形成材料、工艺、装备一体化的成套技术体系，解决大型复杂高性能零部件的快速整体成形制造。其选择性激光熔化技术（SLM）可成形任意

7、复杂结构和接近100%致密度的金属零件或模具，材料利用率超过90%，已在航空航天、汽车、精密铸造等领域得到了应用。显然，3D打印技术和传统制造技术都存在优势和劣势，目前，3D打印技术还不能替代传统制造技术。为此，只有通过探索、研究，取两技术之长来推动制造业的高速发展。三、研究方案1.理论依据3D打印技术给模具制造带来的改变是不容忽视的，尤其对我们这样的工业大国，3D打印技术引入到模具设计和制造中来是一种趋势。鉴于这一技术的现有的发展成果及其广阔的发展前景，我们确立了该课题，即针对这一技术做出相对较为深入的研究，学习掌握相关知识，明确3技术在模具行业的应用现状，研究方向，发展趋势，以便能更好地挖

8、掘我们的人才培养模式和为社会提供适宜的服务。2.研究目标、研究内容和拟解决的有关问题随着3D打印技术的飞速发展，其逐渐在实验室、企业、家庭等领域得到应用。在工业制造加工中3打印技术具有其他成型加工方法难以比拟的优势，所需的原型材料和性能也日渐完善,在模具生产和加工的应用范围将会越来越大,未来模具行业传统的加工方法将与3D打印技术相互渗透融合。本课题通过调研分析、掌握3打印技术在模具制造过程中应用的现状，掌握其技术原理和知识，分析该技术与传统模具制造技术相比的优点和不足，探索并研究如何将3打印技术与传统制造技术更好地融合来推动模具制造的高速高效发展，并将我们作为模具专业教师的新理念新知识新视野传

9、递给学生、新技术服务于企业，形成经验进行推广使用。3.拟采取的研究方法及可行性分析本课题主要研究校企合作、工学结合的技能人才培养模式，拟采取与职业院校、行业企业、政府部门合作、分专题研究的方法开展研究，研究的过程将自始至终遵循理论创新与实践实证相结合，定性研究与定量研究相结合，中观为主，兼顾宏观与微观的原则。根据上述研究内容，我们的研究方法拟采取：1文献检索法：大量查阅文献、资料，充分利用图书馆各类职教期刊、网络数字化期刊、学术论文，了解3打印技术、3打印技术在模具制造过程中应用的成功经验与总结。2现场调研法：对模具企业的现场工作人员进行调研。掌握模具企业的3打印技术引入和使用状况，已经显现出

10、来的效益，出现的问题等，使课题更有针对性，更符合实际。3企业座谈法：对模具企业的管理人员、模具制造加工技术人员进行访谈以及座谈会等形式进行全范围的调查。主要针对3打印技术应用于模具制造的想法和建议，有没有更好的探索方向等问题进行研究。4实践研究法：在312理实一体化实训室进行通过3打印设备生产物件的实践过程，设计、分析、讨论，进行设备的调试，最终进行试生产。5通过计算机软件设计、3打印加工等实践方法，完成论文写作内容的支撑材料4.本项目特色及应用前景模具行业是一个跨度非常大的行业，它与制造业的各个领域都有关联。在现代社会，制造和模具是高度依存的，无数产品的部件都要通过模制（注射、吹塑和硅胶）或

11、铸模（熔模、翻砂和旋压）来制造。无论什么应用，制造模具都能在提高效率和利润的同时保证质量。 CNC加工是在制造模具时最常用的技术。虽然它能够提供高度可靠的结果，但同时也非常昂贵和费时。所以很多模具制造企业也开始寻找更加有效的替代方式。而通过增材制造（ALM，即3D打印）制作模具就成了一个极具吸引力的方法，因为模具一般都属于小批量生产且形状都比较复杂，很适合3D打印来完成。用3D打印制造模具有许多优点：（1）3D打印技术在生产过程中能实现生产材料“零”浪费。3D打印技术的生产过程是根据零件的三维设计进行逐层打印，与传统的“减材”加工相比，实现了生产材料的“零”浪费。（2）利用3D打印技

12、术可以加快产品的研发进度。3D打印技术改变了设计者的思维方式，他们会根据零件承重、受力部位的不同进行思考。（3）利用3D打印技术可以大大缩短生产周期。3D打印技术从设计到生产，省去了传统加工过程中工艺设计与求证的过程，缩短了生产周期，并能根据市场需求，及时调整生产批量。（4）利用3D打印技术可以大量减少设计、生产过程中的人力资源。（5）利用3D打印技术可以制造具有特殊结构的模具，如随形冷却模具，这是传统制造方法难以实现的，也是3D打印技术在模具行业应用中的一大亮点。随形冷却模具具有诸多优势，可以提高模具的冷却效率，使得制品冷却趋于均匀化，提高了产品质量和生产效率。目前国内3D打印模具制造方面的

13、应用与国外相比存在较大差距，但3D打印技术给模具制造带来的改变是不容忽视的。 3D打印技术引入到模具设计和制造中来是一种趋势，无论是对于前期的产品设计、制作样板，还是成型制造随形冷却水路模具等应用。作为培养高端技能型应用人才的职业技术学院，我们应当了解3打印技术在现代模具制造领域中的应用现状，当前研究方向，未来发展趋势，以便我们能结合企业的实际需求，适时调整模具专业的人才培养方案，更好地开展教学工作，培养为社会有用的创造型人才。5.预期的研究进展和成果主 要 阶 段 性 成 果 序号研究阶段（起止时间）成 果 名 称成果形式承 担 人12017.01-2017.02模具行业中3D打印技术的应用

14、现状 论文黄xx22017.01-2017.033打印给模具制造技术带来的影响分析论文郑xx32017.04-2017.05浅谈3打印技术的实质及发展瓶颈论文陈xx最 终 成 果 12017.12基于3打印的随形冷却水道注塑模具设计论文周xx22017.123打印技术在模具制造领域中应用的研究研究报告周x、杨x四、研究基础（与本项有关的研究工作积累和已进行的研究工作，主持人学习、工作经历，目前承担课题情况）（1）科研基础课题组成员由企业具有丰富实践经验的工程师和教学一线的中青年骨干教师组成。教师们均参加过教育部全国高职高专现代教育技术培训，发表过专业技术研究方面的论文，进行过相关课题研究，编写

15、过模具设计与制造专业课程教材及实训指导书，制定过模具设计与制造专业人才培养方案，这大大提高了课题组成员参加本课题研究的素质和能力。（2）物质基础学校现已建有3打印理实一体化实训室、数控加工实训室、模具设计与制造专业实训室，有实训教学用的3打印机若干套，有企业生产型冲压机一台。同时还与富士康、武汉天汽模、武汉新云鹤汽车座椅有限公司等企业合作，有计划的开展了校外实训基地的建设。课题开展过程中严格执行科教处的课题研究专项经费的审批制度，提供必要的经费支持，保证专款专用。（3）课题研究主持人具备模具设计与制造专业扎实的理论基础，长期承担模具设计与制程专业的教学工作，也有多次下企业锻炼的社会实践经历，参与过编写相关的教材，以及模具设计与制造专业人才培养方案的制定等经历。目前承担该课题研究工