《3D打印技术》教学大纲

《3D打印技术》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：11140831课程性质：专业必修课程学分：3学分学时：48学时（理论32学时，实验16学时）先修课程：产品模型与制作、数字化设计后续课程：专题设计（Ⅰ）、专题设计（Ⅱ）适用专业：产品设计开课单位：艺术设计学院一、课程说明《3D打印技术》是艺术设计学院本科学生的专业必修课。通过让同学们掌握3D打印技术的使用和制作流程。通过系统严格的训练，掌握一般3D模型制作基本技巧以及机器使用的方法。掌握3D模型的基本理论知识与制作流程，培养学生3D模型制作思维和创造能力。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握3D打印机工作原理以及使用流程，了解3D打印技术的应用和打印材料，能够运用所学的知识进行3D模型制作和后期加工处理。课程目标2：使学生能够熟练运用3D打印机进行模型制作，包括犀牛模型设计与导入、模型支点设计、模型表面处理工艺等3个环节。能独立完成模型设计与制作，培训学生的实践能力和结构设计能力。课程目标3：能够掌握3D打印的技术原理、常见的打印材料与表面处理工艺等知识，帮助学生养成严谨的科研思维，树立追求真理，勇于探索的精神；培养“大胆幻想，科学论证”的创新思维；提高其责任担当意识，塑造社会主义核心价值观，为更好的服务社会、建设国家贡献力量。三、课程目标与毕业要求《3D打印技术》课程教学目标对产品设计艺术专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度5.使用现代工具5.1掌握产品设计领域常用的信息技术工具、仪器设备与软件工具的使用原理和方法。课程目标1：掌握3D打印机工作原理以及使用流程，了解3D打印技术的应用和打印材料，能够运用所学的知识进行3D模型制作和后期加工处理。课程目标2：使学生能够熟练运用3D打印机进行模型制作，包括犀牛模型设计与导入、模型支点设计、模型表面处理工艺等3个环节。能独立完成模型设计与制作，培训学生的实践能力和结构设计能力。课程目标3：能够掌握3D打印的技术原理、常见的打印材料与表面处理工艺等知识，帮助学生养成严谨的科研思维，树立追求真理，勇于探索的精神；培养“大胆幻想，科学论证”的创新思维；提高其责任担当意识，塑造社会主义核心价值观，为更好的服务社会、建设国家贡献力量。H注：表中“H（高）、”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.认识3D打印技术（1）3D打印概述；（2）3D打印的特点；（3）3D打印的应用；（4）3D打印技术现状及展望。思政点:了解国内的3D打印技术以及应用能力，培养学生的民族自豪感。教学要求：（1）要求掌握3D打印技术的发展由来与特点；（2）了解3D打印技术的应用技术和未来发展空间。重点:3D打印技术的发展与由来。难点:3D打印技术的未来展望。81、32.3D打印的原理（1）3D打印基本原理；（2）3D打印工作流程；（3）3D打印成型工艺；（4）3D打印材料与选择。思政点:打印中国传统工艺品，展现中国传统工艺技术，使学生了解我国传统技艺。教学要求：（1）要求掌握3D打印技术的基本理念和基本原则；（2）较好掌握3D打印技术中材料和技术的运用。重点:3D打印技术运用方法。难点:3D打印材料的运用方法。81、33.3D打印数据建模及切片处理（1）建模方法；（2）3D扫描数据获取与处理；（3）常用三维建模软件；（4）3D打印建模注意事项；（5）3D打印的切片处理；（6）3D打印表面改善；（7）3D打印结构设计；（8）3D打印常见质量问题及改善。教学要求：（1）要求掌握3D打印使用过程，理解3D打印技术不同功能的使用；（2）掌握3D打印模型构建思路。重点:3D打印的使用功能。难点:不同材质的模型处理与结构设计。841、2、3SLA及正向造型实例

（1）案例描述；（2）设计思路；（3）正向造型数据建模；（4）数据处理；（5）模型成型过程；（6）成型后处理。教学要求：理解并掌握模型设计、数据处理、模型成型与成型后的处理。重点:3D打印模型的制作过程。难点:3D打印模型的表明处理。8121、2、3合计32162.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验项目内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.数据模型制作实验内容：建立数据模型。实验要求：使用电脑软件进行模型建立，掌握数据与3D打印之间的转换。81、2、32.3D打印模型制作实验内容：打印3D模型。实验要求：了解3D打印机的使用流程，熟练掌握打印机的各个功能，注意模型后期的打磨喷漆处理。81、2、3合计16五、教学方法及手段3D打印技术课程教学以课堂讲授为主，结合3D打印机实际操作和打印材料分析，采用启发式讨论法、自主学习法、以及线上线下混合等多种教学方法。通过课堂讨论、案例鉴赏、视频资源共享和实际操作等方式完成课程教学任务。运用多媒体设备丰富教学手段，在正式开课前，运用学习通提前发布课程的教学计划与课程内容，预先了解本课程与其他课程之间的关系，帮助学生构建完整知识框架体系。培养学生自主学习能力，促进学生对材料和打印技术的掌握，培养学生独立思考、结构分析和解决问题的能力，提升学生结构理解能力，在掌握3D打印技术的基础上，具备良好的材料分析能力和产品结构构建能力。在实验教学环节中，带领学生在校内艺工坊亲自体验3D模型打印技术，培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。通过教师讲授与实际操作的方式开展教学，让学生提前了解课程的应用范围，了解3D打印技术、产品结构以及打印材料的市场情况，激发学生学习热情，提升学习兴趣点。着重讲授打印材料和打印技术的创新性；产品结构与产品外观的融洽性；对3D打印优秀案例进行分析；介绍常用的打印材料和技术等。在实验前学生应复习和掌握与本实验有关的教学内容、认真阅读实验指导书，每完成一项实验，要认真完成一份实验报告。六、课程资源1.参考书：（1）宋闯.3D打印建模.机械工业出版社[M].2016.03（2）赫德.里普森.3D打印：从想象到现实[M].中信出版社.2016.04（3）陈继民.3D打印材料丛书.化学工业出版社[M].2021.122.期刊：（1）卢宝胜,张显宜.3D打印技术在铸件研制中的应用[J]装饰,2021(10):134-135（2）任彦肖.3D打印技术及其在产品设计中的应用研究[J]艺术与设计.2019(07):54-56（3）马晓莉.金属3D打印技术的应用前景[J].现代养生.2017(12)：45-48（4）卢宝胜.3D打印技术在铸件开发中的应用[J].中国铸造.2021（09）：102-105（5）邢笑笑,方如意3D打印技术在产品设计中的应用研究[J].工业设计.2021(08)122-125（6）QIANYihong.Researchontheapplicationof3Dprintingtechnologyinmoldmanufacturing[J].Papermakingequipmentandmaterials,2021(12):89-913.网络资源：（1）中国3D打印网.多功能超材料的设计、属性、应用、挑战和3D打印[OL].2021[2021.1]/3ddayincailiao/qitacailiao/45233.html#google_vignette（2）中国3D打印网.3D打印鞋已经进入人们的日常生活中，定制化、轻便性[OL].2021[2021.3]./xinwenpindao/guoneidongtai/45283.html七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现10（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√55项目60（1）根据每个实验项目的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验项目单独评分，取各次实验项目成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验项目成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√203010作业30（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√101010合计：100分354520八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、项目、作业组成的过程性考核的方式对学生进行考核评价。考核基本要求：过程性考核为100分（权重100%），过程性成绩由课堂表现、项目、作业组成。过程性考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现10笔记完整，积极参与教学活动，踊跃回答问题。认真参与教学活动，回答问题比较积极。能够参与教学活动，回答问题情况一般。上课不认真，有迟到和旷课现象，较少参与教学活动。上课不认真，经常迟到和旷课情况，不参与教学活动。项目60项目报告清晰规范，图片效果好，项目成果展示全面系统。项目报