技工院校3D打印技术应用专业实训中心建设实践研究

2022-05-13 02:26郑艳萍周皇卫杨险锋
时代汽车 2022年10期
关键词:后处理实训室逆向

郑艳萍 周皇卫 杨险锋

摘 要:根据3D打印技术应用专业人才培养需求,提出根据人才培养、社会服务、教学改革和校企合作等需求建设专业实训中心,具体罗列出了3D打印技术应用专业主要专业课程、基础实训室建设内容,研究了实训中心运行机制,总结了试运行该平台后取得的经验及成果供同行参考。

关键词:3D打印技术应用专业 实训中心 建设

Abstract:According to the talent training needs of 3D printing technology application specialty, this paper proposes to build a professional training center according to the needs of talent training, social services, teaching reform and school enterprise cooperation, lists the main professional courses and basic training room construction contents of 3D printing technology application specialty, and studies the operation mechanism of the training center. The experience and results obtained after the trial operation of the platform are summarized for peer reference.

Key words:3D printing technology application specialty, training center, construction

隨着国家《中国制造2025》十年纲领行动深入推进,3D打印(增材制造)作为智能制造关联新技术应用越来广泛,相关专业人才供给侧的技工教育改革对推动区域产业转型升级尤为重要[1]。2018年,《全国技工院校专业目录(2018年修订)》机械类中新增“3D打印技术应用”专业。技工院校实训室建设作为专业建设重要组成部分,如何建设能合理支撑3D打印技术应用专业人才培养等多功能的实训中心是目前面临的主要问题,以下为我院在人社出版集团和快速制造国家工程研究中心指导下建设3D打印实训中心的实践总结,供各同行参考借鉴。

1 实训中心建设调研

根据调研结果确定本专业主要对接区域航空航天、电子信息、装备制造行业,结合快速制造国家工程研究中心对全国3D打印行业的调研结果分析,目前市场对3D打印专业人才需求主要岗位为数字化设计师、数据处理员、逆向工程师、设备操作员和后处理员[2]。岗位要求能胜任产品创意设计、三维数据采集与处理、逆向设计、3D打印后处理(上色、丝印、打标)、产品三维检测、造型质量分析与优化、3D打印设备调试与故障诊断、真空复模等工作任务[2]。由此梳理本专业主要专业基础课为:机械常识、素描与色彩、产品手绘表现、三大构成、3D打印技术概论;主要专业课程为:产品结构设计、产品造型设计、逆向工程与三维检测、3D打印设备操作与维护、3D打印工艺规划与数据处理、3D打印产品后处理;主要技能课程为:三维扫描与数据处理、3D打印项目设计(含工艺规划与数据处理、设备操作与维护、后处理)、逆向工程综合实践。

2 实训中心建设

根据人才培养和学校实际情况需求,开展实训中心建设。在实训中心建设过程中综合考虑人才培养方案中课程实施、集训人才培养、社会服务、教学改革和校企合作等需求,兼顾3D打印材料、工艺高速发展变化,分阶段完成实训中心建设。

2.1 基础实训设备阶段

本阶段建设内容主要针对已正式开始3D打印技术应用专业招生,对接人才培养规格开展的实训室建设,发挥科普、专业实训教学和行业技能鉴定作用。以下为40人/班3D打印实训中心建设参考标准:

2.1.1 3D打印科普展厅:100m2。

各类工艺展品:FDM工艺、SL工艺、激光粉末烧结(尼龙)工艺、SLM工艺(金属)、全彩3D打印工艺等,结合专业方向、对接区域优势产业布置展品。

3D科普知识展板:3D打印原理、代表性工艺、行业应用案例等。

主要实训项目:专业介绍;3D打印科普。

对应主要课程:3D打印技术概论。

2.1.2 数字化设计实训室:100m2。

中档图形处理工作站:41台(40台学生机,一台教师机),CPU:I5 6500及以上;内存:≥8GDDR424008G;独立显卡,显存≥2GB。推荐安装:三维建模软件(UGNX\CATIA\Solidworks\Inventor\Pro E)、三维造型设计软件(犀牛Rhinoceros、3DMAX、渲染软件Keyshot)、扫描数据处理软件(Gemagic wrap)、参数化逆向工程软件(Gemagic DesignX)、自动化三维检测软件(Gemagic controlX)、3D打印工艺处理软件(Magics\CURA)等。

主要实训项目:产品结构设计实训;产品造型设计实训;数据处理实训;逆向建模实训;3D打印工艺规划实训。

对应主要课程:产品结构设计、产品造型设计、逆向工程与三维检测、3D打印工艺规划与数据处理。

2.1.3 逆向工程实训室:75m2。

基础设备:教学型高精度光栅扫描仪:4台(双目、四目各2台);教学专用桌面3D扫描仪:8台;移动图形处理工作站:4台;旋转工作台:4个。

选配:精密立体测量仪:1台(对外技术服务);手持激光扫描仪:1台(对外技术服务)。

主要实训项目:三维扫描与数据处理实训;逆向工程综合实践实训。

对应主要课程:逆向工程与三维检测、逆向工程综合实践。

2.1.4 3D打印创意实训室:100m2。

FDM桌面式3D打印机:10台;FDM工艺DIY套件:10套;DLP工艺3D打印机:6台(小型文创产品打印)。

主要实训项目:3D打印操作与维护、对外技术服务及社团创意空间站。

对应主要课程:3D打印项目设计等。

2.1.5 SL快速成型实训室:50m2。

SLA工艺3D打印机:6台;粉末工艺设备(选配):1-2台。

主要实训项目:3D打印操作与维护实训、承办比赛或培训。

对应主要课程:3D打印技术概论、3D打印设备操作与维护。

2.1.6 后处理实训室:50m2。

电脑:1台;电脑桌:1套;激光切割机:2台;喷砂机:2套;空压机:1套;后处理工具套装:10套;打磨台:3套;喷漆套装:1套;丝印套装:1套;耗材、工具柜:2套。

主要实训项目:3D打印产品后处理、对外技术服务。

对应主要课程:3D打印产品后处理。

其中专业基础课中的机械常识、素描与色彩、产品手绘表现、三大构成涉及的实训室可与校内其他机械制造、艺术设计类专业共建或共用实训室,在此不單独列出。

2.2 校企合作、引企进校、校企共建区域实训基地阶段

一方面,以区域产业转型升级为导向,促进产教融合校企“双元”育人,根据专业自身特点和人才培养需要,与企业合作成立校企实训基地或积极寻求对口优质企业建设校外实训基地,积极引入企业部分金属增材制造设备,或对外增材制造服务机构共建实训中心,发挥学校人才培养中心作用,为企业和社会提供短期技能提升培训,进而增强专业师资与企业的交流互动,加快师资往“双师型”过渡,提升专业建设质量。

另一方面,以学校区域地理、产业集中优势,集政府、学校和行业企业三方优势协同共建区域公共3D打印实训基地,吸引更多的培训和校企合作。其中竞赛承办、科普平台建设可作为切入点。

3 实训中心建设成效

中心建成后每年可完成300人次专业教学,大多数学生对本专业课程感兴趣,课堂参与度及教学评价良好,部分优秀学生经选拔进入集训队参加省级、国家级增材制造或相关技能比赛获得较好的名次,其中省级一等奖一次、国赛二等奖一次及世赛选拔赛获全国第11名,还培养了数名优秀毕业生进入知名军工企业、高等院校实训室或升入本科继续深造。

专业组多名教师参与中国劳动社会保障出版社规划教材-《逆向工程与三维检测》编写,并与合作企业技术人员编写了《逆向工程综合实践》校本教材;以实训中心建设为依托完善形成了一支具备专业教学和技术服务能力的专兼职教师团队,其中一名教师教研成果获国家级二等奖,教师对外技术服务团队每年能完成对外技术服务不低于5项。

实训中心开展了四川大学高分子专业大三学生生产认知实习、成都天然气公司管理人员入职、军工企业员工技能提升等对外培训十余次,接待了成都市第八建筑工程公司、西华大学、成都航空职业技术学院及全国30余所技工院校参观交流;承接了企业3D打印项目共计十余项,基本构建了可以学习借鉴和推广的3D打印技术应用专业人才培训体系,做出了榜样和示范。

4 实训中心建设目标

建设双创平台,成立“3D打印创客空间”,激发学生创新创业意识,孵化一批创新人才,引领“大众创业,万众创新”风潮;建设研发平台,校企双方共同开展3D打印方向的技术研发,共同申请中央、省市有关扶持专项,开发新技术、新产品;建设科普平台,实施3D打印技术普及工程,联合中小学开展职业启蒙教育,培养学生动手实践及创新设计的兴趣、爱好和意识。

5 结束语

建设3D打印实训中心意义是深远的,它不仅可完成3D打印技术应用专业人才培养,还能结合校内其他工程或艺术类专业进行学科拓展,将理论与实际结合起来,激发学生的创新实践能力,验证学生的创新想法,加深学生对先进制造技术的认识。同时,学校也应善于应用创新思维运作实训中心,解决设备运营维护资金、耗材、长远发展等问题。

示范专业建设成果:本文是快速制造国家工程研究中心创培基地与人力资源社会保障出版集团3D打印技术应用专业示范基地研究成果之一。

参考文献:

[1]技工类院校供给侧改革的突破口.[J]合作经济与科技.2016(000)021.

[2]3D打印技术行业技能鉴定标准.国家增材制造创新中心3D打印技能鉴定指导中心.2019.

作者简介

郑艳萍:(1985—),女,四川乐山人,高级讲师,主要研究方向为增材制造。

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