快速成型实验室建设方案

快速成型技术实训室建设方案

一、快速成型技术实训室建设的目的

快速成型技术实训室的建设应本着全面为教学服务，培养社会紧缺技能型人才的为原则。构建实现六位一体功能的实训中心。即：实训、培训、生产、鉴定、竞赛、科研等六位一体功能的实训中心，中心应在现有装备的基础上，添平补齐先进的设备，梯次配套，依次发展以满足实训、培训、竞赛以及生产等需要。是在现有数控、模具类专业建设的基础上，以先进制造技术应用为核心，引进逆向工程、快速制造、精密检测等技术，以达到：

1、教学目的：完善产品开发生产过程中各种技术的应用环节，建立相关先进制造技术教学模块，通过各种软硬件的应用参与实际产品项目的开发过程，锻炼、培养一批具有创新能力和工程实践能力的现代综合型师资和人才，提升学校的教学能力，并打造精品课程和国家、德州市示范性专业。

2、生产目的：应用“中心”平台，建立与社会企业的合作机制，为企业提供技术支持、项目应用开发等服务，逐步取得社会和经济效益。

3、科研目的：应用“实训中心”平台，开展与各高校、社会企业、科研院所等的合作，建立“校企”、“校际”、“校所”的多方位合作机制，将企业的实际项目贯穿于教学过程中，依托高校和科研院所的科研协助，促进教学、生产、科研的良性互动。

二、快速成型技术实训室建设的功能定位

1.学生实训功能：保证校内学生及教师充分、完善的开展实践教学工作；

2.对外培训功能：对外开展师资培训班、校外技术再提高人员等的培训工作；

3.技能鉴定功能：积极申报成为相应技能鉴定站，开展技能鉴定工作；

4.组织竞赛功能：为市、省等大赛提供场地、装备和技术支持工作；

5.技术服务功能：为企业等提供有偿服务或技术支持等工作；

6.科技研发功能：与高校、院所、企业等建立合作，共同开展项目研发工作。

三、快速成型技术实训室建设的投入原则

1.实用性：提倡技术的适用性和通用性，保证相应实训工位数；强调以通用技术为主，兼顾部分超前技术的训练条件；

2.完善性：在开展教学实践过程中，既要保障各个技术培训模块的完整性，又要突出技术培养的重点；

3. 先进性：既要具备基础科目及装备，又要搭建先进技术的实训科目及装备，将先进的设备、技术、知识、工艺、方法和成果集中体现到实训室中；

4. 软硬件合理配置：既要合理保障实训装备的合理投入，又要规划相配套的软件教学环境，用现代的仿真虚拟技术协助教学广泛的开展；

5. 教学手段保障：开展教材题库的建设，构建适用的教学培训方案，同时强化师资的培训工作，特别是掌握先进制造技术及“双师型” 的教师培养；

6. 持续发展：既要根据师资培养情况，结合资金做到长期规划，逐步投入，又要跟踪技术进步，保障可持续的发展。

四、“先进制造技术”的技术概述

先进制造技术范围很广，结合产品制造流程，包括产品数字化设计、产品快速制样、产品数控加工制造、产品质量控制等主要环节（如图所示）。只有将几个环节合理的结合起来，才能组成完整的产品生产制造过程。

1．产品的逆向工程设计技术(RE)：逆向工程技术（又称反求技术，简称RE ），是针对现有工件（样品或模型）利用3D 数字化测量仪器（如激光扫描仪）准确、快速的将外形轮廓坐标点云量得，并使用反求CAD 软件加以构建曲面、编辑、修改后，传至CAD/CAM 系统，再由 CAM 产生NC 加工路径送至 CNC 加工设备制作所需工件，或者送到快速成型机将样品模型制作出来，此流程称为逆向工程。

产品的生产制造过程

该技术已广泛应用于产品的开发与模具生产、工业设计、军工装备制造、汽车摩托车制造、家电、医疗器材、运动器械、特种服装设计、卡通动画制作等领域。逆向工程已贯穿于整个产品开发过程中，对于正向设计的模型修改后数据重新收集，或以已有的产品为对象，避开艰苦的原型设计阶段，优化设计出一种更好的产品，体现了产品的再设计过程，也是培养创新思维的有效技术途径。

2.产品快速成型技术（RP）：是将所获取的零件三维模型（数字、CAD模型），按照一定的规律离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进分层，把三维CAD模型变成一系列的层片；再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，生成数控代码；最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来制造出物理模型（样品）。它在产品的试制开发中得到了广泛应用，大大缩短了产品开发、试制的周期，降低了直接开模存在的风险，提高了成品率。

3.模具真空注型技术：是利用产品原型（SLA、SLS原型件、样

件、CNC手板）在真空状态下制作出硅胶模具，并在真空状态下采用

PU 材料进行浇注，从而克隆出与产品原型相同的复制件。真空注型

技术主要应用于改变产品原型的材质、组装样机或进行产品小批量生

产等方面，以满足产品开发过程中的性能测试、市场推广以及送检、

审批等需求。

4.产品数控加工技术(CNC)：数字控制（Numerical Control）技术，简称NC，是指用数字化信息对机械设备的运动及其加工过程进行控制的一种方法,现已广泛应用于制造加工业，实现优异的数字化控制加工，提高生产效率和产品的精度。

5.产品激光加工技术：是通过聚焦激光光束，使激光的能量密度在到达或进入被加工物体

（如水晶、玻璃等）时超过破坏阈值这一临界值，激光在极短

的时间内产生脉冲，其能量能够在瞬间使加工物体（如水晶、

玻璃等）受热，从而产生极小的加工点，在玻璃等物体内部雕

出预定的形状，而玻璃或水晶的其余部分则保持完好无损。目

前激光加工技术作为现代加工技术的一种，已大量应用于奖杯

奖牌、工艺品、纪念品、商务礼品、婚纱摄影等行业。

6.产品精密测量技术（CMM）：现代精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术为一体的综合性交叉学科,在现代工业制造技术和科学研究中，测量仪器具有精密化、集成化、智能化的发展趋势。三坐标测量机（CMM）是适应上述发展趋势的典型代表，它几乎可以对生产中的所有三维复杂零件尺寸、形状和相互位置进行高准确度测量。现代CMM 不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量，而且可以通过与数控机床交换信息，实现对加工的控制，并且还可以根据测量数据，实现反求工程。目前，CMM已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的万能测量设备。

7.机床精度精密检测技术：机床精度直接决定着加工出来的产品精度，保证机床精度对于减少废品数目和机器停工时间是非常有效的。目前，已有相当多的企业认识到这一点，他们已开始广泛采纳国际标准ISO230、美国ASME B5.54 机床标准或中国.B 标准来保证数控机床能“健康”地工作，从而提高生产率。数控机床传统检测方法由人工操作，手工记录数据与计算，精度低，多用于小型普通机床。当机床规格稍大，精度要求较高时，传统方法精度低，受环境温度的影响大，其检验方法极冗长乏味，检验重复性也很差，难以反映受检机床的真正精度。机床精度精密检测技术的引入大大提高了机床检测的精度和效率，现已大量应用于各企业加工过程，在企业的各个生产环节发挥着中坚作用。

“设计-制样-加工-检测”作为产品开发生产的四大环节，在企业中已经大量应用，然而，目前国内为企业培养高技能人才的职业院校却大部分还停留在以传统机加工或数控加工等工种的培养上，而面对企业更为需要、工资待遇更高的产品数字化快速设计（以逆向设计为主）、快速制样、精密检测等工种的培养却显得相对的滞后，所以我们建议各地区重点建设的职业院校，应该尽快完善专业建设，将已经大量应用的先进制造作为教学方向，以在新一轮国家职业教育改革中占得先机。

五、先进制造技术实训中心可开展的项目

1．实训项目

①产品逆向数据采集培训

②产品逆向造型设计培训

③快速成型制作培训

④快速模具技术培训

⑤产品设计制作综合培训

⑥产品创新设计制作培训

⑦产品精密检测培训

⑧工业现场产品检测培训

2．校企合作项目

①承接企业产品的设计、开发工作

②承接企业产品生产制造及质量检测工作

③承接企业职工技能转型、升级培训

3．科研、工艺技术开发项目

①开展生产工艺编制及技术研究工作

②承接地方科研开发项目

③促进成果转化

六、先进制造技术实训中心建设要求

1、实训中心须按培训情况配备相应的指导老师，以分批实践的模式开展工作；

2、实训中心建设过程中要求全部实现网络化通讯，这将方便网络化和多媒体教学方式的应用以及软件的在线升级，实现各实验室间的网络连接，可大大节约数据传输等工作，提高工作和学习效率；

3、场地要求：面积120-140平方米的独立实验场所，要求有220V、380V电源及良好接地，需配有空压机（站）等辅助设备，并有良好的实验环境（恒温恒湿无震动等）；

4、实验室应制定完善的实验制度，保障实验室的安全、清洁和有序。

七、快速成型实验室软硬件建设规划

针对快速成型实验室建立的目标、功能、教学内容等规划，在充分利用原有设备基础上，添平补齐，新增部分先进制造技术装备。并充分利用现代多媒体教学手段，建立配套的软硬件环境。