(完整版)3D打印技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)室建設(shè)方案

1、3D打印技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)室建設(shè)方案1.項目背景1.1 3D 打印概述3D 打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用 粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。 3D 打印技術(shù)出現(xiàn)在 20世紀 90 年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最 新快速成型裝置。 它與普通打印工作原理基本相同， 打印機內(nèi)裝有液體或粉末等 “打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來， 最終把計算機上的藍圖變成實物。3D打印產(chǎn)業(yè)目前在高速的發(fā)展中，技術(shù)日益成熟，特別是在消費級3D打印 領(lǐng)域，已經(jīng)逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。 伴隨著科技的發(fā)展和進步，

2、 可預(yù)見的 未來的十年， 3D 打印將會給全球的制造業(yè)領(lǐng)域帶來極大的顛覆。而生活智能化 科技化的發(fā)展趨勢也將帶動制造業(yè)數(shù)字化的發(fā)展， 3D 打印科技在推動制造業(yè)數(shù) 字化的發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用，為此 2015 年 2 月 12 日 國家工信部、發(fā) 改委、財政部共同頒布國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推廣計劃（ 2015-2016）（見附 件一），全力督促發(fā)展國內(nèi)增材制（ 3D 打?。┊a(chǎn)業(yè)，目的是為搶抓新一輪科技革 命和產(chǎn)業(yè)變革的重大機遇，落實國務(wù)院關(guān)于發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決策部署。1.2 3D 打印實訓(xùn)室建設(shè)意義和價值3D 打印機技術(shù)被稱之為”第三次工業(yè)革命” ,其最大的魅力在于為創(chuàng)意設(shè)計 提供了無限

3、的可能性。將 3D 打印技術(shù)引入中學(xué)課程，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)能力 的提高和發(fā)展。1、教育目標 科技前沿學(xué)習(xí)、認識前沿的先進制造技術(shù)、逆向工程技術(shù)等 特色教育通過與傳統(tǒng)課程結(jié)合，激發(fā)學(xué)習(xí)樂趣 綜合發(fā)展學(xué)習(xí)設(shè)計建模和 3D 打印機的使用技能 學(xué)以致用創(chuàng)新設(shè)計、團隊合作、參加競賽2、3D打印或?qū)㈩嵏矀鹘y(tǒng)教育方式一些在傳統(tǒng)教育中表現(xiàn)不好的學(xué)生， 主要是因為所學(xué)的課程理論性太強，沒 有興趣，死記抽象概念讓學(xué)生通過了考試，但考試過后就很快忘記了，3D打印機可以讓枯燥的課程變得生動起來，它是一種同時擁有視覺和觸覺的學(xué)習(xí)方式， 具有很強的誘惑力，在觸覺學(xué)習(xí)中，學(xué)生不是在黑板或顯示器上簡單地看文字或 圖形，而是

4、通過他們的觸覺抓住核心概念的三維模型， 這樣能夠吸收和消化知識， 使學(xué)生不再遺忘所學(xué)的課程。英國著名教師戴夫懷特曾經(jīng)說過：如果你能抓住學(xué) 生的想象力，你就能抓住他們的注意力。中國的傳統(tǒng)教育是應(yīng)試教育，沒有開設(shè)培養(yǎng)學(xué)生“創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力”的課程，純粹的理論學(xué)習(xí)使學(xué)生的大腦僵化，學(xué)校應(yīng)開設(shè)集設(shè)計和3D打印于一體的“邊學(xué)邊做 ”的課程，把數(shù)學(xué)，物理課中的許多抽象概念通過讓學(xué)生動手 設(shè)計一些由3D打印組件組成的小電路和小裝置，變成有趣的課程，3D打印機將激發(fā)新一代學(xué)生投身科學(xué)，數(shù)學(xué)，工程和設(shè)計的熱情，造就一批學(xué)生工程師。美國政府已經(jīng)以實際行動給出了答案。在美國，幾乎所有的大中小學(xué)已經(jīng)開 設(shè)了 3D打印

5、的課程，通過對青少年進行3D打印創(chuàng)新意識、技術(shù)手段的培養(yǎng)，3D 打印成為“美國智造”的有力手段，成為中美制造業(yè)競爭的重要砝碼。1.3 3D打印創(chuàng)新實訓(xùn)室的主旨規(guī)劃本實訓(xùn)室軟件套件旨在培養(yǎng)學(xué)生的藝術(shù)素養(yǎng)（欣賞及制作）、計算機新技術(shù) 的接觸及應(yīng)用（設(shè)計軟件、三維打印機實操）、提供實訓(xùn)室架構(gòu)、師資培養(yǎng)、課 程設(shè)計、軟硬件更新及其它配套服務(wù)。3D打印課程培養(yǎng)的是學(xué)生的學(xué)術(shù)思維及 能力，通過對青少年進行3D打印創(chuàng)新意識、技術(shù)手段的培養(yǎng)，大大拓寬學(xué)生的 學(xué)習(xí)視野。很多學(xué)生可以利用3D打印結(jié)合自己的創(chuàng)新思維，設(shè)計出更好的作品。利用講解案例過程嵌入理論知識的教學(xué)方法，讓學(xué)生先動手操作然后認知 3D打印的概念，

6、這樣更能深刻感受新科技的魅力。由教師帶領(lǐng)學(xué)生去做一個個 案例，在此基礎(chǔ)上再由學(xué)生自由發(fā)揮，利用所學(xué)軟件技術(shù)去表達自己的創(chuàng)意及想 法。22.3D打印創(chuàng)新實訓(xùn)室2.1 3D打印流程三繞販手址3D0EJJ2.2場地規(guī)劃及配置一、教室配置1. 使用面積：80 m2-100卅以上2. 實訓(xùn)室位置：實驗教室應(yīng)保證最佳建筑朝向， 室內(nèi)避免直射陽光，主要采光面 應(yīng)位于學(xué)生座位的左側(cè)。3. 環(huán)保：教室內(nèi)部裝飾應(yīng)選用環(huán)保型材料， 室內(nèi)環(huán)境噪聲應(yīng)低于55分貝，金屬制品和木制品制作實訓(xùn)室可咼于此標準。新建、改建、擴建實訓(xùn)室及附屬用房時， 甲醛、苯、氡等有害氣體和放射性污染應(yīng)符合相關(guān)標準中的限量值。對于在學(xué)生活動中可能

7、產(chǎn)生較多垃圾的實訓(xùn)室，要配置足夠的垃圾桶，垃圾應(yīng)分類收集。4. 溫度：室內(nèi)溫度應(yīng)在4 C至30 C之間。室內(nèi)可安裝空調(diào)，溫度宜控制在16 C 28C。3D打印實訓(xùn)室應(yīng)保持室內(nèi)溫度恒溫。5. 供電：用電負荷應(yīng)留有余地，以滿足不斷增加的現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備的需要；按規(guī)范敷設(shè)強、弱電線，空調(diào)專線敷設(shè)，安裝漏電過載保護器和可靠的接地保護。6. 綜合布線：按有關(guān)技術(shù)規(guī)范敷設(shè)強、弱電線。強電電源插座與照明用電應(yīng)分路 設(shè)計、分別控制，用電負荷應(yīng)留有余量，并安裝漏電、過載和觸電保護器，有可 靠的接地保護措施。弱電應(yīng)考慮冗余，在合適位置配備足夠的網(wǎng)絡(luò)信息接口7. 安全：實訓(xùn)室應(yīng)配備有效的防火、防盜、防潮等設(shè)施設(shè)備。應(yīng)

8、加強對工具、儀 器和設(shè)備等的安全管理，加強對師生的安全教育，增強安全意識，確保師生人身 安全。二、實訓(xùn)室人員配置1、工作室專業(yè)3D打印工程師：能夠使用3D建模軟件進行3D建模；熟悉主流3D打印成型工藝原理；具備 3D打印機的日常使用和維護技能，并獲得相關(guān)行業(yè)公司的技能培訓(xùn)證書；熟悉 3D掃描技術(shù)，能夠使用3D掃描儀。2、優(yōu)秀科技老師：能夠使用3D建模軟件進行3D建模；熟悉各類3D打印成型工藝原理；具備 FDM桌面3D打印機的日常使用和維護技能，并獲得相關(guān)行業(yè)公司的技能培訓(xùn)證 書。三、實訓(xùn)室區(qū)域劃分1、教學(xué)區(qū)：主要進行日常教學(xué)與實踐活動2、陳列區(qū)：主要展示工作室作品3、科普區(qū)：主要以墻面展板為主

9、2.3方案配置項目方案設(shè)備名稱型號數(shù)量單位備注3D打印機部分三維掃描儀CPC-40010臺三維數(shù)據(jù)米集三維打印機In spireD25510臺雙噴頭打印耗材ABS20公斤電腦主流機型和配置10臺學(xué)?？勺詡湓O(shè)計軟件部分軟件ModelWizard13實訓(xùn)室參考圖TJII2.4主要設(shè)備性能及參數(shù)2.4.1三維掃描儀一、產(chǎn)品簡介3DCaMeg光學(xué)三維掃描系統(tǒng)便攜式 CPC雙目三維掃描儀基于結(jié)構(gòu)光雙目視 覺原理，由兩臺數(shù)字相機，結(jié)構(gòu)光投影儀及中央控制電路“光機電”高度融合而 成。系統(tǒng)將多組光柵條紋投影到物體表面；兩臺數(shù)字相機從不同角度同時拍攝物 體表面條紋圖案，并將條紋圖像輸入計算機；計算機根據(jù)相位法和

10、三角法等解析 條紋曲率變化，精確計算出每個像素對應(yīng)物體表面的空間坐標（X、Y、Z）,獲得物體形面三維點云數(shù)據(jù)（Point Cloud ）。二、產(chǎn)品優(yōu)勢 “光機電”高度融合設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，便于攜帶，使用方便，機體重 量小于3kg。 采用國際先進的LED藍光光源，有效降低對被測物體表面漫反射性及環(huán)境光的要求；LED光源安全功耗低，減少光源造成的熱變形，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，光源壽命長達十萬小時。 高精密鏡頭組（一個投影鏡頭，二個相機鏡頭）方便更換，實現(xiàn)大，中， 小物件及精細物件的掃描。系統(tǒng)最多可選配五組十五個高精密鏡頭，可實現(xiàn)掃描視場，掃描精度和分辨率的針對性最佳使用。 配備鏡頭組對應(yīng)的系統(tǒng)標定校

11、正板，對系統(tǒng)進行精度標定，確保測量精度； 標定過程方便快捷。 具有點云數(shù)據(jù)自動拼接功能；即可采用標示點進行全自動的拼接，也可依據(jù)物體表面輪廓特征，支持手動拼合；還可選配精密數(shù)控轉(zhuǎn)臺進行精密自動掃描拼接。 配備CloudForm后數(shù)據(jù)處理軟件，實現(xiàn)精確數(shù)據(jù)拼接、坐標系轉(zhuǎn)換、點云數(shù)據(jù)光順過濾，生成網(wǎng)格模型數(shù)據(jù)等功能。 滿足用戶對不同格式文件的需求，能輸出為ASCII、IGS、STL、OBJ WRL等格式數(shù)據(jù)，為 Catia、3ds Max UG ProElmageware Polyworks、Geomagic 等 通用三維設(shè)計軟件提供數(shù)據(jù)接口。三、技術(shù)參數(shù)名稱規(guī)格參數(shù)三維掃描儀1.主要技術(shù)參數(shù)1.

12、1技術(shù)原理：單工業(yè)相機白光光柵掃描技術(shù)，非雙工業(yè)相機 白光光柵掃描技術(shù)；1.2光柵類別：獨立式數(shù)碼光柵，非普通投影儀；1.3無需維護低損耗的LED光源技術(shù)；1.4工業(yè)相機分辨率： 130萬像素；1.5最快單幅掃描速度： 3秒；1.6最小點云間距： 0.06mm1.7單幅精度： 0.015mm（400測量范圍）；1.8 一體化工業(yè)結(jié)構(gòu)的箱體設(shè)計；1.9接口線纜：安全穩(wěn)定工業(yè)級插頭的線纜，非多接頭組合式 線纜；1.10測頭溫度監(jiān)測及報警功能；1.11點云數(shù)據(jù)自動拼接功能：無需粘貼參考點，可依據(jù)物體表 面輪廓特征，進行自動拼接?？芍С质謩?、自動拼合等方式；1.12掃描數(shù)據(jù)時原始點云密度可調(diào)整；1.1

13、3軟件性能：支持CPU四核以上多線程處理，支持GPU并行 運算技術(shù)；2.圖形工作站硬件配置要求2.1支持Windows7 64位操作系統(tǒng),支持多處理器2.2顯卡米用Nvidia Quadro 系列顯卡2.3 CPU 主頻：2.3GHz2.4內(nèi)存：4GB2.5硬盤容量： 1TB2.6顯示屏尺寸： 22寸3.軟件功能要求3.1 Win3D三維掃描系統(tǒng)V1.2.0(1) 點云處理模塊掃描數(shù)據(jù)后，可進行點云噪聲處理及修剪基于曲率的點云精簡功能自動生成三角面(2) 對齊及檢測模塊特征擬合功能，如平面，圓，圓柱，球等 利用特征的坐標變換功能平面度、圓柱度、球度檢測功能(3) 數(shù)據(jù)輸入輸出導(dǎo)出結(jié)果為ASC

14、STL，OBJ等格式數(shù)據(jù)輸出接口廣泛,測量結(jié) 果可與CATIA Geomagic Studio、Imageware等逆向工程軟件 自由父換數(shù)據(jù)(4) 接口兼容模塊預(yù)留Win 3D工業(yè)創(chuàng)新平臺實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)軟件接口，實現(xiàn)交互式 實訓(xùn)教學(xué)的基本功能3.2 Win3D工業(yè)創(chuàng)新實操教學(xué)系統(tǒng)V1.0(1) 支持中文Windows7 64bit系統(tǒng)，提供首頁系統(tǒng)導(dǎo)航；(2) 教學(xué)系統(tǒng)中需包括工業(yè)設(shè)計、逆向工程、創(chuàng)新設(shè)計及項目 管理等功能模塊；(3) 功能模塊中需包含理論知識、實訓(xùn)教學(xué)、案例分析、考核 系統(tǒng)等部分組成；(4) 具有擴展功能，可擴容理論知識、軟件教學(xué)、案例及題庫 部分；(5) 考試系統(tǒng)要求除多種

15、組合的標準試題組件外，可按單元自 行調(diào)整試題比例并自動計算考試時間的自定義試題組件，標準 題庫數(shù)量不少于1000道；(6) 項目管理要求提供不少于兩組大型測量方案，包含操作規(guī) 范、工作流程、進度管理、設(shè)備管理、質(zhì)量控制等項目管理內(nèi) 容；(7) 兼容三維數(shù)據(jù)米集設(shè)備進行自動數(shù)據(jù)交換，須包含配套數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)軟件提供數(shù)據(jù)采集的過程控制，須兼容并配合數(shù)據(jù) 輸出設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及模型輸出的全流程，預(yù)留接口與數(shù)據(jù) 處理軟件進行實時數(shù)據(jù)交換；(8) 提供詳細創(chuàng)新設(shè)計實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)方案，包括專業(yè)實訓(xùn)的課 程設(shè)計與實訓(xùn)考核標準，以滿足工業(yè)創(chuàng)新教學(xué)實訓(xùn)目標；4附件技術(shù)要求4.1便攜式三角架4.2咼度可達1.8米4

16、.3最大承重20kg4.4包含中柱支架裝置，增強的整體穩(wěn)固性5.備品要求：5.1專用背景黑布1000 x 1000mm 1塊；5.2 標志點(5mm/5000個/ 卷)5 卷；5.3工業(yè)顯像劑(DPT-5) 5 罐5.4二維轉(zhuǎn)盤1個5.5黑色橡皮泥2盒；5.6黑色轉(zhuǎn)盤墊塊2塊；5.7教學(xué)工件（標準數(shù)模）1套5.8標定單元1塊242 3D打印機一、產(chǎn)品簡介睿智的外觀、精密的內(nèi)部構(gòu)造、穩(wěn)定便捷的使用體驗，為您打造專業(yè)級的三 位成型系統(tǒng)。高效的成型速率，為您省卻久等之煩擾；寬大的成型空間能夠勝任 絕大多數(shù)三維模型的打印任務(wù)；始終的間隔讓您即可就可擁有屬于自己的專業(yè)級 的三維打印系統(tǒng)。它能滿足個人、企

17、業(yè)及科研部門的工作需求。二、產(chǎn)品優(yōu)勢產(chǎn)品采用熔融擠壓快速成形技術(shù)（MEIWMelted Extrusion Modeling ）,該 技術(shù)綜合了機械工程、CAD數(shù)控技術(shù)及材料科學(xué)技術(shù)，設(shè)備是在計算機控制與 管理下，根據(jù)零件的CAD莫型，采用材料精確堆積（由點堆積成面，由面堆積成 三維實體）的方法制造原型或零件。產(chǎn)品采用的MEM技術(shù)屬于共性技術(shù)，能夠廣泛應(yīng)用于教育、醫(yī)學(xué)、汽車、考古、動漫、工業(yè)設(shè)計、工藝設(shè)計等多領(lǐng)域。三、技術(shù)參數(shù)名稱規(guī)格參數(shù)3D打印機1.硬件噴頭系統(tǒng)是雙噴頭系統(tǒng)（成型材料與支撐材料為不同性能的ABS塑料絲材）；2主要參數(shù)1、系統(tǒng)運行環(huán)境： Win dows XP2、具備一鍵打印功

18、能3、文件輸入格式：STL文件格式4、成型層厚（Z軸）：0.20.4mm （5級參數(shù)自主調(diào)節(jié)）5、成型精度：土 0.2mm6、成型空間：255mm 255mm 310mm7、成型速度：560cm3/h8材料直徑：w 2mm9、操作環(huán)境：溫度1520C ；濕度1050%RH10、運動系統(tǒng)：歩進電機驅(qū)動，同步齒形帶傳動11、ABS成型材料：B601成型材料12、ABS支撐材料：S301支撐材料13、 成形室?guī)Ъ訜嵯到y(tǒng)（成形室溫度實時控制，保持在55r以 上）,確保零件制作時不會變形，并具備成型室工作時時監(jiān)控系 統(tǒng)。14、設(shè)備運行中，無毒性、低噪音、無粉塵、無異味，確保對 環(huán)境無污染，可以無人值守。

19、15、設(shè)備重量：大設(shè)備凈重不高于 200Kg,運行時確保穩(wěn)定。16、電源：220V240V、10A、標準接地，保證設(shè)備及人員安 全。17、噴頭終身免費維修，軟件終身免費升級。4.配置1、主機一套（包括：主機、噴頭、控制與分層軟件）2、備品備件：內(nèi)六方扳手1套；鑷子1把；粘結(jié)底板30塊； 起型鏟1把；銅絲刷子1把；吹塵球1個；水平調(diào)平量塊1塊； 噴頭扳手1個；電源插線板1個；電源線1根；串口線1根；0.3鉆頭2個3、隨主機附帶B601成型材料與S301支撐材料各伍盤4、設(shè)備操作手冊四、設(shè)計軟件怙三VhfWJ u二 口 X如 m觸 x&si )*b住us*be吐 必時#3沖/用畑倉丸盤丸巧卜：S=/E?0| 。燈訂、? 3(: g、t rtTF i IH C * W If A”卜服 l：購IQf二口為In spire 系列工業(yè)級3D打印設(shè)備設(shè)計的專用軟件，為用戶提供更多的參 數(shù)設(shè)置和高端功能。分層與控制功能由一個軟件完