2021 年全省職業(yè)院校技能大賽 增材制造模型設(shè)計(jì)賽項(xiàng)（高職學(xué)生組）

PAGEPAGE42021年甘肅省職業(yè)學(xué)校學(xué)生技能大賽增材制造模型設(shè)計(jì)賽項(xiàng)技術(shù)規(guī)程增材制造模型設(shè)計(jì)組（學(xué)生組）類賽任務(wù)1：逆向數(shù)據(jù)采集根據(jù)任務(wù)書要求，對(duì)賽場(chǎng)提供的三維掃描儀進(jìn)行初始化設(shè)定，并對(duì)需要數(shù)據(jù)采集的實(shí)物進(jìn)行掃描前處理。利用掃描儀對(duì)實(shí)體進(jìn)行掃描，采集實(shí)體點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用掃描儀配套軟件對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終封裝為STL格式文件。任務(wù)2：模型創(chuàng)新設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書要求，對(duì)任務(wù)一中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用CAD軟件進(jìn)行模型的正向設(shè)計(jì)，根據(jù)使用情況要求，對(duì)設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行優(yōu)化、減重等，并進(jìn)行靜力學(xué)分析，滿足設(shè)計(jì)零件使用工況。最終將逆向設(shè)計(jì)與正向設(shè)計(jì)的文件另存為STL格式文件。任務(wù)3：增材制造工藝設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書要求，將任務(wù)2中導(dǎo)出的STL文件導(dǎo)入到相應(yīng)增材制造工藝處理軟件，編寫增材制造工藝卡，規(guī)劃增材制造工藝加工方案，針對(duì)FDM和SLM工藝增材制造工藝需求添加支撐，設(shè)計(jì)相應(yīng)打印工藝參數(shù)，并填寫工藝卡。任務(wù)4：增材制造根據(jù)任務(wù)書要求，操作FDM工藝3D打印機(jī)，調(diào)整參數(shù)，打印塑料制品。使用自帶的增材制造仿真軟件對(duì)SLM工藝打印機(jī)進(jìn)行虛擬仿真操作后，實(shí)操SLM工藝金屬3D打印機(jī)，進(jìn)行金屬件的打印。打印完成后，利用競(jìng)賽平臺(tái)提供的后處理工具清除支撐結(jié)構(gòu)；任務(wù)5：創(chuàng)新設(shè)計(jì)說明對(duì)打印成品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)說明，采用文字或結(jié)合補(bǔ)充插圖，言簡(jiǎn)意賅說明創(chuàng)新設(shè)計(jì)所包含的設(shè)計(jì)思想和實(shí)用性能；表1：日程安排表日期時(shí)間事項(xiàng)參加人員地點(diǎn)3月2407:00-07:30參賽隊(duì)到達(dá)競(jìng)賽場(chǎng)地前集合各參賽隊(duì)、工作人員競(jìng)賽場(chǎng)地前07:30-08:00大賽檢錄、抽簽1)參賽選手檢錄工作人員2)參賽選手加密裁判、監(jiān)督競(jìng)賽場(chǎng)地08:00-13:00競(jìng)賽階段參賽選手、裁判、專家、仲裁、監(jiān)督賽場(chǎng)13:30-14:30競(jìng)賽結(jié)束，場(chǎng)地清理工作人員賽場(chǎng)14:30-20:00評(píng)分裁判評(píng)分工作室績(jī)。申。圖1圖圖：技術(shù)平臺(tái)示意圖提供賽項(xiàng)所需技術(shù)平臺(tái)，包括參考硬件和軟件信息、參考機(jī)器設(shè)備信息、參考工具信息等。（一）主要軟件清單序號(hào)軟件名稱與版本1Windows操作系統(tǒng)（最低配置為：顯卡GTX750，顯存2G/處理器i5/內(nèi)存8G/屏幕分辨率1920×1080，Windows10-64位操作系統(tǒng)）2Office2010中文版及以上；3中望3D2021教育版、中望機(jī)械CAD等主流正向設(shè)計(jì)軟件；Geomagicwarp、GeomagicDesignX逆向設(shè)計(jì)軟件；4增材制造工藝軟件5增材制造仿真軟件（二）IGAM金屬3D打印機(jī)主要參數(shù)如下項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)成型尺寸X方向（垂直鋪粉方向）mm150成型尺寸Y方向（鋪粉方向）mm150成型尺寸Z方向（垂直鋪粉平面）mm128分層厚度mm0.02~0.08打印件精度mm100±0.1重復(fù)定位精度mm0.02成型速率cm3

/h1~5最大掃描速度m/s5激光器功率W500粉末粒徑um15~53打印過程耗氣量l/min小于5加熱基板溫度預(yù)熱℃大于220激光光斑直徑um55鋪粉時(shí)間s小于6工作腔開啟方式上掀式（具有較大操作空間）外形尺寸mm1600×990×1600設(shè)備用電電壓V380所需電源容量KW8設(shè)備重量Kg480惰性氣體需求氮?dú)?氬氣切片控制系統(tǒng)套IGAM-1控制方案IPC+運(yùn)動(dòng)控制卡+PLC（三）三維掃描儀主要參數(shù)如下：項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品型號(hào)Win3DD單目三維掃描儀單幅掃描范圍mm300×210×200掃描距離mm600掃描點(diǎn)距mm0.2～1.1單幅掃描時(shí)間＜3秒相機(jī)分辨率130萬像素掃描精度L單幅掃描/對(duì)角線長(zhǎng)度球空間誤差0.005+L/15000球面度誤差0.005+L/40000平面度誤差0.005+L/25000掃描方式非接觸式（拍照式）拼接方式全自動(dòng)拼接輸出文件格式ASC,STL,IGS,OBJ外形尺寸mm325×240×110設(shè)備重量㎏2.5接口USB電源AC220V,50HZ（四）FDM工藝3D打印機(jī)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)規(guī)格型號(hào)HORIE4成型原理熔融沉積（FDM)成型體積355×300×400毫米打印精度0.05毫米-0.4毫米使用耗材Φ1.75mmPLA、TPU、碳纖維噴嘴直徑0.4毫米噴頭數(shù)量單噴頭，風(fēng)扇冷卻噴頭結(jié)構(gòu)一秒快拆打印模塊化結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)柔性材料控制系統(tǒng)主板集成4G本地內(nèi)存可遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、上傳、下載、預(yù)覽模型文件供絲方式近遠(yuǎn)端雙電機(jī)進(jìn)料實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)進(jìn)料、一鍵式退料遠(yuǎn)程監(jiān)控配置攝像頭，支持打印情況觀測(cè)、打印數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)功能支持WIFI，可在PC端、手機(jī)端遠(yuǎn)程控制打印操作斷電續(xù)打支持?jǐn)嗔咸嵝阎С肿詣?dòng)調(diào)平支持全自動(dòng)調(diào)平十一、成績(jī)?cè)u(píng)定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（以具體試題要求為準(zhǔn)）1.本賽項(xiàng)成績(jī)滿分100分。按競(jìng)賽內(nèi)容配分見表。特別說明：不得破壞實(shí)物原型，否則酌情在總分中扣1-3分。任務(wù)指標(biāo)二級(jí)指標(biāo)分?jǐn)?shù)1逆向數(shù)據(jù)采集（10分）掃描前處理2分?jǐn)?shù)據(jù)采集及完整性4分?jǐn)?shù)據(jù)處理封裝4分2模型創(chuàng)新設(shè)計(jì)（38分）模型逆向設(shè)計(jì)12分模型正向設(shè)計(jì)15分模型關(guān)鍵位置的受力分析3分模型結(jié)構(gòu)創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)計(jì)8分3增材制造工藝設(shè)計(jì)（12分）FDM工藝打印文件添加支持、切片等工藝編排5分SLM工藝打印文件添加支持、切片等工藝編排7分4增材制造（30）FDM工藝成功打印制件，并去除支撐及表面打磨等10分SLM工藝金屬3D打印前實(shí)操仿真，設(shè)備實(shí)操打印，并進(jìn)行后處理15分FDM打印零件的機(jī)械性能驗(yàn)證，SLM打印零件功能性驗(yàn)證5分5創(chuàng)新設(shè)計(jì)說明（5分）對(duì)設(shè)計(jì)文件及打印成品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)說明，采用文字或結(jié)合補(bǔ)充插圖，說明創(chuàng)新設(shè)計(jì)所包含的設(shè)計(jì)思想和實(shí)用性能5分6職業(yè)素養(yǎng)（5分）安全文明生產(chǎn)：文明禮儀、勞保用品、物料擺放、場(chǎng)地清理、操作規(guī)范安全與設(shè)備事故等5分(二)評(píng)分方法1.裁判員選聘本賽項(xiàng)裁判分為現(xiàn)場(chǎng)裁判、評(píng)分裁判、加密裁判?，F(xiàn)場(chǎng)裁判組主要完成選手的資格審查、競(jìng)賽準(zhǔn)備工作檢查、任務(wù)書發(fā)放、比賽現(xiàn)場(chǎng)秩序維護(hù)與監(jiān)督、比賽中突發(fā)的或其它臨時(shí)情況的處理、文明生產(chǎn)等現(xiàn)場(chǎng)分的評(píng)比。評(píng)分裁判組負(fù)責(zé)各競(jìng)賽任務(wù)成績(jī)?cè)u(píng)定，組長(zhǎng)由競(jìng)賽裁判長(zhǎng)委任。評(píng)分裁判員與各參賽代表隊(duì)隔離，評(píng)分期間在競(jìng)賽組委會(huì)沒有特別授權(quán)的前提下，禁止與外界聯(lián)系。加密裁判2.裁判評(píng)分方法（1）對(duì)于需要記錄數(shù)據(jù)和結(jié)果現(xiàn)象的考核點(diǎn)，由選手記錄并舉手請(qǐng)裁判進(jìn)行確認(rèn)；對(duì)于需要記錄操作過程與規(guī)范的考核點(diǎn)，裁判需記錄具體情況并在比賽結(jié)束后由裁判長(zhǎng)組織統(tǒng)一評(píng)分，以保障評(píng)分尺度的一致；對(duì)于需要保存數(shù)據(jù)的考核點(diǎn)，在比賽結(jié)束后由兩名或以上裁判進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)分，并進(jìn)行U盤備份。（2）根據(jù)競(jìng)賽任務(wù)提交成果的不同，評(píng)分裁判按主觀評(píng)分和客觀評(píng)分的要求進(jìn)行分組，評(píng)分小組先統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)再評(píng)分。（3）比賽結(jié)束后，裁判長(zhǎng)重新分配裁判小組，每組至少有2－3成員，負(fù)責(zé)對(duì)任務(wù)書中的某一項(xiàng)目，嚴(yán)格按照評(píng)分細(xì)則，進(jìn)行全場(chǎng)評(píng)分，最后將該項(xiàng)目所有成績(jī)匯總成表，并由小組審核確認(rèn)簽字，移交裁判長(zhǎng)。（4）按比賽成績(jī)從高到低排列參賽隊(duì)的名次。比賽成績(jī)相同，按任務(wù)5（文明生產(chǎn)項(xiàng)）成績(jī)較高的名次在前；若出現(xiàn)名次并列，須報(bào)大賽組委會(huì)審批。（5）最終將比賽所有資料交大賽組委會(huì)匯總，所有裁判員未經(jīng)組委會(huì)同意不得泄露比賽試題和比賽成績(jī)，比賽結(jié)果由大賽組委會(huì)進(jìn)行公布。（6）比賽總成績(jī)滿分100分。（7）裁判工作在競(jìng)賽監(jiān)督組監(jiān)督下進(jìn)行3.成績(jī)復(fù)核（1）裁判長(zhǎng)組織對(duì)各評(píng)分小組成績(jī)進(jìn)行審查和復(fù)核。所有項(xiàng)目成績(jī)匯總表均完成后，指定其中2個(gè)裁判成員，對(duì)所有項(xiàng)目進(jìn)行分?jǐn)?shù)復(fù)查確認(rèn)，最終生成參賽隊(duì)總成績(jī)表，由裁判長(zhǎng)簽字確認(rèn)后，將工作任務(wù)書、現(xiàn)場(chǎng)所有記錄表、確認(rèn)表等相關(guān)紙質(zhì)文檔進(jìn)行封箱簽字，移交到組委會(huì)。（2）最終將比賽所有資料匯總后交賽項(xiàng)組委會(huì)保管，所有裁判員未經(jīng)執(zhí)委會(huì)同意不得泄露比賽試題和比賽成績(jī)。4.最終成績(jī)最終成績(jī)經(jīng)復(fù)核無誤，由裁判長(zhǎng)、監(jiān)督人員和仲裁人員簽字確認(rèn)后公布。十二、獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)定本賽項(xiàng)以實(shí)際參賽人員總數(shù)為基數(shù)，一等獎(jiǎng)?wù)急?5%，二等獎(jiǎng)?wù)急?5%，三等獎(jiǎng)?wù)急?5%，不設(shè)優(yōu)秀獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)人數(shù)小數(shù)點(diǎn)后四舍五入，具體獲獎(jiǎng)比例以教育廳正式文件為準(zhǔn)。獲得一等獎(jiǎng)的參賽隊(duì)指導(dǎo)教師獲“優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)”，由大賽執(zhí)委會(huì)頒發(fā)榮譽(yù)證書。獲得往屆省級(jí)技能大賽二等獎(jiǎng)及以上的學(xué)生不得參加本次省賽。獲得一等獎(jiǎng)的選手將組隊(duì)代表我省參加全國(guó)職業(yè)院校技能大賽。十三、賽項(xiàng)安全賽事安全是技能競(jìng)賽一切工作順利開展的先決條件，是賽事籌備和運(yùn)行工作必須考慮的核心問題。賽項(xiàng)組委會(huì)采取切實(shí)有效措施保證大賽期間參賽選手、指導(dǎo)教師、裁判員、工作人員及觀眾的人身安全。（一）組織機(jī)構(gòu)1.設(shè)置比賽安全保障組，組長(zhǎng)由比賽組委會(huì)主任擔(dān)任。成員由各賽場(chǎng)安全責(zé)任人擔(dān)任。每一賽場(chǎng)指定一名安全責(zé)任人，對(duì)本賽場(chǎng)的安全負(fù)全責(zé)，在發(fā)生意外情況時(shí)負(fù)責(zé)調(diào)集救援隊(duì)伍和專業(yè)救援人員，安排場(chǎng)內(nèi)人員疏散。2.建立與公安、消防、司法行政、交通、衛(wèi)生、食品、質(zhì)檢等相關(guān)部門的協(xié)調(diào)機(jī)制，保證比賽安全，制定應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)處置突發(fā)件。設(shè)置醫(yī)護(hù)人員、消防人員和保安人員的專線聯(lián)系，確定對(duì)方聯(lián)系人，由場(chǎng)地安全負(fù)責(zé)人對(duì)口聯(lián)系。比賽場(chǎng)地布置和器材使用嚴(yán)格依照安全施工條例進(jìn)行。場(chǎng)地布置劃分區(qū)域，并按安全要求設(shè)定疏散通道，并在墻面顯著位置張貼安全疏散通道和路線示意圖。（二）賽項(xiàng)安全管理1.比賽設(shè)備和設(shè)施安裝嚴(yán)格按照安全施工標(biāo)準(zhǔn)施工，電源布線、電器安裝按規(guī)范施工。2.按防火安全要求安置滅火器，并指定責(zé)任人在緊急時(shí)候使用。3.賽項(xiàng)競(jìng)賽規(guī)程中明確國(guó)家（或行業(yè)）相關(guān)職業(yè)崗位安全的規(guī)范、條例和資格證書要求等內(nèi)容。4.組委會(huì)在賽前對(duì)本賽項(xiàng)全體裁判員、工作人員進(jìn)行安全培訓(xùn)。根據(jù)《中華人民共和國(guó)勞動(dòng)法》等法律法規(guī)，建立完善的安全事故防范制度，在賽前對(duì)選手進(jìn)行培訓(xùn)，避免發(fā)生人身傷害事故。5.組委會(huì)將建立專門方案保證比賽命題、賽題保管、發(fā)放、回收和評(píng)判過程的安全。（三）比賽環(huán)境安全管理1.賽項(xiàng)組委會(huì)賽前組織專人對(duì)比賽現(xiàn)場(chǎng)、住宿場(chǎng)所和交通保障進(jìn)行考察，并對(duì)安全工作提出明確要求。賽場(chǎng)的布置，賽場(chǎng)內(nèi)的器材、設(shè)備符合國(guó)家有關(guān)安全規(guī)定。賽前需進(jìn)行賽場(chǎng)仿真模擬測(cè)試，以發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題。承辦院校賽前按照賽項(xiàng)組委會(huì)要求排除安全隱患。2.賽場(chǎng)周圍設(shè)立警戒線，防止無關(guān)人員進(jìn)入，發(fā)生意外事件。比賽現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)參照相關(guān)職業(yè)崗位的要求為選手提供必要的勞動(dòng)保護(hù)。在具有危險(xiǎn)性的操作環(huán)節(jié)，比賽前裁判員要檢查、確認(rèn)設(shè)備正常，比賽過程中嚴(yán)防選手出現(xiàn)錯(cuò)誤操作。3.為了確保本次大賽的順利進(jìn)行，承辦院校建立大賽期間相應(yīng)的安全保障制度，同時(shí)由安全保衛(wèi)、校園環(huán)境及衛(wèi)生醫(yī)療保障組執(zhí)行：（1）比賽期間所有進(jìn)入賽區(qū)車輛、人員需憑證入內(nèi)，并主動(dòng)向工作人員出示；（2）在比賽開始前，選手要認(rèn)真閱讀場(chǎng)地內(nèi)張貼的《入場(chǎng)須知》和應(yīng)急疏散圖；（3）賽場(chǎng)由裁判員監(jiān)督完成電氣控制系統(tǒng)通電前的檢查全過程，對(duì)出現(xiàn)的操作隱患及時(shí)提醒和制止。（4）每臺(tái)競(jìng)賽設(shè)備使用獨(dú)立的電源，保障安全。參賽選手在進(jìn)行計(jì)算機(jī)操作時(shí)要及時(shí)存盤，避免突然停電造成數(shù)據(jù)丟失。（5）比賽過程中，參賽選手應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，遇有緊急情況，應(yīng)立即切斷電源，在工作人員安排下有序退場(chǎng)。（6）各類人員須嚴(yán)格遵守賽場(chǎng)規(guī)則，嚴(yán)禁攜帶比賽嚴(yán)令禁止的物品入內(nèi)。（7）安保人員發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)通報(bào)賽場(chǎng)負(fù)責(zé)人員。（8）比賽場(chǎng)館嚴(yán)禁吸煙，安保人員不得將證件轉(zhuǎn)借他人。（9）如果出現(xiàn)安全問題，在安保人員指揮下，迅速按緊急疏散路線撤離現(xiàn)場(chǎng)。4.賽項(xiàng)組委會(huì)會(huì)同承辦院校在賽場(chǎng)人員密集、車流人流交錯(cuò)區(qū)域，設(shè)置齊全的指示標(biāo)志、增加引導(dǎo)人員，同時(shí)開辟備用通道。5.大賽期間，賽項(xiàng)承辦院校在賽場(chǎng)管理的關(guān)鍵崗位，增加力量，并建立安全管理日志。6.在參賽選手進(jìn)入賽位，賽項(xiàng)裁判工作人員進(jìn)入工作場(chǎng)所時(shí)，賽項(xiàng)承辦院校須提醒、督促參賽選手、賽項(xiàng)裁判工作人員嚴(yán)禁攜帶通訊、照相攝錄設(shè)備，禁止攜帶未經(jīng)許可的記錄用具，對(duì)進(jìn)入賽場(chǎng)重要區(qū)域的人員、設(shè)備進(jìn)行安檢。（四）生活條件保障1.比賽期間，由賽事承辦院校統(tǒng)一安排參賽選手和指導(dǎo)教師食宿（費(fèi)用自理）。承辦院校須尊重少數(shù)民族參賽人員的宗教信仰及文化習(xí)俗，根據(jù)國(guó)家相關(guān)的民族、宗教政策，安排好少數(shù)民族參賽選手和教師的飲食起居。2.比賽期間安排的住宿地要求具有賓館、住宿經(jīng)營(yíng)許可資質(zhì)。3.大賽期間有組織的參觀和觀摩活動(dòng)的交通安全由賽區(qū)組委會(huì)負(fù)責(zé)。賽項(xiàng)組委會(huì)和承辦院校須保證比賽期間選手、指導(dǎo)教師和裁判員、工作人員的交通安全。4.除必要的安全隔離措施外，嚴(yán)格遵守國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)，保護(hù)個(gè)人隱私和人身自由。（五）參賽隊(duì)職責(zé)1.各院校在組織參賽隊(duì)時(shí)，須安排為參賽選手購買大賽期間的人身意外傷害保險(xiǎn)。2.各院校參賽隊(duì)組成后，須制定相關(guān)管理制度，并對(duì)所有參賽選手、指導(dǎo)教師進(jìn)行安全教育。3.各參賽隊(duì)伍須加強(qiáng)參與比賽人員的安全管理，并與賽場(chǎng)安全管理對(duì)接。4.參賽隊(duì)如有車輛，一律憑大賽組委會(huì)核發(fā)的證件出入校門，并按指定線路行駛，按指定地點(diǎn)停放。5．參賽選手入場(chǎng)應(yīng)身穿工作服衣、褲、絕緣鞋。工裝衣、褲和絕緣鞋不允許出現(xiàn)院校名稱，以及其他與院校有關(guān)標(biāo)識(shí)，具體由裁判決定是否符合競(jìng)賽使用，如違反規(guī)定視為違規(guī)處理。（六）應(yīng)急處理比賽期間發(fā)生意外事故時(shí)，發(fā)現(xiàn)者應(yīng)第一時(shí)間報(bào)告賽項(xiàng)指揮，同時(shí)采取措施，避免事態(tài)擴(kuò)大。賽項(xiàng)指揮應(yīng)立即啟動(dòng)預(yù)案予以解決并向賽區(qū)組委會(huì)報(bào)告。出現(xiàn)重大安全問題的賽項(xiàng)由賽區(qū)組委會(huì)決定是否停賽。事后，賽項(xiàng)指揮應(yīng)向大賽組委會(huì)報(bào)告詳細(xì)情況。（七）處罰措施1.賽項(xiàng)出現(xiàn)重大安全事故的，停止承辦院校的賽項(xiàng)承辦資格。2.因參賽隊(duì)伍原因造成重大安全事故的，取消其評(píng)獎(jiǎng)資格。3.參賽隊(duì)伍發(fā)生重大安全事故隱患，經(jīng)賽場(chǎng)工作人員提示、警告無效的，取消其繼續(xù)比賽的資格。4.賽事工作人員違規(guī)的，按照相應(yīng)的制度追究責(zé)任。情節(jié)惡劣并造成重大安全事故的，由司法機(jī)關(guān)追究相應(yīng)法律責(zé)任。十四、申訴與仲裁大賽采取兩級(jí)仲裁機(jī)制。賽項(xiàng)設(shè)仲裁工作組和賽區(qū)