模型设计与3D打印实训教程
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前言

3D打印技术的出现满足了人们多样化、定制化的生产需求。作为快速成型领域的一种新型技术,3D打印技术目前也在迅猛发展。作为一项新兴的先进制造技术,3D打印已经从技术研发转向产业化应用,充分体现了信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合。世界工业强国已将3D打印作为未来产业发展新的增长点加以培育,制定了推动3D打印发展的国家战略和具体措施。

我国正在促进产业提质增效升级,急须包括3D打印在内的先进技术来改造和提升传统产业。2015年我国开始实施制造强国战略规划。在该规划中,3D打印(增材制造)作为代表性的新兴技术占有重要位置,在该规划中共出现6次,贯穿于背景介绍、国家制造业创新能力提升、信息化与工业化深度融合、重点领域突破发展等,并融入推动智能制造的主线。这一方面体现出我国对3D打印的重视程度,另一方面也彰显了在战略层面我国对制造业发展面临的形势和环境的深刻理解。

目前,我国3D打印技术水平有了较快提升,而专业人才的缺乏制约了产业进一步发展壮大。为了培养更多从事3D打印行业的专业人员,在专业技术学校中开设3D打印专业,或者在原有机械专业的基础上开设3D打印课程都可作为行之有效的方案。为此,本编写团队对专业从事3D打印的企业进行调研,以了解企业对专业人员的素质与能力需求。

通过对相关3D打印企业的调研得知:3D打印目前主要用于工业设计样品制造、小批量机械产品制造、模具制造、医疗假体制作、建筑模型及艺术模型制作等行业,运用相当广泛。相比于传统的加工方式,可以大大缩短产品研发周期,降低生产成本,对于一些生产批量小、形状复杂的制件尤其明显。

目前,3D打印行业采用高度集成化与智能化的生产方式。相比于传统制造技术,3D打印技术在打印过程中完全做到了无人化操作。相应地,对从业人员的技术能力要求主要集中在前期的模型获取及切片生成程序上。

模型获取有两个渠道:一是通过CAD软件进行建模并转化为所需模型;二是通过逆向工程设备进行扫描,获得所需模型。其中第二种获取模型的方式高度依赖设备本身,对人的操作要求较低,操作人员不需要长时间、系统地学习就可以上岗。相应地,第一种获得模型的方法需要长时间的学习,操作人员必须掌握CAD软件建模的技能及切片的基本操作。

本书在编写时侧重对学生SolidWorks软件建模能力的培养,同时使其掌握一定的3D打印工艺知识。

本书采用融课程的模式作为主要架构,仿照真实岗位上的模型设计过程。每个融课程任务都是一个独立的任务,学生将以组为单位,针对如何完成该任务进行讨论学习,以提高学生的学习积极性。希望学生在完成相关任务的过程中,掌握相关的职业能力,以适应未来的工作岗位需求。

编者