技工院校3D打印技术应用专业实训中心建设实践研究

发表时间:2021/8/18   来源:《教育学文摘》2021年11期   作者:郑艳萍 周皇卫 杨险锋
[导读] 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
        郑艳萍 周皇卫 杨险锋
        成都市技师学院机械工程系
        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
前言
        随着国家《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。2018年,《全国技工院校专业目录(2018年修订)》机械类中新增有“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。
一、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、后处理员。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。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、逆向工程综合实践。
二、实训中心建设
        根据专业课程需求,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、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。
(一)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:
1.3D打印科普展厅:100㎡。
        各类工艺展品:FDM工艺、SL工艺、激光粉末烧结(全彩、尼龙)、SLM工艺(金属)等,结合专业方向、对接产业布置。
        3D科普知识展板:3D打印原理、代表性工艺、行业应用等
        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.数字化设计实训室:100㎡。
        中档图形处理工作站:41台(40台学生机,一台教师机),CPU:I56500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\ProE)、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(Gemagicwrap)、参数化逆向工程软件(GemagicDesignX)、自动化三维检测软件(GemagiccontrolX)、3D打印工艺处理软件(Magics\CURA)等。
        主要实训项目:计算机辅助设计实训;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》。
3.逆向工程实训室:75㎡。
        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》。
4.3D打印创意实训室:100㎡。
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。
        对应主要课程:《3D打印项目设计》。
5.SL快速成型实训室:50㎡.
        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》。
6.后处理实训室:50㎡.
        电脑:1台;电脑桌:1套;激光切割机:1台;喷砂机:1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》。
(二)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。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,解决资金、运转问题,有效实现资源共享、产教融合、校企合作培养符合产业转型升级要求的专业人才,将实训中心打造为区域3D打印中心,吸引更多的对外参观、培训和校企合作。
三、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,并开展一体化教学。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;培养了5位国家级技能大赛获奖选手,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。
四、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。
五、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,解决运营维护资金、长远发展等问题。
参考文献:
[1].国家职业教育改革实施方案.国务院.2019
[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
[3].吴静.共建3D打印技术应用专业示范基地项目解读.[J].职业,2018,(7):20-21.

作者简介:郑艳萍(1985-),女,四川夹江人,硕士,讲师,技工院校3D打印技术应用专业教材编审委员会委员,主要研究方向为3D打印技术应用专业建设;

中国人力资源和社会保障出版集团、快速制造国家工程研究中心第二批3D打印技术应用专业示范基地建设项目;
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