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

1、3D打印技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案1.項(xiàng)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(yùn)用 粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。 3D 打印技術(shù)出現(xiàn)在 20世紀(jì) 90 年代中期，實(shí)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(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等 “打印材料”，與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)， 最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)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(fèi)級(jí)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(jìn)步，

2、 可預(yù)見的 未來(lái)的十年， 3D 打印將會(huì)給全球的制造業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)極大的顛覆。而生活智能化 科技化的發(fā)展趨勢(shì)也將帶動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化的發(fā)展， 3D 打印科技在推動(dòng)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(guó)家工信部、發(fā) 改委、財(cái)政部共同頒布國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推廣計(jì)劃（ 2015-2016）（見附 件一），全力督促發(fā)展國(guó)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(jī)遇，落實(shí)國(guó)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(shí)訓(xùn)室建設(shè)意義和價(jià)值3D 打印機(jī)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(jì) 提供了無(wú)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(biāo) 科技前沿學(xué)習(xí)、認(rèn)識(shí)前沿的先進(jìn)制造技術(shù)、逆向工程技術(shù)等 特色教育通過(guò)與傳統(tǒng)課程結(jié)合，激發(fā)學(xué)習(xí)樂(lè)趣 綜合發(fā)展學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)建模和 3D 打印機(jī)的使用技能 學(xué)以致用創(chuàng)新設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)合作、參加競(jìng)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?yàn)樗鶎W(xué)的課程理論性太強(qiáng)，沒(méi) 有興趣，死記抽象概念讓學(xué)生通過(guò)了考試，但考試過(guò)后就很快忘記了，3D打印機(jī)可以讓枯燥的課程變得生動(dòng)起來(lái)，它是一種同時(shí)擁有視覺(jué)和觸覺(jué)的學(xué)習(xí)方式， 具有很強(qiáng)的誘惑力，在觸覺(jué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生不是在黑板或顯示器上簡(jiǎn)單地看文字或 圖形，而是

4、通過(guò)他們的觸覺(jué)抓住核心概念的三維模型， 這樣能夠吸收和消化知識(shí)， 使學(xué)生不再遺忘所學(xué)的課程。英國(guó)著名教師戴夫懷特曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：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(guó)的傳統(tǒng)教育是應(yīng)試教育，沒(méi)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(jì)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(guò)讓學(xué)生動(dòng)手 設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)的熱情，造就一批學(xué)生工程師。美國(guó)政府已經(jīng)以實(shí)際行動(dòng)給出了答案。在美國(guó)，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(guò)對(duì)青少年進(jìn)行3D打印創(chuàng)新意識(shí)、技術(shù)手段的培養(yǎng)，3D 打印成為“美國(guó)智造”的有力手段，成為中美制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的重要砝碼。1.3 3D打印創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室的主旨規(guī)劃本實(shí)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(jì)算機(jī)新技術(shù) 的接觸及應(yīng)用（設(shè)計(jì)軟件、三維打印機(jī)實(shí)操）、提供實(shí)訓(xùn)室架構(gòu)、師資培養(yǎng)、課 程設(shè)計(jì)、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(guò)對(duì)青少年進(jìn)行3D打印創(chuàng)新意識(shí)、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(jì)出更好的作品。利用講解案例過(guò)程嵌入理論知識(shí)的教學(xué)方法，讓學(xué)生先動(dòng)手操作然后認(rèn)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(gè)個(gè) 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(dá)自己的創(chuàng)意及想 法。22.3D打印創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室2.1 3D打印流程三繞販?zhǔn)种?D0EJJ2.2場(chǎng)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(shí)訓(xùn)室位置：實(shí)驗(yàn)教室應(yīng)保證最佳建筑朝向， 室內(nèi)避免直射陽(yáng)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(shí)訓(xùn)室可咼于此標(biāo)準(zhǔn)。新建、改建、擴(kuò)建實(shí)訓(xùn)室及附屬用房時(shí)， 甲醛、苯、氡等有害氣體和放射性污染應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的限量值。對(duì)于在學(xué)生活動(dòng)中可能

7、產(chǎn)生較多垃圾的實(shí)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(shí)訓(xùn)室應(yīng)保持室內(nèi)溫度恒溫。5. 供電：用電負(fù)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(qiáng)、弱電線，空調(diào)專線敷設(shè)，安裝漏電過(guò)載保護(hù)器和可靠的接地保護(hù)。6. 綜合布線：按有關(guān)技術(shù)規(guī)范敷設(shè)強(qiáng)、弱電線。強(qiáng)電電源插座與照明用電應(yīng)分路 設(shè)計(jì)、分別控制，用電負(fù)荷應(yīng)留有余量，并安裝漏電、過(guò)載和觸電保護(hù)器，有可 靠的接地保護(hù)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(shí)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(qiáng)對(duì)工具、儀 器和設(shè)備等的安全管理，加強(qiáng)對(duì)師生的安全教育，增強(qiáng)安全意識(shí)，確保師生人身 安全。二、實(shí)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(jìn)行3D建模；熟悉主流3D打印成型工藝原理；具備 3D打印機(jī)的日常使用和維護(hù)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(jìn)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(jī)的日常使用和維護(hù)技能，并獲得相關(guān)行業(yè)公司的技能培訓(xùn)證 書。三、實(shí)訓(xùn)室區(qū)域劃分1、教學(xué)區(qū)：主要進(jìn)行日常教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng)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(xiàng)目方案設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量單位備注3D打印機(jī)部分三維掃描儀CPC-40010臺(tái)三維數(shù)據(jù)米集三維打印機(jī)In spireD25510臺(tái)雙噴頭打印耗材ABS20公斤電腦主流機(jī)型和配置10臺(tái)學(xué)?？勺詡湓O(shè)計(jì)軟件部分軟件ModelWizard13實(shí)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(jiǎn)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(jué)原理，由兩臺(tái)數(shù)字相機(jī)，結(jié)構(gòu)光投影儀及中央控制電路“光機(jī)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(tái)數(shù)字相機(jī)從不同角度同時(shí)拍攝物 體表面條紋圖案，并將條紋圖像輸入計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)根據(jù)相位法和

10、三角法等解析 條紋曲率變化，精確計(jì)算出每個(gè)像素對(duì)應(yīng)物體表面的空間坐標(biāo)（X、Y、Z）,獲得物體形面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)（Point Cloud ）。二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì) “光機(jī)電”高度融合設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，便于攜帶，使用方便，機(jī)體重 量小于3kg。 采用國(guó)際先進(jìn)的LED藍(lán)光光源，有效降低對(duì)被測(cè)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(zhǎng)達(dá)十萬(wàn)小時(shí)。 高精密鏡頭組（一個(gè)投影鏡頭，二個(gè)相機(jī)鏡頭）方便更換，實(shí)現(xiàn)大，中， 小物件及精細(xì)物件的掃描。系統(tǒng)最多可選配五組十五個(gè)高精密鏡頭，可實(shí)現(xiàn)掃描視場(chǎng)，掃描精度和分辨率的針對(duì)性最佳使用。 配備鏡頭組對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)標(biāo)定校

11、正板，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精度標(biāo)定，確保測(cè)量精度； 標(biāo)定過(guò)程方便快捷。 具有點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)拼接功能；即可采用標(biāo)示點(diǎn)進(jìn)行全自動(dòng)的拼接，也可依據(jù)物體表面輪廓特征，支持手動(dòng)拼合；還可選配精密數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行精密自動(dòng)掃描拼接。 配備CloudForm后數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)精確數(shù)據(jù)拼接、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、點(diǎn)云數(shù)據(jù)光順過(guò)濾，生成網(wǎng)格模型數(shù)據(jù)等功能。 滿足用戶對(duì)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(jì)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：?jiǎn)喂I(yè)相機(jī)白光光柵掃描技術(shù)，非雙工業(yè)相機(jī) 白光光柵掃描技術(shù)；1.2光柵類別：獨(dú)立式數(shù)碼光柵，非普通投影儀；1.3無(wú)需維護(hù)低損耗的LED光源技術(shù)；1.4工業(yè)相機(jī)分辨率： 130萬(wàn)像素；1.5最快單幅掃描速度： 3秒；1.6最小點(diǎn)云間距： 0.06mm1.7單幅精度： 0.015mm（400測(cè)量范圍）；1.8 一體化工業(yè)結(jié)構(gòu)的箱體設(shè)計(jì)；1.9接口線纜：安全穩(wěn)定工業(yè)級(jí)插頭的線纜，非多接頭組合式 線纜；1.10測(cè)頭溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警功能；1.11點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)拼接功能：無(wú)需粘貼參考點(diǎn)，可依據(jù)物體表 面輪廓特征，進(jìn)行自動(dòng)拼接?？芍С质謩?dòng)、自動(dòng)拼合等方式；1.12掃描數(shù)據(jù)時(shí)原始點(diǎn)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(yùn)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(diǎn)云處理模塊掃描數(shù)據(jù)后，可進(jìn)行點(diǎn)云噪聲處理及修剪基于曲率的點(diǎn)云精簡(jiǎn)功能自動(dòng)生成三角面(2) 對(duì)齊及檢測(cè)模塊特征擬合功能，如平面，圓，圓柱，球等 利用特征的坐標(biāo)變換功能平面度、圓柱度、球度檢測(cè)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(cè)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(tái)實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)軟件接口，實(shí)現(xiàn)交互式 實(shí)訓(xùn)教學(xué)的基本功能3.2 Win3D工業(yè)創(chuàng)新實(shí)操教學(xué)系統(tǒng)V1.0(1) 支持中文Windows7 64bit系統(tǒng)，提供首頁(yè)系統(tǒng)導(dǎo)航；(2) 教學(xué)系統(tǒng)中需包括工業(yè)設(shè)計(jì)、逆向工程、創(chuàng)新設(shè)計(jì)及項(xiàng)目 管理等功能模塊；(3) 功能模塊中需包含理論知識(shí)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)、案例分析、考核 系統(tǒng)等部分組成；(4) 具有擴(kuò)展功能，可擴(kuò)容理論知識(shí)、軟件教學(xué)、案例及題庫(kù) 部分；(5) 考試系統(tǒng)要求除多種

15、組合的標(biāo)準(zhǔn)試題組件外，可按單元自 行調(diào)整試題比例并自動(dòng)計(jì)算考試時(shí)間的自定義試題組件，標(biāo)準(zhǔn) 題庫(kù)數(shù)量不少于1000道；(6) 項(xiàng)目管理要求提供不少于兩組大型測(cè)量方案，包含操作規(guī) 范、工作流程、進(jìn)度管理、設(shè)備管理、質(zhì)量控制等項(xiàng)目管理內(nèi) 容；(7) 兼容三維數(shù)據(jù)米集設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)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(guò)程控制，須兼容并配合數(shù)據(jù) 輸出設(shè)備實(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換；(8) 提供詳細(xì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)方案，包括專業(yè)實(shí)訓(xùn)的課 程設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)考核標(biāo)準(zhǔn)，以滿足工業(yè)創(chuàng)新教學(xué)實(shí)訓(xùn)目標(biāo)；4附件技術(shù)要求4.1便攜式三角架4.2咼度可達(dá)1.8米4

16、.3最大承重20kg4.4包含中柱支架裝置，增強(qiáng)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(biāo)志點(diǎn)(5mm/5000個(gè)/ 卷)5 卷；5.3工業(yè)顯像劑(DPT-5) 5 罐5.4二維轉(zhuǎn)盤1個(gè)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(biāo)準(zhǔn)數(shù)模）1套5.8標(biāo)定單元1塊242 3D打印機(jī)一、產(chǎn)品簡(jiǎn)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(yàn)，為您打造專業(yè)級(jí)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(jí) 的三維打印系統(tǒng)。它能滿足個(gè)人、企

17、業(yè)及科研部門的工作需求。二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)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(jī)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(jì)算機(jī)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(diǎn)堆積成面，由面堆積成 三維實(shí)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(dòng)漫、工業(yè)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等多領(lǐng)域。三、技術(shù)參數(shù)名稱規(guī)格參數(shù)3D打印機(jī)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(yùn)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(jí)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(yùn)動(dòng)系統(tǒng)：歩進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同步齒形帶傳動(dòng)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(shí)時(shí)控制，保持在55r以 上）,確保零件制作時(shí)不會(huì)變形，并具備成型室工作時(shí)時(shí)監(jiān)控系 統(tǒng)。14、設(shè)備運(yùn)行中，無(wú)毒性、低噪音、無(wú)粉塵、無(wú)異味，確保對(duì) 環(huán)境無(wú)污染，可以無(wú)人值守。

19、15、設(shè)備重量：大設(shè)備凈重不高于 200Kg,運(yùn)行時(shí)確保穩(wěn)定。16、電源：220V240V、10A、標(biāo)準(zhǔn)接地，保證設(shè)備及人員安 全。17、噴頭終身免費(fèi)維修，軟件終身免費(fèi)升級(jí)。4.配置1、主機(jī)一套（包括：主機(jī)、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(gè)；水平調(diào)平量塊1塊； 噴頭扳手1個(gè)；電源插線板1個(gè)；電源線1根；串口線1根；0.3鉆頭2個(gè)3、隨主機(jī)附帶B601成型材料與S301支撐材料各伍盤4、設(shè)備操作手冊(cè)四、設(shè)計(jì)軟件怙三VhfWJ u二 口 X如 m觸 x&si )*b住us*be吐 必時(shí)#3沖/用畑倉(cāng)丸盤丸巧卜：S=/E?0| 。燈訂、? 3(: g、t rtTF i IH C * W If A”卜服 l：購(gòu)IQf二口為In spire 系列工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備設(shè)計(jì)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(gè)軟件完