技工院校3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)實(shí)踐研究

鄭艷萍 周皇衛(wèi) 楊險(xiǎn)鋒

摘 要：根據(jù)3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)需求，提出根據(jù)人才培養(yǎng)、社會(huì)服務(wù)、教學(xué)改革和校企合作等需求建設(shè)專業(yè)實(shí)訓(xùn)中心，具體羅列出了3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)主要專業(yè)課程、基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)內(nèi)容，研究了實(shí)訓(xùn)中心運(yùn)行機(jī)制，總結(jié)了試運(yùn)行該平臺(tái)后取得的經(jīng)驗(yàn)及成果供同行參考。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè) 實(shí)訓(xùn)中心 建設(shè)

Abstract：According to the talent training needs of 3D printing technology application specialty， this paper proposes to build a professional training center according to the needs of talent training， social services， teaching reform and school enterprise cooperation， lists the main professional courses and basic training room construction contents of 3D printing technology application specialty， and studies the operation mechanism of the training center. The experience and results obtained after the trial operation of the platform are summarized for peer reference.

Key words：3D printing technology application specialty， training center， construction

隨著國家《中國制造2025》十年綱領(lǐng)行動(dòng)深入推進(jìn)，3D打?。ㄔ霾闹圃欤┳鳛橹悄苤圃礻P(guān)聯(lián)新技術(shù)應(yīng)用越來廣泛，相關(guān)專業(yè)人才供給側(cè)的技工教育改革對(duì)推動(dòng)區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)尤為重要[1]。2018年，《全國技工院校專業(yè)目錄（2018年修訂）》機(jī)械類中新增“3D打印技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)。技工院校實(shí)訓(xùn)室建設(shè)作為專業(yè)建設(shè)重要組成部分，如何建設(shè)能合理支撐3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)等多功能的實(shí)訓(xùn)中心是目前面臨的主要問題，以下為我院在人社出版集團(tuán)和快速制造國家工程研究中心指導(dǎo)下建設(shè)3D打印實(shí)訓(xùn)中心的實(shí)踐總結(jié)，供各同行參考借鑒。

1 實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)調(diào)研

根據(jù)調(diào)研結(jié)果確定本專業(yè)主要對(duì)接區(qū)域航空航天、電子信息、裝備制造行業(yè)，結(jié)合快速制造國家工程研究中心對(duì)全國3D打印行業(yè)的調(diào)研結(jié)果分析，目前市場對(duì)3D打印專業(yè)人才需求主要崗位為數(shù)字化設(shè)計(jì)師、數(shù)據(jù)處理員、逆向工程師、設(shè)備操作員和后處理員[2]。崗位要求能勝任產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)、三維數(shù)據(jù)采集與處理、逆向設(shè)計(jì)、3D打印后處理（上色、絲印、打標(biāo)）、產(chǎn)品三維檢測、造型質(zhì)量分析與優(yōu)化、3D打印設(shè)備調(diào)試與故障診斷、真空復(fù)模等工作任務(wù)[2]。由此梳理本專業(yè)主要專業(yè)基礎(chǔ)課為：機(jī)械常識(shí)、素描與色彩、產(chǎn)品手繪表現(xiàn)、三大構(gòu)成、3D打印技術(shù)概論;主要專業(yè)課程為：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、逆向工程與三維檢測、3D打印設(shè)備操作與維護(hù)、3D打印工藝規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理、3D打印產(chǎn)品后處理;主要技能課程為：三維掃描與數(shù)據(jù)處理、3D打印項(xiàng)目設(shè)計(jì)（含工藝規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理、設(shè)備操作與維護(hù)、后處理）、逆向工程綜合實(shí)踐。

2 實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)

根據(jù)人才培養(yǎng)和學(xué)校實(shí)際情況需求，開展實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)。在實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)過程中綜合考慮人才培養(yǎng)方案中課程實(shí)施、集訓(xùn)人才培養(yǎng)、社會(huì)服務(wù)、教學(xué)改革和校企合作等需求，兼顧3D打印材料、工藝高速發(fā)展變化，分階段完成實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)。

2.1 基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)備階段

本階段建設(shè)內(nèi)容主要針對(duì)已正式開始3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)招生，對(duì)接人才培養(yǎng)規(guī)格開展的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)，發(fā)揮科普、專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)和行業(yè)技能鑒定作用。以下為40人/班3D打印實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)參考標(biāo)準(zhǔn)：

2.1.1 3D打印科普展廳：100m2。

各類工藝展品：FDM工藝、SL工藝、激光粉末燒結(jié)（尼龍）工藝、SLM工藝（金屬）、全彩3D打印工藝等，結(jié)合專業(yè)方向、對(duì)接區(qū)域優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)布置展品。

3D科普知識(shí)展板：3D打印原理、代表性工藝、行業(yè)應(yīng)用案例等。

主要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：專業(yè)介紹;3D打印科普。

對(duì)應(yīng)主要課程：3D打印技術(shù)概論。

2.1.2 數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室：100m2。

中檔圖形處理工作站：41臺(tái)（40臺(tái)學(xué)生機(jī)，一臺(tái)教師機(jī)），CPU：I5 6500及以上;內(nèi)存：≥8GDDR424008G;獨(dú)立顯卡，顯存≥2GB。推薦安裝：三維建模軟件（UGNX＼CATIA＼Solidworks＼Inventor＼Pro E）、三維造型設(shè)計(jì)軟件（犀牛Rhinoceros、3DMAX、渲染軟件Keyshot）、掃描數(shù)據(jù)處理軟件（Gemagic wrap）、參數(shù)化逆向工程軟件（Gemagic DesignX）、自動(dòng)化三維檢測軟件（Gemagic controlX）、3D打印工藝處理軟件（Magics＼CURA）等。

主要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn);產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn);數(shù)據(jù)處理實(shí)訓(xùn);逆向建模實(shí)訓(xùn);3D打印工藝規(guī)劃實(shí)訓(xùn)。

對(duì)應(yīng)主要課程：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、逆向工程與三維檢測、3D打印工藝規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理。

2.1.3 逆向工程實(shí)訓(xùn)室：75m2。

基礎(chǔ)設(shè)備：教學(xué)型高精度光柵掃描儀：4臺(tái)（雙目、四目各2臺(tái)）;教學(xué)專用桌面3D掃描儀：8臺(tái);移動(dòng)圖形處理工作站：4臺(tái);旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)：4個(gè)。

選配：精密立體測量儀：1臺(tái)（對(duì)外技術(shù)服務(wù)）;手持激光掃描儀：1臺(tái)（對(duì)外技術(shù)服務(wù)）。

主要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：三維掃描與數(shù)據(jù)處理實(shí)訓(xùn);逆向工程綜合實(shí)踐實(shí)訓(xùn)。

對(duì)應(yīng)主要課程：逆向工程與三維檢測、逆向工程綜合實(shí)踐。

2.1.4 3D打印創(chuàng)意實(shí)訓(xùn)室：100m2。

FDM桌面式3D打印機(jī)：10臺(tái);FDM工藝DIY套件：10套;DLP工藝3D打印機(jī)：6臺(tái)（小型文創(chuàng)產(chǎn)品打?。?/p>

主要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：3D打印操作與維護(hù)、對(duì)外技術(shù)服務(wù)及社團(tuán)創(chuàng)意空間站。

對(duì)應(yīng)主要課程：3D打印項(xiàng)目設(shè)計(jì)等。

2.1.5 SL快速成型實(shí)訓(xùn)室：50m2。

SLA工藝3D打印機(jī)：6臺(tái);粉末工藝設(shè)備（選配）：1-2臺(tái)。

主要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：3D打印操作與維護(hù)實(shí)訓(xùn)、承辦比賽或培訓(xùn)。

對(duì)應(yīng)主要課程：3D打印技術(shù)概論、3D打印設(shè)備操作與維護(hù)。

2.1.6 后處理實(shí)訓(xùn)室：50m2。

電腦：1臺(tái);電腦桌：1套;激光切割機(jī)：2臺(tái);噴砂機(jī)：2套;空壓機(jī)：1套;后處理工具套裝：10套;打磨臺(tái)：3套;噴漆套裝：1套;絲印套裝：1套;耗材、工具柜：2套。

主要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：3D打印產(chǎn)品后處理、對(duì)外技術(shù)服務(wù)。

對(duì)應(yīng)主要課程：3D打印產(chǎn)品后處理。

其中專業(yè)基礎(chǔ)課中的機(jī)械常識(shí)、素描與色彩、產(chǎn)品手繪表現(xiàn)、三大構(gòu)成涉及的實(shí)訓(xùn)室可與校內(nèi)其他機(jī)械制造、藝術(shù)設(shè)計(jì)類專業(yè)共建或共用實(shí)訓(xùn)室，在此不單獨(dú)列出。

2.2 校企合作、引企進(jìn)校、校企共建區(qū)域?qū)嵱?xùn)基地階段

一方面，以區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)為導(dǎo)向，促進(jìn)產(chǎn)教融合校企“雙元”育人，根據(jù)專業(yè)自身特點(diǎn)和人才培養(yǎng)需要，與企業(yè)合作成立校企實(shí)訓(xùn)基地或積極尋求對(duì)口優(yōu)質(zhì)企業(yè)建設(shè)校外實(shí)訓(xùn)基地，積極引入企業(yè)部分金屬增材制造設(shè)備，或?qū)ν庠霾闹圃旆?wù)機(jī)構(gòu)共建實(shí)訓(xùn)中心，發(fā)揮學(xué)校人才培養(yǎng)中心作用，為企業(yè)和社會(huì)提供短期技能提升培訓(xùn)，進(jìn)而增強(qiáng)專業(yè)師資與企業(yè)的交流互動(dòng)，加快師資往“雙師型”過渡，提升專業(yè)建設(shè)質(zhì)量。

另一方面，以學(xué)校區(qū)域地理、產(chǎn)業(yè)集中優(yōu)勢，集政府、學(xué)校和行業(yè)企業(yè)三方優(yōu)勢協(xié)同共建區(qū)域公共3D打印實(shí)訓(xùn)基地，吸引更多的培訓(xùn)和校企合作。其中競賽承辦、科普平臺(tái)建設(shè)可作為切入點(diǎn)。

3 實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)成效

中心建成后每年可完成300人次專業(yè)教學(xué)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)本專業(yè)課程感興趣，課堂參與度及教學(xué)評(píng)價(jià)良好，部分優(yōu)秀學(xué)生經(jīng)選拔進(jìn)入集訓(xùn)隊(duì)參加省級(jí)、國家級(jí)增材制造或相關(guān)技能比賽獲得較好的名次，其中省級(jí)一等獎(jiǎng)一次、國賽二等獎(jiǎng)一次及世賽選拔賽獲全國第11名，還培養(yǎng)了數(shù)名優(yōu)秀畢業(yè)生進(jìn)入知名軍工企業(yè)、高等院校實(shí)訓(xùn)室或升入本科繼續(xù)深造。

專業(yè)組多名教師參與中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社規(guī)劃教材-《逆向工程與三維檢測》編寫，并與合作企業(yè)技術(shù)人員編寫了《逆向工程綜合實(shí)踐》校本教材;以實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)為依托完善形成了一支具備專業(yè)教學(xué)和技術(shù)服務(wù)能力的專兼職教師團(tuán)隊(duì)，其中一名教師教研成果獲國家級(jí)二等獎(jiǎng)，教師對(duì)外技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)每年能完成對(duì)外技術(shù)服務(wù)不低于5項(xiàng)。

實(shí)訓(xùn)中心開展了四川大學(xué)高分子專業(yè)大三學(xué)生生產(chǎn)認(rèn)知實(shí)習(xí)、成都天然氣公司管理人員入職、軍工企業(yè)員工技能提升等對(duì)外培訓(xùn)十余次，接待了成都市第八建筑工程公司、西華大學(xué)、成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院及全國30余所技工院校參觀交流;承接了企業(yè)3D打印項(xiàng)目共計(jì)十余項(xiàng)，基本構(gòu)建了可以學(xué)習(xí)借鑒和推廣的3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培訓(xùn)體系，做出了榜樣和示范。

4 實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)目標(biāo)

建設(shè)雙創(chuàng)平臺(tái)，成立“3D打印創(chuàng)客空間”，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)，孵化一批創(chuàng)新人才，引領(lǐng)“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”風(fēng)潮;建設(shè)研發(fā)平臺(tái)，校企雙方共同開展3D打印方向的技術(shù)研發(fā)，共同申請(qǐng)中央、省市有關(guān)扶持專項(xiàng)，開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品;建設(shè)科普平臺(tái)，實(shí)施3D打印技術(shù)普及工程，聯(lián)合中小學(xué)開展職業(yè)啟蒙教育，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的興趣、愛好和意識(shí)。

5 結(jié)束語

建設(shè)3D打印實(shí)訓(xùn)中心意義是深遠(yuǎn)的，它不僅可完成3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)，還能結(jié)合校內(nèi)其他工程或藝術(shù)類專業(yè)進(jìn)行學(xué)科拓展，將理論與實(shí)際結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，驗(yàn)證學(xué)生的創(chuàng)新想法，加深學(xué)生對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，學(xué)校也應(yīng)善于應(yīng)用創(chuàng)新思維運(yùn)作實(shí)訓(xùn)中心，解決設(shè)備運(yùn)營維護(hù)資金、耗材、長遠(yuǎn)發(fā)展等問題。

示范專業(yè)建設(shè)成果：本文是快速制造國家工程研究中心創(chuàng)培基地與人力資源社會(huì)保障出版集團(tuán)3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)示范基地研究成果之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]技工類院校供給側(cè)改革的突破口.[J]合作經(jīng)濟(jì)與科技.2016（000）021.

[2]3D打印技術(shù)行業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn).國家增材制造創(chuàng)新中心3D打印技能鑒定指導(dǎo)中心.2019.

作者簡介

鄭艷萍：（1985—），女，四川樂山人，高級(jí)講師，主要研究方向?yàn)樵霾闹圃臁?/p>