《增材制造技术》课程教学大纲.docx

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1、增材制造技术一、课程介绍增材制造技术是材料成型及控制工程专业学生的专业选修课程，该课程 是对学生进行现代制造工程技术培养的重要内容，旨在在帮助学生拓宽视野、活 跃思想、增强创新意识。本课程所讲述的内容首先介绍了增材制造技术概念、发展历程、技术特点、 工艺和材料种类以及发展趋势。然后按照工艺分类讲述了光敏材料选择性固化技 术、叠层实体制造技术、熔融沉积成形技术、激光选取烧结技术、激光选区熔化 技术、激光工程净成形技术、电子束选区熔化技术等共8章，教学部分共包含理 论20学时，实验4学时，期末考试以开卷考试形式结课。Introduction“Additive manufacturing techn

2、ology is a professional elective course for students majoring in material forming and control engineering. This course is an important part of training students in modern manufacturing engineering technology, aiming to help students broaden their horizons, activate their thinking and enhance their c

3、onsciousness of innovation.This course introduces the concept, development process, technical characteristics, process and material types of additive manufacturing technology and its development trend. This paper introduces the Stereo Lithography Apparatus (SLA), Laminated Object Manufacturing (LOM)

4、, Fused Deposition Modeling (FOM), Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM), Laser Engineered Ned Shaping (LENS), Selective Electron Beam Melting (SEBM) and so on, a total of eight chapters. The teaching part includes 20 hours of theory, 4 hours of experiment, and thefinal exam

5、 is completed in the form of open-book exam.课程基本信息课程名称增材制造技术课程编码432516英文名称Additive manufacturing technology课程学时24课程学分1.5课程类别专业教育课程课程性质选修课开课学期第7学期课内实验学时4适用专业材料成型及控制工程专业开课单位材料加工工程系锻压教研室选用教材增材制造技术原理及应用.科学出版社.魏青松主编.主要参考书1 .3D打印和增材制造的原理及应用.国防工业出版社.蔡志楷主编.2 .增材制造与3D打印技术及应用.清华大学出版社.杨占尧主编.3 .3D打印成型工艺及材料.高等教育

6、出版社.吴国庆主编.二、教学大纲1、教学目的增材制造技术是材料成型及控制工程专业本科生的专业选修课程。开设此课程旨在 拓展学生的视野，了解增材制造和3D打印这种20世纪80年代出现的全新概念的制造技术， 掌握这种制造新技术的工艺、材料、装备及应用范围，为后续课程的学习做好必要的知以储 备。2、教学要求教师要积极备课，认真准备实验，对课程内容要融会贯通，切忌照本（幕）宣科。授课 在多媒体教室，充分利用多媒体动画教学课件，结合每种增材制造工艺的典型应用案例进行 教学。做到授课内容与大纲相符，注重平时成绩（作业和实验）积累，成绩评价体系标准真 实、严谨、公平、公正、公开，能促使学生学习的积极性。3、

7、预备知识或先修课程要求学生学习本课程之前应先对材料成型工艺、材料成型原理等相关课程的知识有 初步了解。4、教学方式2课程由理论课堂和实验操作引导两部分组成，一律采用多媒体动画教学。理论授课22学时，教师讲授与课堂讨论相结合；实验操作引导2学时，以学生操作、设计为.七，教师引导、答疑为辅。5、实验环境和设备（1）硬件环境：激光选区熔化成形设备，三维喷印设备。（2）软件环境：增材制造设备操作软件。6、课程教学内容及学时分配第1章概论（2学时）1.1 增材制造技术概念1.2 增材制造技术发展历程1.3 增材制造技术特点1.4 增材制造的工艺种类1.5 增材制造使用的材料1.6 增材制造技术的发展趋势

8、教学重点、难点：增材制造的工艺原理及特点。增材制造的主要工艺种类思考题：增材制造方法与传统制造方法有什么区别和联系？第2章 光固化制造技术（2学时）1. 1 SLA增材制造的原理及分类2. 1. 1 SLA增材制造原理3. 1.2 SLA增材制造分类4. 2 SLA增材制造的基本过程和支撑结构5. 2.1 SLA增材制造的基本过程6. 2.2 SLA增材制造的支撑结构7. 3 SLA增材制造的材料及选择8. 3. 1 SLA增材制造材料的要求9. 3.2 SLA增材制造材料的分类10. 3. 3 SLA增材制造材料的选择11. SLA增材制造的优点与缺点2. 5 SLA增材制造成形设备2.6

9、SLA增材制造的典型应用教学重点、难点：SLA增材制造的成形原理 影响SLA成形零件精度的因素思考题：SLA增材制造技术适合哪些领域或特殊零件的制造？第3章叠层实体制造技术（2学时）3. 1 LOM增材制造的工作原理3.2 LOM增材制造的工艺参数和后处理3. 2. 1 LOM增材制造的工艺参数4. 2.2 LOM增材制造的后处理5. 3 LOM增材制造的材料及选择6. 4 LOM增持制造的优点和缺点3. 5L0M增材制造技术典型应用教学重点、难点：LOU增材制造的工作原理LOU增材制造的成形材料及特点LOU增材制造的后处理方法思考题：LOM增材制造工艺与其他增材制造技术工艺相比有哪些特点？L

10、OU增材制造工艺有哪些应用？请举例说明。第4章 熔融沉积成形技术（2学时）4. 1 FDM增材制造的工作原理和成形过程4. 1. 1 FDM增材制造的工作原理4. 1.2 FDM增材制造的成形过程4 . 1.3 FDM增材制造装备构成5 .2 FDM增材制造的材料及选择4. 2. 1 FDM增材制造对成形材料的要求7. 2. 2 FDM增材制造对支撑材料的要求7.3 FDM增材制造的优点和缺点7.4 FDM增材制造常用控制软件4. 5典型FDM增材制造装备简介教学重点、难点：FDM增材制造的工作原理FDM增材制造的材料选择FDM增材制造过程中的台阶效应思考题：FDM增材制造还可应用于何种领域，

11、试再列举一例？第5章 激光选区烧结技术（4学时）4.1 激光选区烧结技术发展历史4.2 激光选区烧结工艺原理5. 2.1激光选区烧结成形原理5. 2. 2激光烧结机理5. 3激光选区烧结成形材料5. 3. 1粉末特征8. 3. 2成形材料分类8.3 激光选区烧结核心器件8.4 激光选区烧结成形设备8.5 激光选区烧结工艺特点8.6 激光选区烧结制件性能8.7 激光选区烧结的典型应用教学重点、难点：SLS增材制造的形成原理和形成过程。思考题：如何提高SLS增材制造的成形精度？你认为SLS增材制造有哪些瓶颈问题，有没有可以改进的地方？如何改进？第6章激光选区熔化技术（4学时）1.1 激光选区熔化技

12、术发展历史1.2 激光选区熔化工艺原理6. 2. 1激光能量的传递7. 2. 2金属粉体对激光的吸收率8. 2. 3熔池动力学9. 2. 4熔池稳定性10. 激光选区熔化成形材料11. 激光选区熔化核心器件12. 激光选区熔化成形设备6. 5.1激光选区熔化成形的设备组成6. 5.2典型SLM设备6.6激光选区熔化成形工艺流程6.7激光选区熔化优缺点6.8激光选区熔化冶金特点6.9激光选区熔化的典型应用教学重点、难点：SLU增材制造技术的成形原理及成形工艺。影响SLM增材制造成形件表面质量的因素。思考题：SLI有哪些独特的冶金缺陷（区别于铸造）？如何优化SLM成形工艺改善这些缺陷？SLM增材制

13、造还可以应用在那曲领域或特殊零部件的制造？第7章激光工程净成形技术（2学时）7.1激光工程净成形技术发展历史7.2激光工程净成形的工艺原理2.1粉末熔化和凝固过程7 . 2. 2熔池特征.2.3粉末穿过激光束到达熔覆层表面的状态7. 3激光工程净成形材料3. 1粉末粒度7. 3. 2粉末流动性3.3成形材料的种类7.4激光工程净成形的核心器件5激光工程净成形的设备7.6激光工程净成形的工艺流程6.1模型准备7. 6.2材料准备6. 3送料工艺8. 6.4零件加工6.5零件后处理9. 7激光工程净成形优缺点光工程净成形的冶金特点9.8 光工程净成形典型应用教学重点、难点：激光工程净成形过程粉末流

14、场特征与成形质量的关系。激光工程净成形技术的优缺点。思考题：与粉末激光选区烧结技术相比，激光工程净成形技术的特点有何不同？第8章电子束选区熔化（2学时）束选区熔化技术发展历史9.9 束选区熔化技术工艺原理束选区熔化成形材料9.10 束选区熔化核心器件4. 1电子枪系统8. 4.2真空系统4.3控制系统10. 4.4软件系统子束选区熔化的装备10.8 子束选区熔化工艺流程子束选区熔化的优缺点10.9 子束选区熔化的冶金特点8. 1电子束选区熔化技术的冶金缺陷8 . 8.2典型材料的微观特征与力学性能.9电子束选区熔化的典型应用教学重点、难点：电子束选区熔化技术的原理及成形过程。电子束选区熔化的冶

15、金特点思考题：电子束选区熔化工艺与激光选区熔化工艺的区别在哪里？电子书选区熔化有哪些独特的冶金缺陷（区别于铸造）？如何优化电子束选区熔 化成形工艺改善这些冶金缺陷？电子束选区熔化技术还可以应用在哪些领域或特殊零部件的制造？7、实验项目内容、学时分配、实验小组8序号实验项目内容提要实验 类型学时分配分组人数实验 地点教学要求1金属零件激 光选区熔化 成形实验以金属零件为例，完成其模型的 SLU制造，了解SLM技术的特点和 工作原理，掌握SLM增材制造设备 的工作原理、工作方法及操作。综合性21材料 加工 工程 锻压 实验 室依据实验 效果进行 评价：优 秀、良好、 一般、合 格及不合 格。2涡轮

16、叶片砂 型三维喷印成 形实验以涡轮叶片砂型为例，完成砂型成 形制造，了解三维喷印成形技术的 特点和应用范围，掌握三维喷印成 形设备的工作原理、工作方法及操综合性21序号实验项目内容提要实验类型学时分配分组人数实验地点教学要求作。8、考核要求、考核方式及成绩评定标准（1）课程考核成绩由期末考试（70%）、课堂出勤（10%）和实验效果（20$）三部分组 成。（2）期末考试以开卷考试形式，按授课学时比例出题，采用统一评分标准，公正、公 平、公开。（3）平时出勤和实验效果评价，分优秀、良好、一般、合格及不合格5个等级记载， 期末采用加权累计的方法计分。（4）最终课程考核成绩采用百分制，满分100分，6（）分为及格。9、其他说明