技工院校3D打印技術應用專業實訓中心建設實踐研究

鄭艷萍 周皇衛 楊險鋒

摘 要：根據3D打印技術應用專業人才培養需求，提出根據人才培養、社會服務、教學改革和校企合作等需求建設專業實訓中心，具體羅列出了3D打印技術應用專業主要專業課程、基礎實訓室建設內容，研究了實訓中心運行機制，總結了試運行該平臺后取得的經驗及成果供同行參考。

關鍵詞：3D打印技術應用專業 實訓中心 建設

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》十年綱領行動深入推進，3D打印（增材制造）作為智能制造關聯新技術應用越來廣泛，相關專業人才供給側的技工教育改革對推動區域產業轉型升級尤為重要[1]。2018年，《全國技工院校專業目錄（2018年修訂）》機械類中新增“3D打印技術應用”專業。技工院校實訓室建設作為專業建設重要組成部分，如何建設能合理支撐3D打印技術應用專業人才培養等多功能的實訓中心是目前面臨的主要問題，以下為我院在人社出版集團和快速制造國家工程研究中心指導下建設3D打印實訓中心的實踐總結，供各同行參考借鑒。

1 實訓中心建設調研

根據調研結果確定本專業主要對接區域航空航天、電子信息、裝備制造行業，結合快速制造國家工程研究中心對全國3D打印行業的調研結果分析，目前市場對3D打印專業人才需求主要崗位為數字化設計師、數據處理員、逆向工程師、設備操作員和后處理員[2]。崗位要求能勝任產品創意設計、三維數據采集與處理、逆向設計、3D打印后處理（上色、絲印、打標）、產品三維檢測、造型質量分析與優化、3D打印設備調試與故障診斷、真空復模等工作任務[2]。由此梳理本專業主要專業基礎課為：機械常識、素描與色彩、產品手繪表現、三大構成、3D打印技術概論;主要專業課程為：產品結構設計、產品造型設計、逆向工程與三維檢測、3D打印設備操作與維護、3D打印工藝規劃與數據處理、3D打印產品后處理;主要技能課程為：三維掃描與數據處理、3D打印項目設計（含工藝規劃與數據處理、設備操作與維護、后處理）、逆向工程綜合實踐。

2 實訓中心建設

根據人才培養和學校實際情況需求，開展實訓中心建設。在實訓中心建設過程中綜合考慮人才培養方案中課程實施、集訓人才培養、社會服務、教學改革和校企合作等需求，兼顧3D打印材料、工藝高速發展變化，分階段完成實訓中心建設。

2.1 基礎實訓設備階段

本階段建設內容主要針對已正式開始3D打印技術應用專業招生，對接人才培養規格開展的實訓室建設，發揮科普、專業實訓教學和行業技能鑒定作用。以下為40人/班3D打印實訓中心建設參考標準：

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（尼龍）工藝、SLM工藝（金屬）、全彩3D打印工藝等，結合專業方向、對接區域優勢產業布置展品。

3D科普知識展板：3D打印原理、代表性工藝、行業應用案例等。

主要實訓項目：專業介紹;3D打印科普。

對應主要課程：3D打印技術概論。

2.1.2 數字化設計實訓室：100m2。

中檔圖形處理工作站：41臺（40臺學生機，一臺教師機），CPU：I5 6500及以上;內存：≥8GDDR424008G;獨立顯卡，顯存≥2GB。推薦安裝：三維建模軟件（UGNX＼CATIA＼Solidworks＼Inventor＼Pro E）、三維造型設計軟件（犀牛Rhinoceros、3DMAX、渲染軟件Keyshot）、掃描數據處理軟件（Gemagic wrap）、參數化逆向工程軟件（Gemagic DesignX）、自動化三維檢測軟件（Gemagic controlX）、3D打印工藝處理軟件（Magics＼CURA）等。

主要實訓項目：產品結構設計實訓;產品造型設計實訓;數據處理實訓;逆向建模實訓;3D打印工藝規劃實訓。

對應主要課程：產品結構設計、產品造型設計、逆向工程與三維檢測、3D打印工藝規劃與數據處理。

2.1.3 逆向工程實訓室：75m2。

基礎設備：教學型高精度光柵掃描儀：4臺（雙目、四目各2臺）;教學專用桌面3D掃描儀：8臺;移動圖形處理工作站：4臺;旋轉工作臺：4個。

選配：精密立體測量儀：1臺（對外技術服務）;手持激光掃描儀：1臺（對外技術服務）。

主要實訓項目：三維掃描與數據處理實訓;逆向工程綜合實踐實訓。

對應主要課程：逆向工程與三維檢測、逆向工程綜合實踐。

2.1.4 3D打印創意實訓室：100m2。

FDM桌面式3D打印機：10臺;FDM工藝DIY套件：10套;DLP工藝3D打印機：6臺（小型文創產品打印）。

主要實訓項目：3D打印操作與維護、對外技術服務及社團創意空間站。

對應主要課程：3D打印項目設計等。

2.1.5 SL快速成型實訓室：50m2。

SLA工藝3D打印機：6臺;粉末工藝設備（選配）：1-2臺。

主要實訓項目：3D打印操作與維護實訓、承辦比賽或培訓。

對應主要課程：3D打印技術概論、3D打印設備操作與維護。

2.1.6 后處理實訓室：50m2。

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

主要實訓項目：3D打印產品后處理、對外技術服務。

對應主要課程：3D打印產品后處理。

其中專業基礎課中的機械常識、素描與色彩、產品手繪表現、三大構成涉及的實訓室可與校內其他機械制造、藝術設計類專業共建或共用實訓室，在此不單獨列出。

2.2 校企合作、引企進校、校企共建區域實訓基地階段

一方面，以區域產業轉型升級為導向，促進產教融合校企“雙元”育人，根據專業自身特點和人才培養需要，與企業合作成立校企實訓基地或積極尋求對口優質企業建設校外實訓基地，積極引入企業部分金屬增材制造設備，或對外增材制造服務機構共建實訓中心，發揮學校人才培養中心作用，為企業和社會提供短期技能提升培訓，進而增強專業師資與企業的交流互動，加快師資往“雙師型”過渡，提升專業建設質量。

另一方面，以學校區域地理、產業集中優勢，集政府、學校和行業企業三方優勢協同共建區域公共3D打印實訓基地，吸引更多的培訓和校企合作。其中競賽承辦、科普平臺建設可作為切入點。

3 實訓中心建設成效

中心建成后每年可完成300人次專業教學，大多數學生對本專業課程感興趣，課堂參與度及教學評價良好，部分優秀學生經選拔進入集訓隊參加省級、國家級增材制造或相關技能比賽獲得較好的名次，其中省級一等獎一次、國賽二等獎一次及世賽選拔賽獲全國第11名，還培養了數名優秀畢業生進入知名軍工企業、高等院校實訓室或升入本科繼續深造。

專業組多名教師參與中國勞動社會保障出版社規劃教材-《逆向工程與三維檢測》編寫，并與合作企業技術人員編寫了《逆向工程綜合實踐》校本教材;以實訓中心建設為依托完善形成了一支具備專業教學和技術服務能力的專兼職教師團隊，其中一名教師教研成果獲國家級二等獎，教師對外技術服務團隊每年能完成對外技術服務不低于5項。

實訓中心開展了四川大學高分子專業大三學生生產認知實習、成都天然氣公司管理人員入職、軍工企業員工技能提升等對外培訓十余次，接待了成都市第八建筑工程公司、西華大學、成都航空職業技術學院及全國30余所技工院校參觀交流;承接了企業3D打印項目共計十余項，基本構建了可以學習借鑒和推廣的3D打印技術應用專業人才培訓體系，做出了榜樣和示范。

4 實訓中心建設目標

建設雙創平臺，成立“3D打印創客空間”，激發學生創新創業意識，孵化一批創新人才，引領“大眾創業，萬眾創新”風潮;建設研發平臺，校企雙方共同開展3D打印方向的技術研發，共同申請中央、省市有關扶持專項，開發新技術、新產品;建設科普平臺，實施3D打印技術普及工程，聯合中小學開展職業啟蒙教育，培養學生動手實踐及創新設計的興趣、愛好和意識。

5 結束語

建設3D打印實訓中心意義是深遠的，它不僅可完成3D打印技術應用專業人才培養，還能結合校內其他工程或藝術類專業進行學科拓展，將理論與實際結合起來，激發學生的創新實踐能力，驗證學生的創新想法，加深學生對先進制造技術的認識。同時，學校也應善于應用創新思維運作實訓中心，解決設備運營維護資金、耗材、長遠發展等問題。

示范專業建設成果：本文是快速制造國家工程研究中心創培基地與人力資源社會保障出版集團3D打印技術應用專業示范基地研究成果之一。

參考文獻：

[1]技工類院校供給側改革的突破口.[J]合作經濟與科技.2016（000）021.

[2]3D打印技術行業技能鑒定標準.國家增材制造創新中心3D打印技能鑒定指導中心.2019.

作者簡介

鄭艷萍：（1985—），女，四川樂山人，高級講師，主要研究方向為增材制造。