《增材制造技术》课程教学大纲.docx
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《增材制造技术》教学大纲
一、课程基本信息
课程名称
增材制造技术
AdditiveManufacturingTechnology
课程编码
MAT122321010 开课院部
材料科学与工程学院
课程团队
《增材制造技术》教学团队
学分
1.0 课内学时 16 讲授
16 实验 0 上机 0 实践
0 课外学时 0
适用专业
材料成型及控制工程
授课语言
中文
先修课程
机械设计基础、材料工程基础、材料成型工艺与设备、焊接结构、材料成型原理及应用
课程简介（限选）
本课程为材料成型及控制工程专业的一门选修课程，在培养学生创造性思维、工程创新和综合实践能力等方面占有重要地位。
本课程的主要任务是培养学生的创新意识与能力和机械工程科学知识的综合应用能力，使学生掌握增材制造技术的基本理论、基本知识、基本技能，掌握常用增材制造技术的材料类型、工艺方法、应用需求等相关知识的一般性规律，培养学生增材制造工艺与装备的创新开发与应用能力，能够用增材制造技术解决工程实践过程中所遇到实际问题，培养学生的创新能力与综合实践能力。
本课程重点讲述增材制造技术的含义、与传统制造方法的区别及关系、类型、应用及面临的挑战；详细介绍激光选区烧结成形技术、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以及电弧增材制造技术的原理、工艺流程、优缺点和冶金特点。
此外，本课程还讲述了增材制造技术在工程制造、医学、文化创意、组织工程领域的典型应用。
通过本课程的学习，学生能够掌握增材制造技术的基本理论、基本知识、基本技能，掌握增材制造工艺材料类型、工艺方法、装备、应用需求等相关知识的一般性规律及前沿进展，具备交叉学科创新思维能力以及增材制造工艺与装备的创新开发与应用能力。
Thiscourseisanelectivecourseforthemajorofmaterialformingandcontrolengineering,whichplaysanimportantroleincultivatingstudents'creativethinking,engineeringinnovationandcomprehensivepracticalability.Themaintaskofthiscourseistocultivatestudents'innovativeconsciousnessandabilityandthecomprehensiveapplicationabilityofmechanicalengineeringscientificknowledge,sothatstudentscanmasterthebasictheory,basicknowledgeandbasicskillsofadditivemanufacturingtechnology,masterthegeneralrulesofmaterialtypes,processmethods,applicationrequirementsandotherrelatedknowledgeofcommonadditivemanufacturingtechnology,cultivatestudents'innovativedevelopmentandapplicationabilityofadditivemanufacturingtechnologyandequipment,beabletosolvepracticalproblemsencounteredintheprocessofengineeringpracticewithadditionalmaterialmanufacturingtechnology,andcultivatestudents'innovativeabilityandcomprehensivepracticalability.
Thiscoursefocusesonthemeaningofadditivemanufacturingtechnology,thedifferenceandrelationshipbetweenitandtraditionalmanufacturingmethods,types,applicationsandchallenges.Thelaserselectivesinteringformingtechnologyisintroducedindetail,theprinciple,processflow,advantagesanddisadvantagesandmetallurgicalcharacteristicsoflaserselectivemeltingtechnology,laserengineeringnetforming
technology,electronbeamselectivemeltingtechnologyandarcadditivemanufacturingtechnology.Inaddition,thiscoursealsodescribesthetypicalapplicationofadditivemanufacturingtechnologyinthefieldsofengineeringmanufacturing,medicine,culturalcreativityandOrganizationalEngineering.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmasterthebasictheory,basicknowledgeandbasicskillsofadditivemanufacturingtechnology,andmasterthetypes,methodsandequipmentofadditivemanufacturingprocessmaterials,thegeneralrulesandfrontierprogressofrelevantknowledgesuchasapplicationrequirements,andhavetheinnovativethinkingabilityofinterdisciplinarysubjectsandtheinnovativedevelopmentandapplicationabilityofadditivemanufacturingtechnologyandequipment.
负责人
大纲执笔人
审核人
—、课程目标
序号
代号
课程目标
OBE
毕业要求指标点
任务
自选
1
Ml
目标1:
掌握增材制造技术的基本理论、基本知识、基本技能，培养学生交叉学科创新思维能力。
是
7.1
7.1
2
M2
目标2：
掌握增材制造工艺材料类型、工艺方法、装备、应用需求等相关知识的一般性规律及前沿进展，具备材料成型工艺与装备的创新开发与应用能力。
是
4.1
4.1
三、课程内容
序号
章节号
标题
课程内容/重难点
支撑课程目标
课内学时
教学方式
课外学时
课外环节
1
第1章
第1章课程与增材制造技术的内涵
增材制造技术的基本概念、术语；增材制造技术的作用、发展历史、现状；增材制造技术在工程制造领域、医学领域、文化创意领域、组织工程领域的应用实例
/
/
/
/
2
1.1
1.1增材制造技术的含义
增材制造技术的基本概念、术语；
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
3
1.2
1.2增材制造与传统制造方法的区别及关系
增材制造技术的作用、发展历史、现状，与传统制造方法的异同点及关系
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
4
1.3
L3增材制造技术类型
增材制造技术的分类及内涵
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
5
1.4
1.4增材制造技术
增材制造技术在工程制造领域、医学领域、文化创意领域、组
M2
0.5
讲授、讨
0.5
作业
的应用及面临的挑战
织工程领域的应用实例
论
6
第2章
第2章激光选区烧结成形技术
激光选区烧结技术原理、工艺流程、优缺点、冶金特点、典型应用
/
/
/
/
7
2.1
2.1激光选区烧结工艺原理
激光选区烧结成形原理、激光烧结机理
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
8
2.2
2.2激光选区烧结成形材料
激光选区烧结粉末特性、成形材料分类
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
9
2.3
2.3激光选区烧结工艺特点
与其他增材制造工艺相比，激光选区烧结在成形材料、制造工艺、支撑条件、材料利用率及应用范围等方面的特点
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
10
2.4
2.4激光选区烧结的典型应用
铸造砂型成形、铸造熔模成形、高分子功能零件的成形
M2
0.5
讲授、讨论
0.5
作业
11
第3章
第3章激光选区熔化技术
激光选区熔化技术原理、工艺流程、优缺点、冶金特点、典型应用
/
/
/
/
12
3.1
3.1激光选区熔化工艺原理及成形材料
激光能量的传递、金属粉体对激光能量的吸收率、熔池动力学、熔池稳定性；粉末堆积特性、粒径分布、粉末流动性、粉末氧含量、粉末对激光的吸收率
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
13
3.2
3.2激光选区熔化成形工艺流程
材料准备、工作腔准备、模型准备、零件加工
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
14
3.3
3.3激光选区熔化激光选区熔化冶金特点及优缺点
球化、孔隙、裂纹、典型材料的微观特征与力学性能；SLM成形的金属零部件的优点、SLM成形技术的缺点
Ml
0.5
讲授
0.5
作业
15
3.4
3.4激光选区熔化的典型应用
轻量化结构、个性化植入体、随形水道模具、复杂整体结构、免组装结构
M2
0.5
讲授，讨论
0.5
自学
16
第4章
第4章激光工程净成形技术
激光工程净成形技术原理、工艺流程、优缺点、冶金特点、典型应用
/
/
/
/
17
4.1
4.1激光工程净成
激光工程净成形的概念、意义和特点
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
形技术发展历史
18
4.2
4.2激光工程净成形的工艺原理
粉末熔化和凝固过程、熔池特征、粉末穿过激光束到达熔覆层表面的状态
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
19
4.3
4.3激光工程净成形材料
粉末粒度、粉末流动性、成形材料的种类
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
20
4.4
4.4激光工程净成形的工艺流程
模型准备、送料工艺、零件加工、零件后处理
Ml
0.5
讲授、讨论
0.5
自学
21
4.5
4.5激光工程净成形优缺点
激光工程净成形的优点和缺点。
Ml
0.5
讲授
0.5
作业
22
4.6
4.6激光工程净成形的冶金特点
体积收缩、粉末爆炸、裂纹、成分分布及残余应力
M2
1
讲授
1
自学
23
4.7
4.7激光工程净成形典型应用
快速模具制造、高精复杂零件的快速制造和修复、梯度功能材料与设计。
M2
1
讲授
1
自学
24
第5章
第5章电子束选区熔化技术
电子束选区熔化工艺原理、工艺流程、优缺点、冶金特点、典型应用。
/
/
/
/
25
5.1
5.1电子束选区熔化技术工艺原理
电子束选区熔化技术发展历史、工艺原理。
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
26
5.2
5.2电子束选区熔化工艺流程
电子束选区熔化成形材料、工艺流程、工艺参数等。
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
27
5.3
5.3电子束选区熔化的冶金特点及其优缺点
电子束选区熔化的优点和缺点；电子束选区熔化的冶金缺陷、球化现象、变形与开裂、气孔与熔化不良、典型材料的微观特征与力学性能。
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
28
5.4
5.4电子束选区熔化的典型应用
电子束选区熔化技术在复杂结构、零件、整体化航空航天复杂零件、个性化生物医疗器件等领域的应用。
Ml
0.5
讲授、讨论
0.5
作业
29
第6章
第6章电弧增材制造技术
电弧增材制造原理、成形材料、工艺流程、优缺点、冶金特点、典型应用。
/
/
/
/
30
6.1
6.1电弧增材制造
电弧增材制造技术工艺原理
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
技术工艺原理
31
6.2
6.2电弧增材制造成形材料及冶金特点
电弧增材制造成形材料及冶金特点、气孔、裂纹、熔合不良等冶金缺陷
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
32
6.3
6.3电弧增材制造工艺流程
模型准备、编程设计等工艺流程
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
33
6.4
6.4电弧增材制造的优缺点
电弧增材制造的优点和缺点
Ml
0.5
讲授
0.5
自学
34
6.5
6.5电弧增材制造的典型应用
电弧增材制造的典型应用实例及应用前景
M2
2
讲授，讨论
2
作业
四、考核方式
序号
考核环节
操作细节
总评占比
1
平时作业
1.每章布置1~2道题目，平均每章内容布置1道题以上。
2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。
3.考核增材制造技术涉及到的基本知识、基本概念的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力；题型主要有简答题和分析题。
40%
2
大作业
1.本课程要求通过查阅文献资料及典型案例，分析增材制造技术与节约能源及环保安全的关系。
2.根据学生对内容阐述的深度和广度情况，是否能够提出独立的观点等方面评分。
50%
3
考勤
随机点名、刷卡点名等。
5%
4
课堂表现
随机检查学生上课精神状态、回答问题情况。
5%
五、评分细则
序号
课程目标
考核环节
大致占比
评分等级
1
Ml
平时作业
60%
A-独立思考、按时完成，图表规范，答题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确，对焊接生产及管理相关的知识点理解无误。
B-独立思考、按时完成，图表比较规范，答题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理，对上述知识点理解存在少量错误。
C-独立思考、按时完成，图表比较规范，答题思路基本清晰、步骤基本完整、格式基本合理、对知识点理解存在一定错误。
D-作业抄袭，未能按时完成，图表不规范，答题思路混乱或对知识点理解存在大量错误。
2
Ml
大作业
40%
A-查阅文献资料及典型案例充分，对文献和案例的总结分析准确，能够提出独立的观点并加以详细阐述，设计和制定典型焊接结构的焊接生产工艺方案合理。
B-查阅文献资料及典型案例较为充分，对文献和案例的总结分析正确，能提出独立的观点并加以阐述，设计和制定典型焊接结构的焊接生产工艺方案合理。
C-查阅文献资料及典型案例基本正确，对文献和案例的总结分析基本准确，基本能够提出独立的观点并加以阐述，设计和制定典型焊接结构的焊接生产工艺方基本不合理。
D-查阅文献资料及典型案例不充分，对文献和案例的总结分析不准确，不能提出独立的观点并加以阐述，设计和制定典型焊接结构的焊接生产工艺方案不合理。
3
M2
平时作业
50%
A-独立思考、按时完成，图表规范，答题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确，对焊接生产及管理相关的知识点理解无误。
B-独立思考、按时完成，图表比较规范，答题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理，对上述知识点理解存在少量错误。
C-独立思考、按时完成，图表比较规范，答题思路基本清晰、步骤基本完整、格式基本合理、对知识点理解存在一定错误。
D-作业抄袭，未能按时完成，图表不规范，答题思路混乱或对知识点理解存在大量错误。
4
M2
大作业
50%
A-查阅文献资料及典型案例充分，对文献和案例的总结分析准确，能够提出独立的观点并加以详细阐述，设计和制定典型焊接结构的焊接生产工艺方案合理。
B-查阅文献资料及典型案例较为充分，对文献和案例的总结分析正确，能提出独立的观点并加以阐述，设计和制定典型焊接结构的焊接生产工艺方案合理。
C-查阅文献资料及典型案例基本正确，对文献和案例的总结分析基本准确，基本能够提出独立的观点并加以阐述，设计和制定典型焊接结构的焊接生产工艺方基本不合理。
D-查阅文献资料及典型案例不充分，对文献和案例的总结分析不准确，不能提出独立的观点并加以阐述，设计和制定典型焊接结构的焊接生产工艺方案不合理。
评分等级说明：
[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]
六、教材与参考资料
序号
教学参考资料明细
1
图书|增材制造技术原理及应用，魏松青，科学出版社,2017,ISBN:
9787030539533.
2
图书1金属粉床激光增材制造技术，魏松青，化学工业出版社,2019,ISBN:
9787122336729.
3
图书|3D打印面向未来的制造技术，杨继全，化学工业出版社,2014,ISBN:
9787122189790.
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