《D打印結(jié)構(gòu)優(yōu)化與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

課程教學(xué)大綱課程基本信息（CourseInformation）課程代碼（CourseCode）ME135*學(xué)時(shí)（CreditHours）32*學(xué)分（Credits）2*課程名稱（CourseName）3D打印結(jié)構(gòu)優(yōu)化與創(chuàng)新設(shè)計(jì)StructureOptimizationandDesignInnovationfor3Dprinting課程性質(zhì)(CourseType)全校選修課授課對(duì)象（Audience）全校學(xué)生授課語言(LanguageofInstruction)中文*開課院系（School）學(xué)生創(chuàng)新中心先修課程（Prerequisite）無*課程簡(jiǎn)介（Description）近年來，3D打印技術(shù)在國內(nèi)外得到了快速的發(fā)展，新的3D打印技術(shù)層出不窮，打印速度更快，精度更高，更豐富的打印材料。3D打印從最初只用來生產(chǎn)原型件到能夠直接生產(chǎn)極具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，正在逐漸成為設(shè)計(jì)革新的源動(dòng)力。雖然3D打印全新的生產(chǎn)方式給創(chuàng)新注入了活力，但與此同時(shí)，發(fā)展中的3D打印技術(shù)仍然有許多使用上的限制和工藝上的不足，如何避免不足，充分發(fā)揮打印的優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)處成為創(chuàng)新設(shè)計(jì)中需要反復(fù)探索和研究的問題。 3D打印結(jié)構(gòu)優(yōu)化與創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程是一門理論結(jié)合實(shí)踐操作的選修性課程，通過理論教學(xué)，軟件操作，打印設(shè)備和工藝的探索等方式把學(xué)生引入創(chuàng)新設(shè)計(jì)的殿堂。課程將會(huì)從三維數(shù)據(jù)獲取與設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工藝設(shè)計(jì)等方面深入淺出地介紹3D打印產(chǎn)品優(yōu)化創(chuàng)新的流程和要點(diǎn)。其中結(jié)構(gòu)優(yōu)化部分重點(diǎn)介紹拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，通過該技術(shù)能夠獲得最佳的打印材料分布，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能最優(yōu)設(shè)計(jì)和輕量化，同時(shí)節(jié)省打印材料和打印成本，是目前公認(rèn)的可最大化挖掘3D打印制造潛力的優(yōu)化技術(shù)。課程希望通過豐富的原理講解，案例分析，現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)手操作讓學(xué)生能夠了解3D打印從設(shè)計(jì)到制造的整個(gè)過程，達(dá)到掌握和運(yùn)用3D打印技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)，提高學(xué)生思考、解決和探索問題的能力。*課程簡(jiǎn)介（Description）Inrecentyears,3Dprintingtechnologyhasbeendevelopedrapidly.Newprintingmethodemergesinendlessly,3Dprintingisbecomingmoreandmorefast,higherprecision,andhavemoreabundantprintingmaterials.Fromprototypingtodirectmanufacturing,3Dprintingisbecomingadrivingforcefordesigninnovation.Althoughthenewproductionmodeof3Dprintinggiveinnovationnewpower,atthesametime,3Dprintingtechnologystillhasmanylimitationsinuseandtechnologicalshortcomings.Howtoavoidtheshortcomings,fullytaketheadvantageofprintinghasbecomeaproblemthatneedstobeexploredininnovativedesign.Thecourseaimstohelpstudentsunderstandthewholeprocessof3Dprintingfromdesigntomanufacture,apply3Dprintingtechnologytoinnovativedesignandimprovestudents'abilitytothink,solveandexploreproblems.課程教學(xué)大綱（CourseSyllabus）*學(xué)習(xí)目標(biāo)(LearningOutcomes)通過3D打印結(jié)構(gòu)優(yōu)化與創(chuàng)新課程的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生了解和認(rèn)識(shí)3D打印的成型原理與工藝分類，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原理以及優(yōu)化設(shè)計(jì)與3D打印之間的關(guān)系。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)合3D打印的產(chǎn)品創(chuàng)新案例分析與講解，同學(xué)能夠清晰地了解到使用3D打印技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)創(chuàng)新流程，從設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)優(yōu)化，工藝數(shù)據(jù)處理，實(shí)際打印，到最終產(chǎn)品后處理與測(cè)試，介紹覆蓋與3D打印相關(guān)的方方面面，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)打印所需要的流程和知識(shí)結(jié)構(gòu)。結(jié)合課程設(shè)置的實(shí)際的操作實(shí)踐和動(dòng)手設(shè)計(jì)開發(fā)3D打印的相關(guān)產(chǎn)品，培養(yǎng)學(xué)生在創(chuàng)新創(chuàng)造過程中問題發(fā)現(xiàn)的能力，通過軟件的方法和動(dòng)手實(shí)踐的方法解決問題的能力以及通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作獲得更好的方案和問題解決效率的能力。*教學(xué)內(nèi)容、進(jìn)度安排及要求(ClassSchedule&Requirements)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)教學(xué)方式作業(yè)及要求基本要求考查方式3d打印工藝原理和發(fā)展趨勢(shì)2課堂教學(xué)3d打印創(chuàng)新方法和設(shè)計(jì)開發(fā)流程2課堂教學(xué)獲得第一個(gè)3D打印模型，從設(shè)計(jì)到打印2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐3D打印過程實(shí)踐作業(yè)三維數(shù)據(jù)獲取——正向設(shè)計(jì)與逆向掃描2課堂教學(xué)三維掃描原理與操作實(shí)踐2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐優(yōu)化驅(qū)動(dòng)的3d打印產(chǎn)品設(shè)計(jì)2課堂教學(xué)結(jié)合軟件實(shí)踐Inspire結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法與技巧2課堂教學(xué)結(jié)合軟件實(shí)踐3D打印點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2課堂教學(xué)結(jié)合軟件實(shí)踐InspireMotion機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與優(yōu)化2課堂教學(xué)結(jié)合軟件實(shí)踐Inspirestudio融合建模造型設(shè)計(jì)2課堂教學(xué)結(jié)合軟件實(shí)踐3d打印創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)踐2操作實(shí)踐優(yōu)化設(shè)計(jì)作業(yè)3d打印工藝規(guī)劃和設(shè)計(jì)2課堂教學(xué)3d打印設(shè)備操作與工藝實(shí)踐2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐打印結(jié)合傳統(tǒng)制造介紹2課堂教學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品3D打印制造作業(yè)更深入的優(yōu)化與性能驗(yàn)證——Optistruct優(yōu)化分析技術(shù)簡(jiǎn)介2課堂教學(xué)基于3D打印技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用2課堂教學(xué)*考核方式(Grading)3D打印實(shí)踐打分、3D打印結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)作業(yè)打分、考勤*教材或參考資料(Textbooks&OtherMaterials)“solidThinkingInspire優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與工程應(yīng)用”，徐成斌，路明村，張