2022年全省技工院校增材制造设备操作员(建筑材料)竞赛技术文件.docx
- 文档编号:11909499
- 上传时间:2023-04-13
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:41.68KB
2022年全省技工院校增材制造设备操作员(建筑材料)竞赛技术文件.docx
《2022年全省技工院校增材制造设备操作员(建筑材料)竞赛技术文件.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年全省技工院校增材制造设备操作员(建筑材料)竞赛技术文件.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
技工院校增材制造设备操作员(建筑材料)竞赛
技术文件
二0二二年十月
II
目录
一、项目描述 3
(一)项目概要:
3
(二)基本知识与能力要求 3
(三)竞赛时间 6
二、试题与评判标准 6
(一)试题 6
(二)评分细则 7
(三)评判标准 9
三、赛场设施设备安排 9
一、项目描述
(一)项目概要:
增材制造(AM)是工程领域中最新,发展最快的分支之一。
与传统的制造方法不同,在增材制造中,对象是通过逐层添加材料来“构建”的,这可以扩展工程能力并有效地补充车削和铣削加工。
如今,增材制造已应用于所有重要行业,例如建材、能源、交通、航空航天、机械工程等。
本项赛事以“新时代、新技能、新梦想”为主题,弘扬工匠精神,推进战略性新兴产业、高新技术产业发展与传统产业改造提升,基于“碳达峰”和“碳中和”的时代背景,助力国际产能合作和技能创造幸福生活,倡导轻量化和绿色环保设计理念,实现以赛促学、以赛促训、以赛促评、以赛促建,为全面建设社会主义现代化国家提供有力人才保障。
(二)基本知识与能力要求
本赛项是对增材制造设备操作员项目相关技能的展示与评判,选手需掌握操作所必备的理论知识,具有相应的知识、操作水平,包括增材制造设备操作员国家职业技能标准、行业规范、机械知识、安全生产及环保知识等。
该项目分为理论考试、实操竞赛两部分。
命题的评分标准参考了《增材制造设备操作员国家职业技能标准》和世界技能大赛《增材制造》项目的模块化评分方法。
实操竞赛应具备的知识和能力要求如下表:
序号
模块
技能能力要求
相关知识要求
1
增材制造设备
调试与维修
1、能根据增材制造设备常⻅故障⼿册排查故障;
2、能根据增材制造设备故障状态提出合理解决⽅案;
3、能判断增材制造设备故障处理的重要和紧急程度;
4、能完成增材制造设备常⻅故障部件更换;
5、能对增材制造设备各电⼦元器件进⾏定期检查和维护。
1、增材制造设备故障排查⽅法;
2、增材制造设备故障分析与处理⽅法;
3、增材制造设备故障性质判断⽅法;
4、增材制造设备常⻅故障部件更换⽅法;
5、增材制造设备电⼦元器件定期检查和维护要求。
2
增材制造设备
网络部署
1、能利⽤多终端设备对增材制造的全过程实施远程监控;
2、能利⽤“互联⽹+”技术对增材制造设备实施远程控制与操作;
3、能利⽤“互联⽹+”技术实现⽤户远程制作三维数据模型的需求;
4、能利⽤“互联⽹+”技术实现⽤户远程定制打印
件的需求。
1、多终端设备远程监控操作⽅法;
2、互联⽹远程控制与操作增材制造设备的⽅法;
3、互联⽹传输三维数据模型的⽅法;
4、互联⽹实现⽤户远程传输打印件的⽅法。
3
数字样机与
创新设计
1、能识读典型零件工程图及装配图;
2、能熟悉公差与配合知识;
3、能对产品分析与资料搜集,结构设计、草图设计、三维实体设计、曲面设计、虚拟装配、工程图输出;
4、能修复三维模型数据存在的缺陷;
5、能根据要求完成三维模型创建;
6、能根据不同增材制造的⼯艺特点、受⼒要求等对三维模型进⾏形状特点、优化。
技术制图和图纸基础机械结构基础,模型修复部分符合机械设计要求;
生成GB标准的工作图以及相关的书面说明;
应用符合GB标准要求的常规尺寸和公差以及几何尺寸和公差;
4、主流建模软件对三维模型常⻅缺陷修复⽅法;
5、三维模型创建⽅法;
6、三维模型结构优化⽅法。
4
数据处理与
参数设置
1、能准确设定三维扫描参数;
2、能对扫描数据进⾏除杂、降噪、平滑、填补等操作;
3、能完成各种曲⾯、体模型的逆向建模重构;
4、能运⽤软件完成扫描数据及原始数据的⽐对。
1、三维扫描参数设定⽅法;
2、扫描数据除杂、降噪、平滑、填补等操作⽅法;
3、各种曲⾯、实体模型的逆向建模⽅法;
4、运⽤软件⽐对扫描数据及原始数据的⽅法。
5
衍生(轻量化)设计
1、能使用软件对模型进行分析;
2、能了解结构轻量化成形技术的基本原理、工艺特点及应用领域;
3、能了解空心变截面、复杂空间曲面、薄壁高筋、整体化等轻量化结构的先进成形技术;
4、能根据软件平台对不同材料结构给出工艺参数确定、缺陷分析、工艺制定、设备选型、模具结构和典型零件成形工艺等;
5、能对产品结构件等进行轻量化设计。
1、使用工具正确设定性能或空间要求、材料、制造方法和成本约束等参数;
2、增材制造数据修正⽅法;
3、机械加⼯零件质量分析⽅法;
4、增材制造产品成本评估⽅法;
5、能对产品结构件等进行轻量化设计。
6
增材制造
制件成型
1、能使⽤增材制造设备切⽚软件进⾏优化操作;
2、能根据成型要求和设备特点优化设置切⽚参数;
3、能使⽤增材制造设备配套软件实现缩放、旋转、摆放三维模型操作;
4、能使⽤三维建模软件对格式不符的三维模型格式进⾏转换;
5、能使⽤三维建模软件导出三维数据模型,并保存为符合增材制造设备要求的格式;
6、能评估三维模型对增材制造设备成型空间的要求;
7、能使⽤增材制造设备配套软件⽣成⽀撑结构;
8、能选⽤适当的增材制造设备;
9、能将切⽚后的模型导⼊增材制造设备中;
10、能对导⼊增材制造设备中的数字模型进⾏打印操作;
11、能观察并记录增材制造设备温度、湿度等因素对成型的影响;
12、能观察并记录增材制造设备成型情况;
13、能观察并记录增材制造设备打印件附着情况;
14、能根据设计要求⽤量具测量打印件,判断打印件尺⼨合格性;
15、能判断各种打印耗材的成分与材料特性;
16、能根据产品结构要求选⽤打印耗材;
1、增材制造设备切⽚软件的操作优化调整策略;
2、切⽚参数优化设置⽅法;
3、增材制造设备配套软件进⾏缩放、旋转、摆放的⽅法;
4、增材制造设备对三维模型格式的要求;
5、主流三维建模软件的⽂件导出⽅法与保存格式;
6、能评估三维模型对增材制造设备成型空间的要求;
7、能使⽤增材制造设备配套软件⽣成⽀撑结构;
8、能选⽤适当的增材制造设备;
9、相关增材制造设备切⽚软件模型导⼊⽅法;
10、相关增材制造设备切⽚软件模型输出⽅法;
11、不同类型增材制造设备成型要求;
12、检验打印制件质量⽅法;
13、相关量具使⽤⽅法;
14、能判断各种打印耗材的成分与材料特性;
15、能根据产品结构要求选⽤打印耗材;
7
后处理与产品组装
1、能处理打印件上的残余物质及辅助⽀撑结构;
2、能剥离打印模型上的包覆物质;
3、能选择增材制造打印件后期处理环境;
4、能根据需求进⾏打磨、抛光、喷砂、钻孔等物理⽅法后期处理;
5、能根据需求进⾏电镀、喷漆、蒸发等化学⽅法后期处理;
6、能根据需求进⾏切削加⼯后期处理;
7、能对增材制造打印件出现的缺陷进⾏修复;
8、能对打印过程进⾏跟踪析总结,完善设计及成型⼯艺;
9、能按照图样要求组装产品,并保证装配精度要求;
10、能对打印件后期处理过程中产⽣的有害物进⾏处理;
11、能对各打印件进⾏组装。
1、清除⼯具使⽤⽅法;
2、打印模型上包覆物质的剥离⽅法;
3、增材制造打印件后期处理环境要求;
4、打印件后期处理物理⽅法;
5、打印件后期处理化学⽅法;
6、打印件后期处理常⽤设备使⽤⽅法;
7、打印件出现缺陷的修复⽅法;
8、机械加⼯的常⽤⽅法;
9、产品装配的精度要求;
10、打印件后期处理过程中产⽣的有害物处理⽅法;
11、打印件组装⽅法。
8
职业素养
1、遵纪守法,讲究公德;
2、热爱劳动,努⼒⼯作;
3、讲究质量,注重信誉;
4、积极主动,团结协作;
5、严谨规范,⽂明⽣产;
6、爱护设备,安全操作。
1、能规范操作设备;
2、现场的安全、文明生产及安全防护;
3、完成任务的计划性、条理性,以及遇到问题时的应对状况等;
4、爱岗爱业,尊重赛场工作人员,爱惜赛场的设备和器材,保持赛位的整洁。
(三)竞赛时间
理论竞赛60分钟,实操竞赛240分钟。
二、试题与评判标准
(一)试题
根据增材制造设备操作员的岗位要求,结合企业生产实际需求,完成以下实操竞赛内容:
模块一增材制造设备调试与维修
利用赛场提供预设有3~5个故障的增材制造设备(已提前设置好3~5个线路联接、机械装配、参数调试方面故障点),描述故障现象,说明排除故障方式且规范填写相应表格,同时需要实际维修、调试该设备,正确无误维修完成的设备需要用于完成相应3D加工工作。
模块二增材制造设备网络部署
实现分布式打印机部署与应用,实现3D模型的打印、文件的上传与下载等功能。
模块三数字样机与创新设计
使用三维设计软件零件建模、部件装配、表达视图、工程图等模块,根据产品设计图纸创建产品数字样机,根据要求生成产品工程图,输出产品效果图或展示、装拆动画,对提出需要优化结构的零件进行加工工艺上的创新并建模。
模块四数据处理与参数设置通过给定三维扫描设备和相应辅助用品,对指定的金属制造产品实物进行三维数据采集和数据处理。
模块五衍生(轻量化)设计
针对金属制造产品,根据设计要求判断并添加设计保留区域、障碍区域,根据产品实际应用场合,判断并添加载荷、约束条件,根据实际选择合理的材料及加工方式,使用衍生式设计工具得出关键零部件轻量化设计结果。
模块六增材制造制件成型
任务一理解增材制造方法的原理与优势,根据不同零部件的加工要求和适合的加工方法,正确选择增材制造技术打印相应的零部件(其中至少1个零部件需要采用维修、调试完成的FDM3D打印完成)。
会操作设备并设置合理的加工参数,使用增材制造方式完成零部件的加工制造。
任务二增材制造:
通过衍生(轻量化)设计后的产品,选择正确的设备对其制件成型。
模块七后处理与产品组装
对加工件进行适当的后处理,根据日常知识和所提供的产品装配示意图,使用相关工具组装出完整的产品,产品能实现既定的功能。
模块八职业素养
1.规范操作设备;
2.现场的安全、文明生产及安全防护;
3.完成任务的计划性、条理性,以及遇到问题时的应对状况等;
4.尊重赛场工作人员,爱惜赛场的设备和器材,保持赛位的整洁。
(二)评分细则
参赛选手的成绩评定包括理论知识占总成绩的20%、实践操作占总成绩的80%。
1、理论知识
理论知识满分100分。
2、实践操作评分标准及分值
实践操作成绩根据选手在规定的时间内,完成工作任务的情况,满分100分,具体组成:
模块
要求
内容
分值
权重
增材制造设备调试与维修
利用赛场提供预设有3~5个故障的FDM3D打印(已提前设置好3~5个线路联接、机械装配、参数调试方面故障点),描述故障现象,说明排除故障方式且规范填写相应表格,同时需要实际维修该设备,正确无误维修完成的设备需要用于完成相应3D加工工作
每个故障的排除1~2分
8
10%
正确填写排除故障表格
2
增材制造设备网络部署
实现分布式打印机部署与应用,实现3D模型的打印、文件的上传与下载等功能。
实现分布式打印机部署与应用
8
8%
数字样机与创新设计
使用三维设计软件零件建模、部件装配、表达视图、工程图等模块,根据产品设计图纸创建产品数字样机,根据要求生成产品工程图,输出产品效果图或展示、装拆动画,对提出需要优化结构的零件进行加工工艺上的创新并建模。
装配爆炸工程图
4
20%
拆装动画
4
运动仿真
4
结构优化与创新
5
渲染的轴测图
3
数据处理与参数设置(任务二选一,评分根据选手选择的具体任务进行评分)
任务一金属增材制造:
通过给定三维扫描设备和相应辅助用品,对指定的金属制造产品实物进行三维数据采集和数据处理。
STL文件、点云文件
3
10%
数据完整度
5
渲染图片效果
2
任务二模具制造:
通过给定三维扫描设备和相应辅助用品,对指定的模具制造实物进行三维数据采集和数据处理。
STL文件、点云文件
3
数据完整度
5
渲染图片效果
2
衍生(轻量化)设计(任务二选一,评分根据选手选择的具体任务进行评分)
任务一金属增材制造:
针对金属制造产品,根据设计要求判断并添加设计保留区域、障碍区域,根据产品实际应用场合,判断并添加载荷、约束条件,根据实际选择合理的材料及加工方式,使用衍生式设计工具得出关键零部件轻量化设计结果。
根据要求完成指定机构的分析计算;根据要求完成产品关键部件的优化设计
10
10%
任务二模具制造:
针对模具制造,根据设计要求判断并添加设计保留区域、障碍区域,根据产品实际应用场合,判断并添加载荷、约束条件,根据实际选择合理的材料及加工方式,使用衍生式设计工具得出关键零部件轻量化设计结果。
根据要求完成指定机构的分析计算;根据要求完成产品关键部件的优化设计
10
增材制造制件成型(任务一为必做题,在任务二、三中,自选一题)
任务一理解增材制造方法的原理与优势,根据不同零部件的加工要求和适合的加工方法,正确选择增材制造技术打印相应的零部件(其中至少1个零部件需要采用维修、调试完成的FDM3D打印完成)。
会操作设备并设置合理的加工参数,使用增材制造方式完成零部件的加工制造。
3D打印零件的完整性
12
32%
3D打印质量:
打印不精细、表面粗糙、断层、错层、支撑去除不完整、翘边、打印模型变形等情况酌情扣分
10
任务二金属增材制造:
通过衍生(轻量化)设计后的产品,选择正确的设备对其制件成型。
成型质量
10
任务三模具制造:
通过衍生(轻量化)设计后的产品,选择正确的设备对指定的模具制造制件成型。
成型质量
10
后处理与产品组装
对加工件进行适当的后处理,根据日常知识和所提供的产品装配示意图,使用相关工具组装出完整的产品,产品能实现既定的功能
工件后处理
2
10%
产品组装
4
实现功能
4
职业素养
选手在赛场综合素养表现
现场的安全、文明生产及安全防护
倒扣分
注:
上述模块的配分会根据赛题具体工作量的大小做适当调整。
(三)评判标准
成绩并列:
当出现选手总成绩并列时,以实操技能分为评定准则,优选模块七得分高的选手成绩进行排名;若模块七成绩相同,则优选模块六得分高的选手成绩进行排名,依次类推。
三、赛场设施设备安排
赛场提供统一配置的比赛设备和备用设备,由志杭科技统一提供。
设备基本配置如下:
序号
名称
型号及规格
数量
备注
1
计算机
每工位配备1台,基本配置处理器i7及以上,内存≥16G,硬盘≥100G,独立显卡,19寸及以上显示器
1台/人
2
FDM增材制造设备(调试与维修设备)
设备型号为ZH-DS-03,性能参数如下:
1.打印技术:
熔融堆积(FDM)
2.打印尺寸:
355×315×400mm
3.喷嘴直径:
0.4mm(0.2-0.8mm任意可选)
4.喷嘴温度:
300℃
5.支持喷头数量:
1个。
6.喷头:
模块化结构,可拆卸磁吸式喷头,便于维护
7.供料方式:
近端送料,双电机供料,实现一键式自动进退料
8.操作屏幕:
7寸全彩触摸屏
9.打印精度:
层高:
0.05-0.4mm可选.
10.支持UPS不间断电源,停电后可继续打印
11.打印方式:
支持USB连接或U盘脱机打印
12.打印速度:
10-150mm/s。
13.耗材类型:
PLA,ABS,TPU,PA等
14.具备语音播报、提醒功能;
15.可一键点选打印完是否自动关机;
16.断料检测报警保护系统,出现断料情况设备将报警提示换料,确保打印顺利。
17.具有安全保护装置,打印机打印过程中打开前门,为保证安全打印头会停止,关上打印门后,可继续打印。
1台/人
3
FDM增材制造设备
设备型号为ZH-DS-01,性能参数如下:
1.打印技术:
熔融堆积(FDM)
2.喷嘴直径:
0.4mm(0.2~0.5mm任意可选)
3.操作屏幕:
7寸全彩触摸屏
4.支持语言:
中/英
5.打印尺寸:
≥320×280×280mm
6.精度:
层高:
0.05~0.4mm可选;XY轴定位:
0.01mm;Z轴定位:
0.0025mm,并具有抱死功能,保证平台绝对位置
7.打印方式:
支持USB连接或SD卡脱机打印
8.打印速度:
10~150mm/s;XY轴运动速度:
18000mm/s;Z轴运动速度:
1700mm/s
9.耗材类型:
PLA,ABS等
10.配套切片软件
11.配套工具:
一字螺丝刀、十字螺丝刀、模型铲、砂纸、锉刀、斜口钳、U盘、胶水
1台/人
4
光固化增材制造设备
设备型号为ZH-DS-11,性能参数如下:
1.光源:
UVLED120W平行光源
2.打印原理:
LCD成型技术
3.像素尺寸:
0.05×0.05mm
4.打印精度:
0.05mm
5.打印厚度:
0.025~0.1mm
6.成型尺寸:
192×120×250mm
7.分辨率:
3840×2400像素
8.支持耗材:
光敏树脂
9.耗材:
(液体)
10.电源要求:
AC220(110-240V50/60Hz)DC24V
11.文件格式:
OBJ,STL,AMF,3MF,BMP,JPG,TIF,GIF等
12.界面:
5.0寸触控屏
13.连接方式:
USB,WIFI,网线
14.打印速度:
1~3秒/层
15.电源支持:
AC220(110-240V50/60Hz)DC24V
16.配套工具:
塑料铲子、U盘、内六角、橡胶手套、口罩、过滤网、偏口钳
1台/人
5
金属增材制造设备
设备型号为IGAM-I,性能参数如下:
1.成型空间:
≥150mm×150mm×128mm。
2.工作腔安全系统:
电动开合工作腔,防误操作打开成型室,上掀式结构,操作空间便捷灵活安全。
3.成型监控:
CCD视频监控,温度探头实时采集温度;成型过程可以实时检测制件并回看。
具有增材制造设备的光路系统。
4.粉末管理系统:
双送粉系统、往返式铺粉,打印层厚可调;节省材料,具有金属粉末快速成型机,提供激光粉末快速成形机精量铺粉装置;具有基于中频电磁加热原理的高温金属3D打印机及打印方法;具有一种电推杆掀盖密封机构,满足密封的自动掀盖要求。
5.软件系统:
(1)实时切片功能:
直接读取STL文件,并实时显示切片截面;三维模型实时显示功能:
STL文件可视化,具有旋转、平移、缩放等图形变换功能;STL文件容错切片技术,可自动对有错误的STL模型进行修复,不需另配纠错软件和人工纠错;
(2)不少于6种扫描方式,完美解决SLM打印工艺问题;兼容SLM/SLS工艺3D打印机;I/O控制阀体及继电器实时显示功能;模拟量采集实时处理显示功能;
(3)一键自动添加打印件所需支撑,且支撑参数可调;具备离线编制工艺卡片功能,可根据不同零件编排不同工艺;
(4)具备模型修复、多零件自动摆放、添加支撑、分层切面及路径规划等功能,可以满足用户对模型的前处理需求,将控制设备平台集成,防止在模型或切片数据传输过程中发生的错误问题,导致打印失败;
(5)具备工艺卡单独保存功能及分享功能,可从其他软件进行工艺查看及学习;在打印过程中可以实时查看打印当前层数截面信息;具备打印时间预估功能。
按赛场需求配置
6
全彩桌面三维扫描仪
设备型号为ZH-Scan-Z,性能参数如下:
1.扫描范围:
转台双轴全自动扫描:
220×160×160mm,专业扫描≤1300×1300×1300mm
2.扫描速度:
单幅扫描:
小于6s,单片扫描速度:
小于0.2s
3.扫描模式:
转台扫描(转台自动扫描,标记点拼接,转台标志点拼接,手动拼接)、自由扫描(特征拼接,标记点拼接,手动拼接)、多轴扫描(无需贴点,无需翻转,无死角扫描)
4.多轴扫描:
无需贴点、无需翻转、平面360°俯仰角120°全自动扫描
5.扫描精度:
单幅精度高于等于0.03mm
6.点距:
0.05mm~0.2mm
7.分辨率:
300万像素
8.光源:
LED冷光(人眼安全)
9.拍摄距离:
200~600mm
10.输出格式:
STL,ASC,OBJ,PLY,VTX,OFF,ZH
11.全自主开发软件:
包括三维数据采集、全自动拼接、后处理等功能
12.设备尺寸:
≤788×240×279mm
13.设备重量:
≤2.1kg
14.转台承受重量:
≤5kg
1台/人
7
工业软件
Inventor2021(中文版)、Fusion360(中文版)三维设计软件平台,功能如下:
1.能继承二维历史设计图纸数据,并提供进一步的编辑工具,实现二维设计数据向三维设计数据的转化
2.能兼容配套企业的提供的三维设计数据
3.提供拉伸、旋转、放样、扫掠、打孔等常规特征建模功能,通过对特征、草图的动态修改,快速实现实时的设计修改
4.具有曲面设计能力,支持实体与曲面混合建模
5.支持高效参数化设计,具有参数化设计能力,参数名可使用中文;支持通过Excel存储设计参数,并可通过关联Excel的方式将参数写入模型
6.包含常用的GB零件库,并具有自定义零件库功能,支持标准化设计与系列化产品开发
7.能通过参数化工具对阶梯轴、直齿轮、锥齿轮、带传动、凸轮等传动件进行快速设计
8.包含专业设计工具,具备钣金零件、焊接组件的设计能力
9.包含三维管线设计能力,具有三维布线、三维布管的设计能力
10.具有输出符合GB要求的工程图的能力
11.具有输出产品的效果图、工作原理动画、部件装拆动画的能力
12.包含仿真分析模块,能对模具制造进行运动仿真与应力分析
13.具有拓扑优化功能,可根据零件的工况,优化零部件的形状(拓扑结构),并实时进行强度仿真分析,以实现零件轻量化设计
14.具有云计算模块,可通过衍生式设计方法实现智能设计优化
15.具有辅助制造模块,可模拟加工轨迹,生成加工代码,完成产品数控加工
16.具有虚拟装配模块,可规划装配工序,添加装配技术要求、添加零件装配过程中关键重点的文字描述及相关工具,能检验装配过程的干涉等问题,输出装配工艺动画
每工位1套(安装于计算机)
8
其它
GeomagicDesignX2020
GeomagicWrap2021
配套增材制造切片软件
配套工具及耗材
注:
1、表中设备的型号数量可能随着报名情况和赛场筹备情况发生变化。
2、选手需自备无任何参赛选手单位信息的工作服(包括任何形式的文字、图案等)及劳保用具,赛场不负责提供。
12
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 全省 技工 院校 制造 设备 操作员 建筑材料 竞赛 技术 文件
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)