2018金磚+大賽之第二屆“3D打印造型技術(shù)（中職組）”賽項(xiàng)技術(shù)規(guī)程（精簡(jiǎn)版）
企學(xué)研
2019-03-03 16:43
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一、競(jìng)賽項(xiàng)目
賽項(xiàng)編號(hào)：JZ-001
賽項(xiàng)名稱：3D打印造型技術(shù)
賽項(xiàng)組別：中職組
賽項(xiàng)歸屬產(chǎn)業(yè)：先進(jìn)裝備制造業(yè)
賽項(xiàng)類型：國(guó)際級(jí)競(jìng)賽
二、競(jìng)賽目的
本項(xiàng)賽事是在金磚國(guó)家“深化金磚伙伴關(guān)系，開(kāi)辟更加光明未來(lái)”的時(shí)代背景下開(kāi)展的一項(xiàng)大型賽事，通過(guò)成員國(guó)之間的交流合作，在金磚五國(guó)和一帶一路范圍內(nèi)促進(jìn)3D打印技術(shù)應(yīng)用，推動(dòng)3D打印技術(shù)與創(chuàng)新創(chuàng)意結(jié)合。賽事體現(xiàn)了科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的要求，推動(dòng)賽事成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合，以創(chuàng)新引領(lǐng)創(chuàng)業(yè)、以創(chuàng)業(yè)帶動(dòng)就業(yè)，培養(yǎng)造就“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的生力軍。
三、競(jìng)賽內(nèi)容
競(jìng)賽內(nèi)容分為預(yù)選賽和決賽。
（一）預(yù)選賽
預(yù)選賽為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作將以任務(wù)書形式公布，時(shí)長(zhǎng)為5小時(shí)，具體說(shuō)明如下：
任務(wù)1：三維建模。根據(jù)圖紙要求完成產(chǎn)品的三維數(shù)據(jù)建模。該模塊主要考核選手的三維建模能力。
任務(wù)2：產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。利用給定樣品，按給定要求對(duì)樣品中部分結(jié)構(gòu)或零件進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。該模塊主要考核選手應(yīng)用綜合知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。
任務(wù)3：產(chǎn)品3D打印與后處理。選手根據(jù)任務(wù)2創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的三維模型數(shù)據(jù)和賽場(chǎng)提供的3D打印機(jī)及軟件，對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和加工。主要考核選手利用3D打印機(jī)以最佳路徑和方法按時(shí)高質(zhì)量完成指定產(chǎn)品加工任務(wù)。并考核選手3D打印模型后期處理等方面的能力。
任務(wù)4：職業(yè)素養(yǎng)。主要考核競(jìng)賽隊(duì)在本競(jìng)賽過(guò)程中的以下方面：
①設(shè)備操作的規(guī)范性；
②工具、量具的使用；
③現(xiàn)場(chǎng)的安全、文明生產(chǎn)；
④完成任務(wù)的計(jì)劃性、條理性以及遇到問(wèn)題時(shí)的應(yīng)對(duì)狀況等。
（二）決賽
決賽分為兩個(gè)階段，第一階段為原創(chuàng)設(shè)計(jì)階段，第二階段為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作階段。原創(chuàng)設(shè)計(jì)階段時(shí)間為1個(gè)月，加上答辯環(huán)節(jié)分值比例為30%；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作階段以任務(wù)書形式公布，分值比例為70%。具體要求如下：
1.第一階段：原創(chuàng)設(shè)計(jì)階段
（1）原創(chuàng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽主題：?jiǎn)栴}解決+創(chuàng)意設(shè)計(jì)
各參賽隊(duì)按照競(jìng)賽主題，尋找生產(chǎn)、生活中的實(shí)際技術(shù)問(wèn)題，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)與明確問(wèn)題、制定設(shè)計(jì)方案、制作模型或原型、技術(shù)試驗(yàn)、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案等技術(shù)設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，自行設(shè)計(jì)和制造參賽作品；要求作品具有一定的創(chuàng)新功能與運(yùn)動(dòng)功能，且結(jié)構(gòu)完整，作品由多個(gè)零件組成，組成參賽作品的零部件80%以上應(yīng)為3D打印件，鼓勵(lì)使用先進(jìn)理論和先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
所提交作品須為原創(chuàng)且沒(méi)在其他相關(guān)賽事中獲獎(jiǎng)，如出現(xiàn)雷同，相關(guān)參賽作品將計(jì)零分。
（2）具體內(nèi)容、成果形式與考核點(diǎn)如下表：
| 具體內(nèi)容 |
成果形式 |
考核點(diǎn) |
| 作品創(chuàng)意說(shuō)明 |
作品說(shuō)明書及答辯PPT |
1.功能和結(jié)構(gòu)；2.使用價(jià)值；3.節(jié)約成本；4.人性化設(shè)計(jì)；5.團(tuán)隊(duì)合作；6.事故預(yù)防；7.環(huán)保；8.創(chuàng)新性 |
| 展板設(shè)計(jì)與制作 |
展板 |
創(chuàng)意設(shè)計(jì)表達(dá)能力 |
| 作品 |
實(shí)物或者模型 |
設(shè)計(jì)成果的物化能力 |
| 作品設(shè)計(jì)過(guò)程視頻 |
視頻文件
（5分鐘以內(nèi)視頻） |
1.發(fā)現(xiàn)與明確問(wèn)題；2.制定設(shè)計(jì)方案；3.制作模型或原型；4.技術(shù)試驗(yàn)；5.優(yōu)化設(shè)計(jì)方案 |
| 聲明及授權(quán) |
作品原創(chuàng)性聲明；
作品版權(quán)使用授權(quán)書。 |
|
（3）成果提交
①成果說(shuō)明部分以電子文件形式提交，成果要求如下三項(xiàng)：
A.作品說(shuō)明書格式為word電子文檔，答辯PPT為powerpoint電子文檔;
B.展板規(guī)格幅面為A3、精度300dpi、jpg格式;
C.視頻文件采用MP4格式，分辨率720×576（4:3）或1024×576（16:9）；
三個(gè)成果電子版預(yù)選賽報(bào)到時(shí)按照組委會(huì)要求提交。
②成果實(shí)物及相關(guān)文件提交方式
A.原創(chuàng)設(shè)計(jì)作品實(shí)物由各參賽隊(duì)帶到比賽現(xiàn)場(chǎng)；
B.展板實(shí)物由各參賽隊(duì)帶到比賽現(xiàn)場(chǎng)；
C.作品原創(chuàng)性聲明和作品版權(quán)使用授權(quán)書經(jīng)本人及相關(guān)單位簽字蓋章后由各參賽隊(duì)帶到比賽現(xiàn)場(chǎng)。
2.第二階段：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作階段
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作將以任務(wù)書形式公布，時(shí)長(zhǎng)為5小時(shí)，具體說(shuō)明如下：
任務(wù)1：三維建模。根據(jù)圖紙要求完成產(chǎn)品的三維數(shù)據(jù)建模。該模塊主要考核選手的三維建模能力。
任務(wù)2：產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。利用給定樣品，按給定要求對(duì)樣品中部分結(jié)構(gòu)或零件進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。該模塊主要考核選手應(yīng)用綜合知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。
任務(wù)3：產(chǎn)品3D打印與后處理。選手根據(jù)任務(wù)2創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的三維模型數(shù)據(jù)和賽場(chǎng)提供的3D打印機(jī)及軟件，對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和加工。主要考核選手利用3D打印機(jī)以最佳路徑和方法按時(shí)高質(zhì)量完成指定產(chǎn)品加工任務(wù)。并考核選手3D打印模型后期處理等方面的能力。
任務(wù)4：職業(yè)素養(yǎng)。主要考核競(jìng)賽隊(duì)在本競(jìng)賽過(guò)程中的以下方面：
①設(shè)備操作的規(guī)范性；
②工具、量具的使用；
③現(xiàn)場(chǎng)的安全、文明生產(chǎn)；
④完成任務(wù)的計(jì)劃性、條理性以及遇到問(wèn)題時(shí)的應(yīng)對(duì)狀況等。
四、競(jìng)賽方式
（一）競(jìng)賽采用團(tuán)體賽方式， 根據(jù)報(bào)名情況設(shè)綜合強(qiáng)化培訓(xùn)、預(yù)選賽、決賽三個(gè)部分，決賽不超過(guò)30支團(tuán)隊(duì)。綜合強(qiáng)化培訓(xùn)、預(yù)選賽日程另行通知。
（二）競(jìng)賽隊(duì)伍組成：每支參賽隊(duì)由3名在校生組成，指定1人為隊(duì)長(zhǎng)，并設(shè)不超過(guò)2名指導(dǎo)教師。設(shè)領(lǐng)隊(duì)教師1名。
（三）預(yù)選賽結(jié)束后，組委會(huì)將在大賽官方信息發(fā)布平臺(tái)上發(fā)布晉級(jí)決賽參賽隊(duì)名單。
（四）統(tǒng)一編制賽位號(hào)，參賽隊(duì)到賽項(xiàng)指定地點(diǎn)接受檢錄并抽簽決定賽位號(hào)，然后在對(duì)應(yīng)的賽位上完成競(jìng)賽規(guī)定的工作任務(wù)。賽位號(hào)由參賽選手抽取。
五、技術(shù)規(guī)范
競(jìng)賽主要有“原創(chuàng)設(shè)計(jì)”與“現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作”兩部分內(nèi)容。
（一）原創(chuàng)設(shè)計(jì)
展板設(shè)計(jì)：利用平面設(shè)計(jì)軟件，用1張展板形式表現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)方案。展板規(guī)格幅面為A3，精度300dpi，jpg格式。以產(chǎn)品渲染圖為視覺(jué)中心，包含產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)要說(shuō)明、產(chǎn)品色彩方案和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解圖（爆炸圖）等圖文內(nèi)容。展板要求整體布局合理、效果漂亮，圖文信息清晰直觀，層次分明。
實(shí)物或模型：最大尺寸范圍為500mm×500mm×500mm。
（二）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作
1.產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì):結(jié)合模具成型、產(chǎn)品構(gòu)造等機(jī)械制造專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行指定產(chǎn)品零件（特別是外觀塑料件）的創(chuàng)新設(shè)計(jì),要求滿足3D打印成型工藝、強(qiáng)度、裝配等指定的技術(shù)要求。
2.樣品3D打印加工：導(dǎo)入創(chuàng)新設(shè)計(jì)的三維零件數(shù)據(jù)模型文件至賽場(chǎng)提供的3D打印設(shè)備配套的編程軟件中，進(jìn)行產(chǎn)品零件的3D打印工藝設(shè)計(jì)。選擇工作參數(shù)，進(jìn)行指定產(chǎn)品零件的3D打印制作。打印制作完成后，剝離產(chǎn)品的支撐材料，進(jìn)行產(chǎn)品的表面適當(dāng)?shù)暮筇幚?。一個(gè)零件如果分件制作，應(yīng)完成必要的粘結(jié)（不同零件不允許相互粘結(jié)）。
本賽項(xiàng)要求具有的知識(shí)點(diǎn)、基礎(chǔ)技術(shù)要求和技能要求為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、三維軟件應(yīng)用、三維打印設(shè)備應(yīng)用等課程實(shí)訓(xùn)所涵蓋的內(nèi)容。
本賽項(xiàng)要求掌握的操作規(guī)程為競(jìng)賽指定設(shè)備所規(guī)定安全操作規(guī)程，詳見(jiàn)三維掃描儀使用操作說(shuō)明書。
六、技術(shù)平臺(tái)
圖1 平臺(tái)示意圖
（一）軟件平臺(tái)
1.操作系統(tǒng)：MS-Windows；
2.文字處理軟件：MS-Office 2010；
3.設(shè)計(jì)軟件： 3DOne Plus建模軟件;
4.3D打印軟件系統(tǒng)：EinStart 3D STAR打印系統(tǒng)。
（二）設(shè)備器材
1.賽場(chǎng)提供統(tǒng)一品牌計(jì)算機(jī)。最低配置為：
（1）主板：華碩H110
（2）顯卡：2G獨(dú)顯/710
（3）CPU：i5/6130
（4）內(nèi)存：4G/金斯頓2133
（5）顯示器：一體機(jī)23寸。
2.比賽用3D打印機(jī)EinStart-S主要參數(shù)如下：
| 技術(shù)指標(biāo) |
打印尺寸 |
160×160×160mm(L×W×H) |
| 噴頭數(shù)量 |
1 |
| 層分辨率 |
0.1-0.4mm |
| 垂直構(gòu)建速度 |
最大24mm³/h |
| 噴嘴直徑 |
0.4mm |
| 打印耗材 |
PLA環(huán)保線材 |
| 耗材直徑 |
1.75mm |
| 外形尺寸 |
300×320×390mm |
| 通用性要求 |
支持的系統(tǒng)：Windows7, 8, 10
支持的文件類型：STL、GSD |
比賽用的加工附品：
（1）500克裝PLA耗材1卷。
（2）油灰刀+手套：從打印平臺(tái)取下模型；
（3）尖嘴鉗+斜口鉗+木工雕刻刀：剝離支撐材料用
（4）內(nèi)六角扳手：設(shè)備維修拆裝用；
（5）讀卡器+TF卡：可將3D數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)；
（6）數(shù)據(jù)線：可將3D數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)；
（7）提供A4紙+簽字筆（供書寫討論用，比賽結(jié)束不允許帶走）；
（8）量具：0-150mm游標(biāo)卡尺1把。
七、 成績(jī)?cè)u(píng)定
本賽項(xiàng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)按預(yù)選賽、決賽競(jìng)賽任務(wù)分述如下：
（一）評(píng)分指標(biāo)體系
預(yù)選賽評(píng)分指標(biāo)體系
| 比賽內(nèi)容 |
考核指標(biāo) |
比例 |
| 三維建模 |
根據(jù)圖紙完成產(chǎn)品三維建模 |
30% |
| 創(chuàng)新設(shè)計(jì) |
產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì) |
30% |
| 3D打印 |
產(chǎn)品3D打印與后處理 |
35% |
| 職業(yè)素養(yǎng) |
5% |
決賽評(píng)分指標(biāo)體系
| 比賽內(nèi)容 |
考核指標(biāo) |
比例 |
| 創(chuàng)意答辯 |
功能和結(jié)構(gòu)、使用價(jià)值、節(jié)約成本、人性化設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)合作、事故預(yù)防、環(huán)保與創(chuàng)新性 |
30% |
| 三維建模 |
根據(jù)圖紙完成產(chǎn)品三維建模 |
20% |
| 創(chuàng)新設(shè)計(jì) |
產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì) |
20% |
| 3D打印 |
產(chǎn)品3D打印與后處理 |
25% |
| 職業(yè)素養(yǎng) |
5% |
（二）各競(jìng)賽任務(wù)考核要點(diǎn)
| 任務(wù) |
評(píng)分要點(diǎn) |
| 創(chuàng)意答辯 |
主要考察選手第一階段創(chuàng)意設(shè)計(jì)作品的功能和結(jié)構(gòu)、使用價(jià)值、節(jié)約成本、人性化設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)合作、事故預(yù)防、環(huán)保與創(chuàng)新性。 |
| 三維建模 |
主要考察選手識(shí)讀產(chǎn)品三視圖，以及根據(jù)產(chǎn)品三視圖繪制產(chǎn)品三維數(shù)字模型的能力。 |
| 產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì) |
產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì):結(jié)合模具成型、產(chǎn)品構(gòu)造等機(jī)械制造專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行指定產(chǎn)品零件（特別是外觀塑料件）的創(chuàng)新設(shè)計(jì),要求滿足3D打印成型工藝、強(qiáng)度、裝配等指定的技術(shù)要求。 |
| 產(chǎn)品3D打印與后處理 |
導(dǎo)入“產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”的數(shù)據(jù)模型文件至賽場(chǎng)提供的3D打印設(shè)備配套的操作軟件中，進(jìn)行產(chǎn)品零件的工藝設(shè)計(jì)及加工程序的編制。利用已經(jīng)編制的加工程序，選擇工作參數(shù)，進(jìn)行創(chuàng)意產(chǎn)品外觀零件的加工制作。主要考核選手3D打印設(shè)備加工的準(zhǔn)備、加工參數(shù)的設(shè)定、模型制作工藝性等3D打印設(shè)備加工綜合能力的考察。
打印完成后，剝離產(chǎn)品的支撐材料，進(jìn)行產(chǎn)品的表面打磨加工并與產(chǎn)品原件進(jìn)行裝配測(cè)試。 |
| 職業(yè)素養(yǎng) |
主要考察設(shè)備操作的規(guī)范性，處理完成后工件與工具安裝與擺放、加工后設(shè)備清理保養(yǎng)以及加工時(shí)是否有事故等要素。 |
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