当当正版 增材制造模型设计(高级) 高志华 周强 王志强 9787111713456 机械工业出版社

前　言
增材制造技术被列入“十四五”战略性新兴产业的科技前沿技术，是推动智能制造的关键技术。产业
发展靠人才，人才培养靠教育。为了更好地发挥职业教育作用，服务国家战略，根据国务院出台的《国家
职业教育改革实施方案》（简称职教 20条），启动了“学历证书  若干职业技能等级证书”（简称 
1 X证书）制度试点工作，以期更好地对接行业企业对技术技能型人才需求，不断提升技术技能型人才培
养质量，为产业转型升级储备高素质复合型技术技能人才。
增材制造模型设计职业技能等级证书主要面向增材制造模型设计领域的产品设计与制造、设备制造与
维修、行业应用、技术服务和衍生服务等企业的产品设计、增材制造工艺设计、增材制造设备操作、质量
与生产管理等岗位，持证人员可从事三维建模、数据处理、产品优化设计、增材制造工艺制订、 3D打印件
制作、产品质量分析检测等工作，也可从事增材制造技术推广、实验实训和 3D打印教育科普等工作。
为支持增材制造模型设计职业技能等级证书培训与考核，由北京赛育达科教有限责任公司组织，相关院校和企业的技术专家参与，共同开发了系列教材。该系列教材的特点是针对证书标准和考核要求，采取“项目引领、任务驱动”设计内容结构，通过知识点、案例、实际操作的有机结合，强化学生对增材制造技
术的理解，培养学生的实际应用和实践能力。
本书具有以下特色： 

1.紧扣证书标准要求，以“流程”为脉络设计任务
内容对应增材制造模型设计高级证书的设计部分，在编写过程中，从增材制造模型设计应用能力要求出发，依据产品开发流程设计任务，强化技术应用，使学生可在较短的时间内获得增材制造模型设计高级证书设计部分的应用能力。 
2.精选技能大赛赛题及经典案例，设计思路具有代表性
三维数据采集与逆向设计部分案例选取了全国职业院校技能大赛“工业设计技术”赛项赛题，结构优化设计部分案例选取了全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛赛题，综合案例选取了一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛“3D打印造型技术”赛项经典案例。 
3.校企合作，共同开发立体化教材
在教材开发过程中，得到了安徽三维天下科技股份有限公司、杭州中测科技有限公司的支持，邀请了工程技术人员参与教材案例选取、立体化资源的建设工作。 
4.精选职业素养案例，提升学生的综合技能和职业素养
精选融入科研精神、劳模精神、大国工匠、职业素养、创新意识等元素的案例，引导学生坚定技能报国的理想信念，传承工匠精神，提升综合技能和职业素养。 
5.数字化资源丰富，方便学生学习
教材附有多媒体教学课件，配有设备操作、案例实施方面的微课视频，以及案例和练习的数据模型，
以方便学生自主学习和练习。

本书编写团队由一线骨干教师和企业资深技术人员组成，由高志华、周强、王志强主编。本书在编写
过程中得到了河南工业职业技术学院朱成俊教授有益的建议和意见，安徽三维天下科技股份公司和杭州中
测科技有限公司的技术人员为本书提供了专业的指导和帮助，在此一并表示感谢！
由于编者水平有限，书中难免存在不当之处，恳请读者予以批评指正。
编　者　　

本书是1 X增材制造模型设计职业技能等级证书标准的课证融通教材，内容对应增材制造模型设计高级证书的设计部分。书中从增材制造模型设计应用能力要求出发，依据产品开发流程设计任务，主要包括产品结构设计概述、三维逆向数据采集与处理、三维逆向模型重构、产品结构优化设计、三维模型可视化、三维数字化检测等，旨在培养学生完成增材制造模型结构设计、数据采集与处理、逆向设计、模型可视化与数字化检测等工作任务的能力。
本书采用“校企合作”模式，同时运用了“互联网 ”形式，书中选取了典型案例和全国职业院校技能大赛*新赛题，为重要知识点设置了二维码，数字化资源丰富，并融入了职业素养内容，具有鲜明的实用性、职业性与实践性，使学生可在较短的时间内获得增材制造模型设计高级证书设计部分的应用能力。
本书可供职业院校机械、机电、模具、汽车等相关专业开展书证融通、进行模块化教学及考核评价使用，也可供从事材料成形及控制工程、模具设计与制造等领域工作的工程技术人员参考。
为便于教学，本书配套有电子课件、微课视频、习题库等教学资源，凡选用本书作为授课教材的教师可登录www.cmpedu.com注册后免费下载。

本书是1 X增材制造模型设计职业技能等级证书标准的课证融通教材，内容对应增材制造模型设计高级证书的设计部分。书中从增材制造模型设计应用能力要求出发，依据产品开发流程设计任务，主要包括产品结构设计概述、三维逆向数据采集与处理、三维逆向模型重构、产品结构优化设计、三维模型可视化、三维数字化检测等，旨在培养学生完成增材制造模型结构设计、数据采集与处理、逆向设计、模型可视化与数字化检测等工作任务的能力。
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本书可供职业院校机械、机电、模具、汽车等相关专业开展书证融通、进行模块化教学及考核评价使用，也可供从事材料成形及控制工程、模具设计与制造等领域工作的工程技术人员参考。
为便于教学，本书配套有电子课件、微课视频、习题库等教学资源，凡选用本书作为授课教材的教师可登录www.cmpedu.com注册后免费下载。

目　录
前言
二维码索引
项目 1产品结构设计概述 1 
1.1 产品结构设计的概念和基本原则 1 
1.2 产品结构设计的基本要求和设计准则 
2小结6
课后练习与思考 7
素养园地 7
项目 2三维逆向数据采集与处理 8 
2.1 三维逆向数据采集 8 
2.1.1 数据采集流程 8 
2.1.2 遥控电动汽车数据采集（2021年全国职业院校技能大赛赛题） 16 
2.1.3 直柄起子机数据采集（2020年全国职业院校技能大赛改革试点赛赛题） 18 
2.2 三维数据处理 20 
2.2.1 Geomagic Wrap软件操作方法 20 
2.2.2 遥控电动汽车数据处理方法 24 
2.2.3 直柄起子机数据处理方法 31小结 36课后练习与思考 36课后拓展 36素养园地 37
项目 3三维逆向模型重构 38 
3.1 Geomagic Design X软件基本操作 38 
3.1.1 Geomagic Design X软件界面介绍 38 
3.1.2 Geomagic Design X软件常用功能介绍 42 
3.2 遥控电动汽车模型三维重构 44 
3.2.1 遥控电动汽车模型三维重构案例说明 44 
3.2.2 遥控电动汽车模型三维重构基本流程 45 
3.3 直柄起子机模型三维重构 77 
3.3.1 直柄起子机模型三维重构案例说明 77 
3.3.2 直柄起子机模型三维重构基本流程 78小结 95 
目录
课后练习与思考 95课后拓展 96素养园地 96
项目 4产品结构优化设计 97 
4.1 结构优化设计 97 
4.1.1 结构优化设计的类型和软件应用 97 
4.1.2 结构优化设计应用案例 100 
4.2 三维仿真优化设计 104 
4.2.1 有限元分析 104 
4.2.2 有限元结构分析的基本步骤 104 
4.2.3 产品结构优化设计流程 105 
4.2.4 产品结构优化设计案例（2021年全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛赛题） 106小结 112课后练习与思考 113课后拓展 113素养园地 113
项目 5三维模型可视化 114 
5.1 三维模型渲染 115 
5.1.1 渲染方法介绍 115 
5.1.2 汽车模型渲染 140 
5.2 三维模型动画制作 148 
5.2.1 动画制作基本操作方法 148 
5.2.2 应用【装配序列（Sequence）】制作动画的操作方法 148小结 149课后练习与思考 149课后拓展 149素养园地 149
项目 6三维数字化检测 151 
6.1 获取检测数据 152 
6.1.1 检测设备硬件结构介绍 152 
6.1.2 设备连接步骤与设备标定 152 
6.1.3 软件功能介绍 156 
6.1.4 扫描操作步骤 164 
6.1.5 快速入门案例 164 
6.2 数据检测方法 169 
6.2.1 Geomagic Control软件介绍 169 
6.2.2 数据对比分析流程 170 
6.2.3 快速入门案例 171 
6.3 汽车模型检测比较分析 177 
增材制造模型设计（高级） 
6.3.1 汽车模型检测比较分析任务书 178 
6.3.2 扫描数据比较分析 179小结 188课后练习与思考 188课后拓展 189素养园地 189
项目 7增材制造模型设计综合案例 190 
7.1 摄像头支架三维正向结构设计优化 190 
7.2 摄像头三维数据采集与处理 193 
7.3 摄像头模型三维逆向重构 197 
7.4 摄像头模型数字化检测 207小结 217课后练习与思考 218素养园地 218
附录增材制造模型设计职业技能标准（设计部分）（高级） 219
参考文献 220

本书是1 X增材制造模型设计职业技能等级证书标准的课证融通教材，内容对应增材制造模型设计高级证书的设计部分。书中从增材制造模型设计应用能力要求出发，依据产品开发流程设计任务，主要包括产品结构设计概述、三维逆向数据采集与处理、三维逆向模型重构、产品结构优化设计、三维模型可视化、三维数字化检测等，旨在培养学生完成增材制造模型结构设计、数据采集与处理、逆向设计、模型可视化与数字化检测等工作任务的能力。
本书采用“校企合作”模式，同时运用了“互联网 ”形式，书中选取了典型案例和全国职业院校技能大赛*新赛题，为重要知识点设置了二维码，数字化资源丰富，并融入了职业素养内容，具有鲜明的实用性、职业性与实践性，使学生可在较短的时间内获得增材制造模型设计高级证书设计部分的应用能力。
本书可供职业院校机械、机电、模具、汽车等相关专业开展书证融通、进行模块化教学及考核评价使用，也可供从事材料成形及控制工程、模具设计与制造等领域工作的工程技术人员参考。
为便于教学，本书配套有电子课件、微课视频、习题库等教学资源，凡选用本书作为授课教材的教师可登录www.cmpedu.com注册后免费下载。