一、专业概况
增材制造俗称3D打印,融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术,以三维数字模型为基础,利用软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料、复合材料等,通过挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积,获得实体物品的制造技术。这种通过软件控制自动化机构实现材料累加的制造方法,可以制备传统方法无法制备的复杂构件,在汽车、航空航天、轨道交通、医疗、教育、建筑、艺术、工业制造等战略新兴产业领域具有广阔的应用前景。增材制造技术是先进制造的重要发展方向,是智能制造不可分割的重要组成部分,增材制造产业已纳入国家重点发展领域规划。
增材制造工程专业于2021年列入普通高等学校本科专业目录,是材料科学与工程、机械工程、智能控制等多学科交叉融合的新兴专业,服务于中国制造强国战略,助力国家制造业创新能力提升。湖北汽车工业学院增材制造专业于2023年正式获教育部批准,脱胎于我校材料成型及控制工程、材料科学与工程、高分子材料工程、焊接技术与工程4个优势传统专业。专业主干背景学科“机械工程”和“材料科学与工程”学科,均为湖北省重点学科,具有一级学科硕士点,为增材制造工程专业奠定了厚重的学科支撑。
专业现有专任教师21人,其中教授7人(其中二级教授1人),副教授9人,硕士生导师17人,具有博士学位教师数比例达33.3%。本专业师资队伍中,拥有湖北省政府专项津贴专家1人,多人担任了教育部高等学校机械类专业教学指导分委员会“材料成型及控制工程专业分委员”、“材料成型及控制工程专业应用分委员”委员、湖北省铸造学会理事等教学和学术兼职,与华中科技大学、浙江大学、西安交通大学、武汉理工大学等知名高校建立了良好的合作关系。
专业现建设有1个省级教学示范中心,1个省级重点实验教学示范中心,一个国家级工程实践教育中心,1个省级实习实训基地;与法国ESI-ETA控股有限公司、澳大利亚MOLDFLOW 公司、西门子公司、美国 UES公司等国内外企业联合建立了4个联合实验室和工程软件应用中心。实验场所充裕,实验用房面积达到近万平方米,拥有设备总数1000余台套,其中拥有价值10万以上的大型及精密仪器设备43台套,仪器设备资产总值2300多万元。目前,教学中使用的主要设备满足教学的需要,大部分达到本专业相关设备主流技术水平。学校于2016年引企入校,与湖北芮哲智能科技有限公司共同建立了“3D打印创新中心”,成立了“增材制造与表面强化团队”,在增材制造、表面强化、汽车零部件与模具再制造,研究内容涉及到失效汽车零部件、模具及石油、航空航天等领域其他机械设备的增材修复、3D打印及相关零部件表面熔凝、熔覆或仿生强化等方面取得了一系列研究成果。本专业教师近五年来紧密围绕增材制造和表面强化技术,先后完成以国家自然科学基金、湖北省自然科学基金等为代表的科研课题10余项,发表SCI、EI和CSCD收录的相关论文20余篇,申请专利10余项。专业教师与东风公司等汽车制造企业长期保持合作关系,合作开展模具表面仿生强化、增材修复等方面的合作研究,部分采用本专业教师所研发激光仿生强化技术的模具寿命提升2.5~3倍,取得良好工程应用效果。
二、培养目标
本专业适应国家及地方经济发展与汽车产业需要,培养学生德、智、体、美、劳全面发展,掌握材料增材制造技术的基础理论和专业知识,具备分析和解决材料成形复杂工程问题的能力,具有创新精神、社会责任感、职业道德及人文素养、组织管理和自主学习能力,能够在增材制造工程领域从事3D打印等增材技术开发、设计制造、试验研究和生产管理的应用型高级工程技术人才。
本专业毕业生,预期职业能力目标为:
目标1:能运用数学、自然科学、工程基础和专业知识,对增材制造工程问题提出系统性的解决方案。
目标2:能运用现代工具在以汽车为代表制造业进行增材制造领域相关的技术开发、设计制造、研究和生产管理,具有创新精神。
目标3:工作中恪守职业道德,具有良好的环境保护意识、人文科学素养和社会责任感。
目标4:能适应社会发展和跟踪增材制造技术前沿,能在跨文化、跨学科团队中工作和学习,实现职业发展。
三、毕业要求
1.工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决增材制造复杂工程问题。
2.问题分析:能够将数学、自然科学和工程科学的基本原理应用于识别和表达增材制造复杂工程问题,并通过文献研究获得解决问题的技术路线及影响因素。
3.设计/开发解决方案:在考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素前提下,能够设计增材制造复杂工程问题的解决方案,并通过设计计算优化解决方案;设计满足特定需求的工艺过程系统、工艺工装,并能够体现创新意识。
4.研究:能够基于科学原理并采用科学方法对增材制造复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。
5.使用现代工具:能够针对增材制造复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对增材制造过程进行预测与模拟,并能够理解其局限性。
6.工程与社会:能够基于本专业工程相关背景知识进行合理分析,能合理分析和评价增材制造工程实践对社会、健康、安全、法律、文化的影响及其对增材制造复杂工程问题解决方案的制约,并理解应承担的责任。
7.环境和可持续发展:能够理解和评价增材制造复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
8.职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。
9.个人和团队:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。
10.沟通:具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流,能够就复杂增材制造工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。
11.项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在增材制造工程项目的多学科环境中应用。
12.终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。
四、核心课程
材料工程基础、材料成型原理、材料成形工艺、3D建模技术、增材装备与制造系统、激光加工技术、三维测量与逆向工程、3D打印技术与工艺、结构拓扑优化设计等。
五、特色优势
1.依托材料科学与工程省级重点学科,按照汽车产业发展人才需求进行人才培养,实现 “重基础、强应用、宽专适度”的人才培养规格,保证了毕业生基础较扎实,知识面较宽,又有专长,适应国家及地方经济发展与汽车产业需要。
2.开展产学研合作教育,并在实践教学内容、教学方法、教学手段及教学时间安排上采取一系列的措施,保证毕业生具有强的工程实践能力。
3.突出汽车特色,在课程设置上,增设汽车制造中增材制造工艺与技术内容,工艺实例尽可能采用汽车生产的案例,以使学生熟悉汽车制造中的增材制造技术。
六、就业方向
毕业后可在汽车、机械、航空航天、轨道交通、汽车、医疗、教育、建筑、艺术等战略新兴产业领域的国民经济各工业部门、大中型企业、高新技术企业、三资企业等单位从事3D建模、3D测量、3D打印制造、增材技术开发、设计制造、试验研究和生产管理等工作或在高等院校、科研院所等从事科学研究和教学工作,也可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。