2018金磚+大賽之第二屆“3D打印造型技術(shù)（高校組）”賽項(xiàng)技術(shù)規(guī)程（精簡(jiǎn)版）

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：高校組
賽項(xiàng)歸屬產(chǎn)業(yè)：先進(jìn)裝備制造業(yè)
賽項(xiàng)類(lèi)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(shū)形式公布，時(shí)長(zhǎng)為6小時(shí)，具體說(shuō)明如下：
任務(wù)1：產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)采集。利用給定三維掃描設(shè)備和相應(yīng)輔助用品，對(duì)指定的外觀較為復(fù)雜的樣品進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集。該模塊主要考核選手利用三維掃描設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的能力。
任務(wù)2：三維建模。根據(jù)三維掃描所采集的數(shù)據(jù)，選擇合適軟件，對(duì)上述產(chǎn)品外觀面進(jìn)行三維數(shù)據(jù)建模。該模塊主要考核選手的三維建模能力，特別是曲面建模能力。
任務(wù)3：產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。根據(jù)已經(jīng)完成的任務(wù)2內(nèi)容，按給定要求對(duì)樣品中部分的結(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)4：產(chǎn)品3D打印與后處理。選手根據(jù)任務(wù)3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)5：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40%；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)制作階段以任務(wù)書(shū)形式公布，分值比例為60%。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(shū)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(shū)。

（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(shū)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(shū)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(shū)形式公布，時(shí)長(zhǎng)為6小時(shí)，具體說(shuō)明如下：
任務(wù)1：產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)采集。利用給定三維掃描設(shè)備和相應(yīng)輔助用品，對(duì)指定的外觀較為復(fù)雜的樣品進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集。該模塊主要考核選手利用三維掃描設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的能力。
任務(wù)2：三維建模。根據(jù)三維掃描所采集的數(shù)據(jù)，選擇合適軟件，對(duì)上述產(chǎn)品外觀面進(jìn)行三維數(shù)據(jù)建模。該模塊主要考核選手的三維建模能力，特別是曲面建模能力。
任務(wù)3：產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。根據(jù)已經(jīng)完成的任務(wù)2內(nèi)容，按給定要求對(duì)樣品中部分的結(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)4：產(chǎn)品3D打印與后處理。選手根據(jù)任務(wù)3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)5：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)品三維數(shù)字化設(shè)計(jì)：利用給定三維掃描設(shè)備和相應(yīng)輔助用品，對(duì)指定的外觀較為復(fù)雜的樣品進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集，選擇合適軟件，對(duì)上述產(chǎn)品外觀面進(jìn)行三維數(shù)據(jù)建模。要求掃描得到的點(diǎn)云完整，復(fù)雜曲面數(shù)字化建模滿足分型面、分區(qū)、精度等技術(shù)要求。
2.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(zhuān)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。
3.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、三維掃描設(shè)備應(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(shū)。
六、技術(shù)平臺(tái) 預(yù)賽與決賽根據(jù)比賽要求選用不同軟件設(shè)備。
（一）軟件平臺(tái)
1.操作系統(tǒng)：MS-Windows 7；
2.文字處理軟件：MS-Office 2010；
3.設(shè)計(jì)軟件：Geomagic Design X,3DOne Plus 2017;
4.掃描軟件系統(tǒng)：Wrap_Win3D三維掃描系統(tǒng);
5.3D打印軟件系統(tǒng)：HORI3d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：雙核處理器/4G內(nèi)存/500G硬盤(pán)/1G NVIDIA獨(dú)顯/顯示器。
2.比賽用Wrap_Win3D三維掃描設(shè)備主要參數(shù)如下：

技術(shù)指標(biāo)	技術(shù)原理：?jiǎn)喂I(yè)相機(jī)白光光柵掃描技術(shù)
	光柵類(lèi)別: 獨(dú)立式數(shù)碼光柵
	產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：先進(jìn)的主流一體化工業(yè)結(jié)構(gòu)的箱體設(shè)計(jì)
	接口線纜：安全穩(wěn)定工業(yè)級(jí)插頭線纜，非多接頭組合式線纜
	單幅掃描范圍(mm)：300×210×200
	掃描距離(mm)：600
	掃描點(diǎn)距(mm)：0.2～1.1
	單幅掃描時(shí)間：<3秒
	相機(jī)分辨率：130萬(wàn)像素
	掃描精度:L單幅掃描/對(duì)角線長(zhǎng)度
	球空間誤差:0.005+L/15000
	球面度誤差:0.005+L/40000
	平面度誤差 0.005+L/25000
	掃描方式：非接觸式（拍照式）
	拼接方式：全自動(dòng)拼接
	輸出文件格式：ASC,STL,IGS,OBJ
	掃描物體尺寸（mm）：250～600
通用性要求	掃描數(shù)據(jù)可以保存為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)云txt文件格式，支持導(dǎo)入主流逆向軟件Geomagic Design X、Imageware、

比賽用的三維掃描附品：
（1）手動(dòng)二維轉(zhuǎn)盤(pán)（規(guī)格Φ360*6mm）；
（2）標(biāo)志點(diǎn)（5mm）；
（3）黑色背景布（1平方米）；
（4）雙面膠帶；
（5）黑色橡皮泥；
（6）黑色轉(zhuǎn)盤(pán)墊塊（兩塊）；
（7）量具：自備 0-150mm游標(biāo)卡尺1把。
3.比賽用3D打印機(jī)主要參數(shù)如下：

技術(shù)指標(biāo)	成型原理	熔融沉積（FDM)
	打印尺寸	300×260×305mm
	噴頭數(shù)量	單噴頭，風(fēng)扇冷卻
	噴嘴直徑	0.4mm
	噴頭結(jié)構(gòu)	模塊化結(jié)構(gòu)，可打印柔性材料
	打印精度	0.05mm
	打印耗材	Φ1.75mm PLA、ABS、PVA等
	供絲方式	近程送料
	斷電續(xù)打	支持
	斷料提醒	支持
	外形尺寸	488×496×625mm
通用性要求	支持的系統(tǒng)：XP,WIN7,WIN8,WIN10等 支持的文件類(lèi)型：STL,OBJ,DAE,AMF,BMP,JPG,JPEG,PNG,G,GCODE 支持的軟件語(yǔ)言：HORI 兼容 CURA, SLIC3R, SKINFORGE

比賽用的加工附品：

名  稱	數(shù)  量
PLA耗材	1卷
防翹邊膠水	1瓶
膠水抹平器	1個(gè)
模型撬棍	1把
內(nèi)六角扳手	1套
鑷子	1個(gè)
偏口鉗	1把
砂紙	1張
SD卡	1個(gè)
U盤(pán)	1個(gè)
SD卡讀卡器	1個(gè)
A4紙	2張
簽字筆	1只
軟布	1個(gè)
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
數(shù)據(jù)采集與再設(shè)計(jì)	產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)采集	10%
	三維建模	30%
	產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)	25%
3D打印	產(chǎn)品3D打印與后處理	30%
	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	40%
數(shù)據(jù)采集與再設(shè)計(jì)	產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)采集	5%
	三維建模	15%
	產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)	20%
3D打印	產(chǎn)品3D打印與后處理	15%
	職業(yè)素養(yǎng)	5%

特別說(shuō)明：“產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)采集”不能破壞被測(cè)量實(shí)物原型，否則酌情扣1-3分；“三維建模”禁止使用整體點(diǎn)云擬合的建模方式，否則零分；利用最終建模結(jié)果反向推導(dǎo)形成stl和txt文件零分。

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