“蔡司杯”第五屆機(jī)械行業(yè)職業(yè)院校

教育教學(xué)創(chuàng)新及創(chuàng)業(yè)大賽

創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計(jì)組

（實(shí)操樣題）

(總時(shí)間：6小時(shí))

任

務(wù)

書

二〇二三年十一月

目錄

一、任務(wù)背景......................................................1

二、創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計(jì)模塊..............................................2

（一）賽前創(chuàng)新設(shè)計(jì)...............................................2

（二）三維數(shù)據(jù)采集與逆向建模.....................................4

（三）產(chǎn)品正向造型設(shè)計(jì)...........................................5

三、創(chuàng)新創(chuàng)意作品制作模塊..........................................6

（一）賽前創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品3D打印....................................6

（二）逆向建模產(chǎn)品模型比對(duì)及3D打印..............................6

（三）正向建模產(chǎn)品3D打印及檢測(cè)..................................7

（四）產(chǎn)品3D打印后處理、涂裝....................................8

（五）3D打印產(chǎn)品裝配............................................8

四、創(chuàng)新創(chuàng)意展示及答辯模塊........................................9

（一）創(chuàng)新創(chuàng)意展示PPT制作.......................................9

（二）創(chuàng)新創(chuàng)意成果答辯...........................................9

五、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn).....................................................10

“蔡司杯”第五屆機(jī)械行業(yè)職業(yè)院校教育教學(xué)創(chuàng)新及創(chuàng)業(yè)大賽

創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計(jì)組實(shí)操樣題

一、任務(wù)背景

圍繞職業(yè)教育和新技術(shù)的融合發(fā)展，在技術(shù)和產(chǎn)品的雙驅(qū)動(dòng)下探索“工業(yè)科

技+數(shù)字化”的發(fā)展新路徑，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)崗位要求、《增材制造模型設(shè)計(jì)職業(yè)

技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》《蔡司增材制造檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》要求和新專業(yè)建設(shè)發(fā)展需求，結(jié)合“崗

課賽證”融通的育人理念設(shè)計(jì)比賽任務(wù)。參賽選手將按照競(jìng)賽要求，以創(chuàng)新設(shè)計(jì)、

制造、展示和檢測(cè)為主要任務(wù)，展示產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集、逆向建模及造型設(shè)計(jì)、3D

打印技術(shù)、工業(yè)檢測(cè)技術(shù)。競(jìng)賽力求推進(jìn)創(chuàng)新型工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意的優(yōu)秀人才

的培養(yǎng)。

以“工業(yè)科技+數(shù)字化”為主題，依據(jù)崗課賽證融通理念設(shè)計(jì)比賽任務(wù)。賽

題以提供的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)為動(dòng)力源，進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計(jì)，保證創(chuàng)新作品具有創(chuàng)新

性、藝術(shù)性、功能性。

1

二、創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計(jì)模塊

（一）賽前創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1.任務(wù)要求

本次創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽期間提供由電力驅(qū)動(dòng)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體如圖

1所示，該直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)升降行程為15mm，升降速度可調(diào)，最大推力150N。

動(dòng)力固定裝置外殼為150mm*150mm*150mm的箱體，內(nèi)部固定往復(fù)運(yùn)動(dòng)電機(jī)及

調(diào)速電路板。該外殼具有雙電機(jī)裝配置，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力裝置裝在外殼中心位置，

也可裝在一角距離兩邊30mm位置。參賽選手可根據(jù)動(dòng)力機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計(jì)。

動(dòng)力源可任意角度擺放，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)意機(jī)構(gòu)的功能實(shí)現(xiàn)即可。

圖1直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力源輸出尺寸圖

2

2.實(shí)施要求

該創(chuàng)新設(shè)計(jì)模型文件需要在比賽現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行3D打印。

（1）完成時(shí)間：賽前完成。

（2）設(shè)計(jì)軟件：自主選擇三維建模軟件。

3.文件提交要求

（1）提交文件：原格式文件1份，STL格式文件1份或STP格式文件1份。

（2）文件夾名稱：工位號(hào)_賽前創(chuàng)新設(shè)計(jì)

4.考核要點(diǎn)

根據(jù)提供的動(dòng)力源進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計(jì)，主要考核選手創(chuàng)新、創(chuàng)意理念及機(jī)構(gòu)

傳動(dòng)原理掌握情況。

5.賽前創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計(jì)參考案例（僅供參考）

在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，由電力驅(qū)動(dòng)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)在諸多領(lǐng)域中都有較廣泛的

應(yīng)用。如圖2所示，為梁式抽油機(jī)，則是有電力驅(qū)動(dòng)，將石油提升到地平面以上。

圖3所示，為液壓升降臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)原理應(yīng)用。

圖2梁式抽油機(jī)圖3液壓升降臺(tái)

3

（二）三維數(shù)據(jù)采集與逆向建模

1.任務(wù)要求

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的掃描實(shí)物如圖4所示，調(diào)整給定三維掃描設(shè)備至工作狀態(tài)后

對(duì)指定的實(shí)物進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集，保證數(shù)據(jù)的精度及完整性；使用現(xiàn)場(chǎng)提供軟件，

完成掃描數(shù)據(jù)的降噪、填補(bǔ)以及修復(fù)以保證數(shù)據(jù)的精度及完整性；同時(shí)完成三維

模型的逆向建模工作。

圖4掃描件（僅供參考）

2.實(shí)施要求

（1）三維掃描儀：ZEISSGOMScan1

（2）逆向建模軟件：ZEISSZRE

3.文件提交要求

（1）提交文件：原始實(shí)物掃描數(shù)據(jù)，格式為.ginspect；修復(fù)后數(shù)據(jù)，格式.STL；

逆向建模后數(shù)據(jù)，格式文件為.stp或igs。

（2）文件夾名稱：工位號(hào)_三維數(shù)據(jù)采集與逆向建模

4.考核要點(diǎn)

考察選手使用三維掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及模型重構(gòu)能力。

4

（三）產(chǎn)品正向造型設(shè)計(jì)

1.任務(wù)要求

根據(jù)給定的動(dòng)力源外殼工程圖紙，結(jié)合任務(wù)條件和總體要求，進(jìn)行三維建模，

完成動(dòng)力源外殼的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)。

在動(dòng)力源外殼的三維模型基礎(chǔ)上，結(jié)合賽前創(chuàng)新設(shè)計(jì)、在可以改變動(dòng)力源外

殼的形狀或者安裝方向、輕量化改進(jìn)、產(chǎn)品裝配、產(chǎn)品外觀等要素，完成創(chuàng)新后

新動(dòng)力源外殼的造型設(shè)計(jì)，同時(shí)完成賽前創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計(jì)產(chǎn)品與新動(dòng)力源外殼的連

接、固定、支撐等產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

2.實(shí)施要求

（1）建模軟件：中望3D平臺(tái)設(shè)計(jì)教育版軟件V2024

3.文件提交要求

（1）提交文件：原格式文件1份，.STL格式文件1份或.STP格式文件1份。

（2）文件夾名稱：工位號(hào)_產(chǎn)品正向造型設(shè)計(jì)

4.考核要點(diǎn)

考察選手三維建模能力及現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

5

三、創(chuàng)新創(chuàng)意作品制作模塊

（一）賽前創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品3D打印

1.任務(wù)要求

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的FDM3D打印機(jī)和光固化3D打印機(jī)，自行選擇設(shè)備，對(duì)賽前

創(chuàng)新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品模型第二（一）項(xiàng)模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)3D打印制作。

2.任務(wù)實(shí)施

（1）FDM3D打印機(jī)：弘瑞E4M和弘瑞E2Plus各1臺(tái)。

（2）光固化3D打印機(jī)：聯(lián)泰科技AMERH2500和聯(lián)泰科技Matrix190各

1臺(tái)。

3.提交文件要求

（1）提交文件：打印件三維數(shù)模（.stl）及導(dǎo)入打印機(jī)的切片文件。

（2）文件夾名稱：工位號(hào)_賽前創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品3D打印。

4.考核要點(diǎn)

考察選手對(duì)多種工藝3D打印機(jī)操作能力。

（二）逆向建模產(chǎn)品模型比對(duì)及3D打印

1.任務(wù)要求

（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的金屬3D打印機(jī)，操作設(shè)備，完成逆向建模產(chǎn)品模型的

3D打印。

（2）參賽選手利用賽場(chǎng)提供的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)模型（STP格式），借助三維模型

自動(dòng)評(píng)測(cè)軟件根據(jù)下方要求完成第二（二）項(xiàng)中逆向建模模型的數(shù)據(jù)檢測(cè)，最后

生成該設(shè)計(jì)模型產(chǎn)品的檢測(cè)報(bào)告。

2.任務(wù)實(shí)施

（1）金屬3D打印機(jī)：華海智造HH-Y120

（2）三維模型自動(dòng)評(píng)測(cè)軟件：杭州永榮YR-3DMES

6

3.提交文件要求

（1）提交文件：數(shù)據(jù)檢測(cè)報(bào)告1份，格式為.Pdf；打印件三維數(shù)模（.stl）

及導(dǎo)入打印機(jī)的切片文件。

（2）文件夾名稱：工位號(hào)_逆向建模產(chǎn)品模型比對(duì)及3D打印。

4.考核要點(diǎn)

考察選手進(jìn)行三維數(shù)字比對(duì)和金屬3D打印能力，并能輸出比對(duì)報(bào)告。

（三）正向建模產(chǎn)品3D打印及檢測(cè)

1.任務(wù)要求

利用現(xiàn)場(chǎng)提供的3D打印機(jī)完成第二（三）項(xiàng)中創(chuàng)新后新動(dòng)力源外殼模型模

型的3D打印制作，同時(shí)利用現(xiàn)場(chǎng)提供的掃描儀完成第二（三）中創(chuàng)新后新動(dòng)力

源外殼模型正向3D打印件的數(shù)據(jù)采集，并借助三維模型自動(dòng)評(píng)測(cè)軟件對(duì)正向3D

打印件的采集數(shù)據(jù)與產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)進(jìn)行比對(duì)，出具檢測(cè)報(bào)告。

2.任務(wù)實(shí)施

（1）FDM3D打印機(jī)：弘瑞E4M和弘瑞E2Plus各1臺(tái)。

（2）光固化3D打印機(jī)：聯(lián)泰科技AMERH2500和聯(lián)泰科技Matrix190各

1臺(tái)。

（3）三維掃描儀型號(hào)：ZEISSGOMScan1

（4）三維模型自動(dòng)評(píng)測(cè)軟件：杭州永榮YR-3DMES

3.文件提交要求

提交文件：打印件三維數(shù)模（.stl）及導(dǎo)入打印機(jī)的切片文件；原始實(shí)物掃描

數(shù)據(jù)，格式為.ginspect；修復(fù)后數(shù)據(jù)，格式.STL；數(shù)據(jù)檢測(cè)報(bào)告1份，格式為.Pdf；。

文件夾名稱：工位號(hào)_正向建模產(chǎn)品3D打印及檢測(cè)。

4.考核要點(diǎn)

考核選手對(duì)多種工藝3D打印機(jī)的操作數(shù)量程度，并能使用掃描儀對(duì)金屬打

7

印件進(jìn)行三維尺寸檢測(cè)的能力。

（四）產(chǎn)品3D打印后處理、涂裝

1.任務(wù)要求

將二（一）、三（二）、三（三）所有的3D打印件取出，并拆除支撐、酒

精清洗、打磨、涂裝等。清理工位。

2.任務(wù)實(shí)施

（1）賽場(chǎng)提供的后處理工具。

（2）賽場(chǎng)提供的丙烯顏料。

3.提交文件要求

提交工件：3D打印模型。

4.考核要點(diǎn)

考核選手3D打印制件后處理的能力。

（五）3D打印產(chǎn)品裝配

1.任務(wù)要求

將模塊二所有完成的3D打印件與賽場(chǎng)提供的產(chǎn)品進(jìn)行裝配。

2.任務(wù)實(shí)施

賽場(chǎng)提供的工具

3.提交文件要求

提交工件：3D打印模型。

4.考核要點(diǎn)

考核選手裝配鉗工能力。

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四、創(chuàng)新創(chuàng)意展示及答辯模塊

（一）創(chuàng)新創(chuàng)意展示PPT制作

1.任務(wù)要求

根據(jù)賽項(xiàng)主題，完成創(chuàng)新創(chuàng)意展示PPT制作。方案需闡述所要做的目的、手

段、創(chuàng)新點(diǎn)、功能點(diǎn)、任務(wù)實(shí)施過程中的分工等，提交展示項(xiàng)目報(bào)告，格式為PPT

文檔，PPT制作在實(shí)操比賽期間內(nèi)完成。

2.任務(wù)實(shí)施

制作軟件：WPS。

3.文件提交要求

提交素材：展示報(bào)告PPT。

文件夾名稱：工位號(hào)_展示報(bào)告。

4.考核要點(diǎn)

考核選手PPT制作能力。

（二）創(chuàng)新創(chuàng)意成果答辯

1.任務(wù)要求

實(shí)操比賽結(jié)束后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安排，選手根據(jù)已提交的展示報(bào)告、3D打印作

品，選手在制定地點(diǎn)介紹并展示創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路。(闡述和提問共10分鐘)

2.考核要點(diǎn)

考核選手表達(dá)能力及創(chuàng)新創(chuàng)意介紹思路清晰的能力。

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五、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

模塊任務(wù)評(píng)分細(xì)節(jié)總分

賽前創(chuàng)新設(shè)計(jì)15分

模塊一：創(chuàng)新創(chuàng)

三維數(shù)據(jù)采集與逆向建模