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本教材定位于创意能力的培养，融合人文因素与技术功能，贴近生活，以花器、戒指等生活中常见物品的创意设计与快速原型制作为主要训练载体，完成创意项目训练；同时兼顾工科专业的训练需求，增加了创意作品的逆向设计与制作、基于慧鱼创意组件的机器人设计与制作等训练项目。各章节内容按项目实施的一般形式组织，含项目需求、技术背景、创意设计、原型制作等内容。本教材以"重在设计、物化验证”为指导思想，以"设计思维”为导向开展创意设计训练，采用3D打印、组件搭建等工艺方法，实现设计的快速原型制作，通过对物理原型的体验，验证、评价设计方案的合理性与创意性。

目录

第1章  绪论	1
1.1　创意、创意产业与技术	1
1.2　创意设计与设计思维	2
1.3　关于创意项目训练	3
第2章  基于慧鱼创意组件的机器人设计与制作	5
2.1　项目训练任务	5
2.1.1  训练内容	5
2.1.2  训练形式	5
2.1.3  训练要求	5
2.1.4  训练目的	5
2.2　机器人概述	6
2.2.1  机器人的定义和分类	6
2.2.2  机器人设计方法	6
2.3　机器人运动方案设计	7
2.3.1  机器人机械功能分解及功能原理设计	7
2.3.2  机器人执行系统设计	10
2.3.3  执行系统设计实例	13
2.4　机器人驱动装置与传动系统设计	15
2.4.1  机器人常用驱动装置及选择	15
2.4.2  机器人常用传动机构	17
2.4.3  驱动装置与传动系统设计实例	19
2.5　机器人装配结构设计与制作	20
2.5.1  设计步骤	20
2.5.2  典型零件介绍	20
2.5.3  结构设计方法	22
2.5.4  装配结构设计实例	23
2.6　机器人控制系统设计	23
2.6.1  控制方案的制定	24
2.6.2  主控系统	25
2.6.3  常用传感器	31
2.6.4  常用电气执行件	34
2.6.5  控制电路图绘制	35
2.6.6  编程软件	37
第3章  创意模型的快速成型制作	51
3.1　项目训练任务	51
3.1.1  训练内容	51
3.1.2  训练形式及要求	51
3.1.3  训练目的	52
3.2　快速成型技术概述	52
3.2.1  快速成型技术的原理及特点	52
3.2.2  快速成型的典型工艺	56
3.2.3  快速成型技术的发展趋势	63
3.3　模型制作	66
3.3.1  FDM设备的基本功能及操作	67
3.3.2  FDM快速成型工艺流程	72
3.3.3  成型件的质量分析及优化	76
3.4　快速成型技术的发展及应用	78
3.4.1  金属材料快速成型技术	78
3.4.2  快速成型技术的应用	84
第4章  创意作品的逆向设计与制作	100
4.1　项目训练任务	100
4.1.1  训练内容	100
4.1.2  训练形式	100
4.1.3  训练要求	100
4.1.4  训练目的	100
4.2　逆向工程简介	101
4.2.1  逆向工程的概念	101
4.2.2  逆向工程的工作流程	101
4.2.3  逆向工程的应用领域	102
4.3　模型的数据扫描	103
4.3.1  数据扫描的概念	103
4.3.2  模型的数据测量	106
4.4　数据处理	118
4.4.1  三维数据处理软件——Geomagic Wrap介绍	118
4.4.2  模型测量数据处理	119
4.4.3  逆向设计	124
第5章  创意金属工艺品的设计与制作	126
5.1　项目训练任务	126
5.1.1  训练内容	126
5.1.2  训练形式	126
5.1.3  训练要求	126
5.1.4  训练目的	126
5.2　创意金属工艺品的设计	127
5.2.1  三维模型设计	127
5.2.2  工艺方案的制定	128
5.3　熔模铸造工艺概述	130
5.3.1  熔模铸造	130
5.3.2  熔模铸造的设备	131
5.3.3  熔模铸造的工艺流程	134
5.3.4  熔模铸造的特点	136
5.3.5  熔模铸造的应用	137
5.4　创意金属工艺品的制作	137
5.4.1  创意金属工艺品的原型制作	137
5.4.2  创意金属工艺品的熔模铸造过程	145
5.4.3  创意金属工艺品的后续加工	153
5.5　示例分析	154
第6章  创意花器的设计与制作	157
6.1　项目训练任务	157
6.1.1  训练内容	157
6.1.2  训练形式	157
6.1.3  训练要求	157
6.1.4  训练目的	157
6.2　陶瓷花器概论	157
6.3　陶瓷花器造型	158
6.3.1  传统陶瓷花器造型	158
6.3.2  现代陶瓷花器的设计	161
6.4　陶瓷花器的成型手法	165
6.4.1  泥料	165
6.4.2  揉泥	165
6.4.3  制陶工具	165
6.4.4  成型种类	166
6.5　陶瓷花器的装饰手法	171
6.5.1  肌理的应用	172
6.5.2  化妆土剔花装饰	173
6.5.3  贴花装饰	173
6.5.4  雕刻的应用	175
6.5.5  施釉	175
6.5.6  釉下彩	176
6.5.7  釉上彩	177
6.6　陶瓷3D打印技术在花器制作上的应用	178
参考文献	180

创意是创新的源泉，是创造与发明的起点。创意能力的培养是工程教育中的重要环节。如今，随着信息技术的飞速发展与创意产业的蓬勃兴起，个体创造力的引领效应日益凸显，未来人才创意能力的培养，已经跃升到一个战略层面。
创意能力的培养，本质上是在工程教育的过程中，对学习、思维方式的自然培育。本教材主要从生活中常见的DIY产品中提炼训练案例，在某种程度上弱化了对先期专业知识与专业技能的硬性要求，具有一定的专业普适性，融合了技术与人文，实施创意项目训练。本教材尝试从方法论层面实现创意能力培养的目标，不追求大而全，从创意思维、创意设计能力培养的角度开展项目训练，以“重在设计、物化验证”为指导思想，产品设计与制作并举，以“设计思维”为产品设计导向，在反复迭代的“设计—物化验证—再设计”过程中，实现对创意思维与创意能力的培养。
本教材是在总结南京航空航天大学公共实验教学部“工程训练”课程项目式训练的基础上编写而成的，具有以下特色。
1．按项目实施的一般形式组织章节内容。本教材的各章节包含项目需求、技术背景、创意设计、原型制作等内容，以典型工程案例贯穿创意设计与原型制作环节。
2．原型制作服务于设计。视物理原型制作为创意设计的一部分，原型制作的目的是验证创意设计的合理性。采用3D打印、组件搭建等工艺方法，实现物理原型的快速制作与验证，为创意思想的生成与再设计提供快速反馈。
本教材共6章。第1章为绪论，阐述创意能力培养的理念，以创意设计为主体的训练目标，以及创意项目训练的设计依据。第2章基于慧鱼创意组件，通过机器人创意设计与制作来验证项目，引导学生掌握创意设计理念与产品的基本概念。3D打印是本教材的创意项目实现快速原型制作所应用的主要工艺方法。第3章通过创意模型的3D打印与实物体验，使学生进一步认识创意产品，并了解3D打印的工艺过程，掌握设备的操作技能。第4、5章结合3D打印技术，分别引入了创意作品的逆向设计与制作、创意金属工艺品的设计与制作这两个具有一定综合性的创意DIY项目。在第6章，本教材引入了具有较强人文与艺术特色的创意花器的设计与制作项目，以进一步激发学生的发散思维，增强学生的美学意识。
本教材第1章由吕常魁编写；第2章由黄娟编写；第3章由苑海燕编写；第4章由施扬和南京双庚电子科技有限公司的贡森编写；第5章由东南大学的郭坤编写；第6 章由许玲编写。
本教材是南京航空航天大学“工程训练”课程系列教材之一。南京航空航天大学公共实验教学部的张庆教授提出了本教材的编写方案，公共实验教学部的徐锋教授与王化明教授在教材编写过程中给予了指导性帮助，提出了宝贵的修改意见和建议，南京双庚电子科技有限公司的宋元山工程师为本教材提供了丰富的3D打印素材。在此向他们，以及其他为本教材的编写提供各种指导与帮助的同行、同事、参考文献的编者表示衷心的感谢。
限于编者水平，疏漏、错误之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

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