中职教育二年级下学期《三维打印技术（3DP）》教学设计

《三维打印技术（3DP）》微课教学设计授课教师姓名学科增材制造技术应用教龄8微课名称三维打印技术视频长度7分17秒录制时间知识点来源学科：增材制造技术应用年级：二年级知识点描述让学生通过观看三维打印技术（3DP）让学生从3DP简介、3DP工作原理、3DP工艺流程三个方面进行了全面的了解。预备知识本微课为介绍型微课，之前无需了解相关知识。教学类型讲授型适用对象二年级学生设计思路三维立体打印的技术运用三维立体打印机进行三维物体的打印，也被称为快速成型打印机。它是利用普通打印机的原理，将打印机和计算机连接起来，把原料装入机身，通过计算机的控制，用激光注射器将原料一层一层累积起来，最后将计算机上的蓝图变成实物。在过去十年里，它已经被设计师、工程师以及科学家用来制造一次性的机械产品以及模型。他们通过一层一层堆积的液体和粉末来生产物体。助听器生产部门利用3D打印机扫描患者的耳朵轮廓后复制出合适的助听器；汽车定制公司也在利用这套设备为汽车爱好者提供专门的汽车部件；消费电子产品厂商用它来完成对产品功能的设计，以避免在大规模生产后修改设计；医生用它来制造实习模型；博物馆用它复制真品，以避免参观者损毁真品。3D打印技术作为机械行业主要的发展方向，已慢慢应用到各行各业。让学生通过网络或手机平台完成学习，激发兴趣，提升自学能力。教学过程内容时间一、微课片头今天我们来认识三维打印技术00:00-00:07二、微课目录今天的内容包括以下四个小节：一、3DP简介二、3DP工作原理三、3DP工艺流程四、思考题00:08-00:26三、正文讲授第一部分内容：3DP简介3DP技术也被称为粘合喷射或喷墨粉末打印。与选择性激光烧结工艺一样，3DP也是通过将粉末粘结成整体来制作零部件。不同之处在于，它不是通过激光熔融的方式粘结，而是通过喷头喷出的粘结剂。3DP技术是1993年美国麻省理工学院EmanualSachs等人开发的。3DP技术改变了传统的零件设计模式，真正实现了由概念设计向模型设计的转变。90年代末，美国Z.Corp公司推出3DP打印机。经过近些年来的迅猛发展，世界上多数相关公司都能生产出自己研制的3DP设备。00:27-00:40第二部分内容：3DP工作原理3DP工作原理，3DP技术是利用普通打印机的原理，将打印机和计算机连接起来。把原料装入机身，通过计算机的控制，用激光注射器将原料一层一层累积起来，最后将计算机上的蓝图变成实物。3DP的供料方式与选择性激光烧结工艺一样，供料时将粉末通过水平压辊平铺于打印平台之上，将带有颜色的胶水，通过加压的方式输送到打印头中存储。接下来的打印过程就很像二维的喷墨打印机了。首先，系统会根据三维模型的颜色将彩色的胶水进行混合，并选择性地喷在粉末平面上，粉墨绿胶水后会粘结为实体，一层粘结完成后，打印平台下降，水平压棍再次将粉末铺平，然后再开始新一层的粘结。如此的反复层层打印，直至整个模型粘结完毕。打印完成后，回收未粘结粉末，吹净模型表面的粉末，再次将模型用透明胶水浸泡，此时模型就具有了一定的强度。00:41-03:33第三部分内容：3DP工艺流程3DP技术是一个多学科交叉的系统工程，涉及CAD、CAM技术、数据处理技术、材料技术、激光技术和计算机软件技术等。其成型工艺过程包括模型设计、分层切片、数据准备、打印模型及后处理等步骤。在采用3DP设备制件前，由UG\Pro/E等CAD软件生成CAD模型，并输出STL文件，必要时需采用专用软件对STL文件进行检查，并修正错误。但此时生成的STL文件还不能直接用于三维打印，必须采用分层软件对其进行分成。层厚大，精度低，但成型时间快，相反，层厚小，精度高，但成型时间慢，分层后得到的只是原型一定高度的外形轮廓，此时还必须对其内部进行填充，最终得到三维打印数据文件。下面，我们通过一个动画来了解3DP具体工作过程。3DP打印机一般有两个箱体，一个为储粉缸。一个为成型缸，在成型缸平台上铺一层白色的粉末材料，喷头按照截面轮廓对实心部分所在的位置喷上粘接剂，使粉末颗粒粘接在一起。一层材料粘接完毕后，工作平台下降0.1毫米，储粉缸推出若干粉末，并被铺粉棍推到成型缸，喷头继续喷射粘结剂。如此周而复始的送粉，扑粉和喷射粘结剂，直至整个模型粘贴完毕，打印完成后，取出成品。未被喷射沾结剂的地方为干粉。用吸粉器去除其余的粉末。回收的粉末材料可以重复利用，减少浪费。03:34-07:03四、效果检测学习这节课后，我们来思考几个问题。1.3DP技术和SLS技术有什么不同？2.3DP技术的工作原理是怎么样的？3.3DP工艺流程包括哪几个步骤？07:04-07:17五、教学反思本微课利用7分钟的时间介绍了三维打印技术，让学生从什么时3DP到3DP工作原理再到3DP工艺流程，这三个方面对3DP进行了