《增材制造工艺与装备》 教案 项目四 SLM工艺3D打印设备的装调与应用

任课教师项目(任务)名称21899项目四SLM工艺3D打印设备的装调与应用 任务1装调成形舱组件授课班级课时2（90分钟）学习目标知识目标1.认识SLM3D打印机成形舱中的组件；2.了解各个部件的规格与作用；技能目标1.掌握成形舱组件的规格参数以及具体作用；2.通过虚拟仿真软件掌握成形舱组件的组装方法。素养目标1.了解什么是社会责任感；2.掌握为什么要提高社会责任感：3.明确提高社会责任感的方法。教学重点及难点教学重点：1.掌握成形舱组件的构成和功能；2.掌握成形舱关键部件的规格与作用。教学难点：1.熟练成形舱组件的精细组装；2.熟练成形舱的组装流程。教学组织1.教师以班级为单位讲授成形舱组件的规格、作用等理论知识；2.后续以小组为单位进行组装方法的讲演与上机实践训练；3.学生根据分组实践过程总结问题，教师作现场答疑；4.练习、作业的安排：完成随堂训练，并在虚拟仿真软件中进行整个成形舱组件的组装练习；5.多媒体等教学手段的应用：使用虚拟仿真软件、多媒体投影仪、拆装演示视频、拆装动画辅助教学。教学资源教学媒体一体化课堂展示媒体：投影仪、机房教学设备、工具、材料计算机、教材、投影仪、虚拟仿真软件、组装视频、组装动画、DPAM-1-4SLM拆装实操单元学习资料《增材制造工艺与装备》，魏青松、陈娟主编，机械工业出版社出版，ISBN：978-7-111-76393-2学业评价评价原则客观性：确保评价标准客观、公正，避免主观偏见。全面性：涵盖所有关键方面，确保评价的完整性。可操作性：评价标准应易于理解和操作，方便实施。评价方式定量评价：通过具体数据、指标进行量化评分。定性评价：依据描述性标准，进行主观判断和评价。评价内容学习成果：评估学生知识掌握的程度和质量。学习态度：考察学生的学习态度、认真程度等。团队协作：评价学生在团队中的合作能力和贡献。创新能力：评估学生在解决问题、创新思维方面的表现。学习环节教学内容及过程学生活动教师活动时间分配明确任务1.认识SLM3D打印机成形舱中的组件；2.了解各个部件的规格与作用；3.掌握成形舱组件的组装方法。了解本节课需要掌握的内容。通过讲述，使学生了解本节课需要掌握的内容。5分钟问题导入设置本节任务的疑问引导学生进行提问，引发学生思考。问题1：简述LCD调平步骤以及用到的工具？问题2：简述成形舱组件的功能是什么？复习之前学习的知识，并带着问题思考本节课所要掌握的内容。引导学生从已经掌握的知识中拓展延伸到新知识的学习。10分钟教学实施一、新知讲授组装SLM3D打印机的成形舱组件：展示SLM3D打印机的成形舱组件，介绍其功能和作用。图4-1SLM3D打印机的成形舱认识成形舱的主要部件：强调每个部件在成形舱组件中的规格与作用。学习并掌握成形舱组件的组装方法：介绍组装的流程以及每一步骤的注意事项。1.了解实践操作之前必要的硬件基础知识。1.根据幻灯片讲解本节课需要掌握的基础知识。根据课堂气氛，增加适当引导和互动。15分钟教学实施二、实践准备装配过程学习：播放成形舱组件的组装方法视频，演示成形舱组件的组装过程。分组与分工：将学生分为若干小组，每组4-5人，明确小组长和成员职责。启动电脑中的虚拟仿真软件。2.观看成形舱组件组装视频。明确组员与组长，检查零部件是否与教材中要求的一致。2.播放成形舱组件组装视频。引导学生完成分组和虚拟仿真软件的启动和登录。10分钟教学实施三、实践操作学生按照教材上的装配指南和动画、视频的演示，在虚拟仿真软件中逐步组装成形舱组件。小组内成员相互协作，有疑问及时讨论，共同完成设备成形舱组件的组装任务。3.小组合作进行实践操作练习。根据实践过程中遇到的问题，组内讨论无解后向老师提问。3.教师巡回指导，解答学生疑问，纠正错误操作。针对多次出现的问题，进行集中讲解。30分钟教学扩展知识扩展学生通过深入阅读知识拓展模块，了解SLM（选择性激光熔化）技术的起源、当前国内外的发展状况，以及该技术的核心优势与面临的挑战。鼓励学生主动查阅相关资料，对SLM技术中存在的问题进行深入讨论，并探索可能的解决方案。组内成员互相交流、讨论，描述自己的结论和依据。将同学们的结论收集记录下来，对于有争议的问题可以向老师提问。4.小组成员进行阅读学习，学习完成后与小组成员进行组内交流讨论自己的想法观点。将想法收集起来。4.教师通过观察小组讨论学习状态，引导鼓励学生积极参与组内讨论，提高学生的组内参与度和思考能力。并且对于学生提出的问题进行解答。15分钟评价总结使用“任务评价”中的评价表完成教学实施过程的评价，以自我评价、小组评价、教师评价的形式按照分值点评学生对知识点的掌握情况。学生进行自评，小组内组内成员打分。教师根据实际情况进行评价。5分钟任课教师项目(任务)名称21899项目四SLM工艺3D打印设备的装调与应用任务2装调铺粉及密封腔系统授课班级课时2（90分钟）学习目标知识目标1.认识SLM3D打印机铺粉及密封腔系统2.了解各个部件的规格与作用3.掌握铺粉及密封腔系统的装调4.掌握气氛循环系统的装调技能目标1.深入理解铺粉系统的构造与功能；2.掌握密封腔的作用与气氛控制；3.理解铺粉系统关键部件的规格与功能：4.学会在虚拟仿真软件中组装与调试铺粉及密封腔系统。素养目标1.了解什么是社会责任感；2.理解提升社会责任感的重要性；3.掌握提升沟通与人际交往能力的具体方法。教学重点及难点教学重点：1.认识SLM3D打印机铺粉及密封腔系统；2.了解各个部件的规格与作用；3.掌握铺粉及密封腔系统的装调；4.掌握气氛循环系统的装调。教学难点：1.理解铺粉系统复杂结构与工作原理；2.掌握铺粉及密封腔系统的关键部件的精确装调。教学组织1.教师以班级为单位讲授组件的规格、作用等理论知识；2.后续以小组为单位进行组装方法的讲演与上机实践训练；3.学生根据分组实践过程总结问题，教师作现场答疑；4.练习、作业的安排：完成随堂训练，并在虚拟仿真软件中进行整个铺粉及密封腔系统的组装练习；5.多媒体等教学手段的应用：使用多媒体投影仪、拆装演示视频、拆装动画辅助教学。教学资源教学媒体一体化课堂展示媒体：投影仪、机房教学设备、工具、材料计算机、教材、投影仪、虚拟仿真软件、组装视频、组装动画、DPAM-1-4SLM拆装实操单元学习资料《增材制造工艺与装备》，魏青松、陈娟主编，机械工业出版社出版，ISBN：978-7-111-76393-2学业评价评价原则客观性：确保评价标准客观、公正，避免主观偏见。全面性：涵盖所有关键方面，确保评价的完整性。可操作性：评价标准应易于理解和操作，方便实施。评价方式定量评价：通过具体数据、指标进行量化评分。定性评价：依据描述性标准，进行主观判断和评价。评价内容知识技能：评价学生的知识掌握程度和技能水平。过程方法：评价学生的学习方法和学科思维，包括解决问题的策略、学习策略。学习态度：评估学生的学习态度、兴趣、价值观等。综合素质：评价学生的综合素质，如创新能力、团队合作能力、动手能力等。学习环节教学内容及过程学生活动教师活动时间分配明确任务1.认识SLM3D打印机铺粉及密封腔系统2.了解各个部件的规格与作用3.掌握铺粉及密封腔系统的装调4.掌握气氛循环系统的装调了解本节课需要掌握的内容。通过讲述，使学生了解本节课需要掌握的内容。5分钟问题导入设置本节任务的疑问引导学生进行提问，引发学生思考。问题1：伺服电缸在成形舱组件中起到什么作用？问题2：SLM3D打印机铺粉系统的主要作用是什么？问题3：密封腔使用惰性气体有哪些优势？复习之前学习的知识，并带着问题思考本节课所要掌握的内容。引导学生从已经掌握的知识中拓展延伸到新知识的学习。5分钟教学实施新知讲授SLM3D打印机铺粉及密封腔系统：介绍铺粉系统的基本组成及工作原理；讲解铺粉机构的工作特性对零件成形质量的影响；分析密封腔系统对打印质量的影响；讲解黑烟问题的产生原因及其对设备及打印过程的危害；介绍气体净化系统的组成及运行原理。关键部件的规格与作用：介绍气体净化系统的组成及作用（如风管、滤芯等）；讲解气体净化系统的工作原理及重要性；介绍铺粉系统的关键部件（如铺粉导轨组件、刮刀组件等）；讲解关键部件的规格、作用及其在系统中的位置。1.了解实践操作之前必要的硬件基础知识。1.根据幻灯片讲解本节课需要掌握的基础知识。根据课堂气氛，增加适当引导和互动。15分钟教学实施二、实践准备装配过程学习：播放组装视频，演示铺粉及密封腔系统的装配过程。分组与分工：将学生分为若干小组，每组4-5人，明确小组长和成员职责。启动电脑中的虚拟仿真软件。2.观看组装视频。明确组员与组长，检查零部件是否与教材中要求的一致。2.播放铺粉及密封腔系统装配视频。引导学生完成分组和零部件、装配工具的下发。10分钟教学实施三、实践操作学生按照教材上的装配指南和动画、视频的演示，在虚拟仿真软件中逐步组装铺粉及密封腔系统。小组内成员相互协作，共同完成装配任务。3.小组合作进行实践操作练习。根据实践过程中遇到的问题，组内讨论无解后向老师提问。3.教师巡回指导，解答学生疑问，纠正错误操作。针对多次出现的问题，进行集中讲解。30分钟教学扩展四、知识扩展学生按照教材上的知识扩展模块进行自学，同时可以查阅资料进行深入学习，自学完成以后进行组内交流讨论。组内成员互相交流、讨论，给成员分享自己查阅到的资料的收获。将组内讨论无果的问题进行汇总收集，随后向老师提问。4.小组成员进行阅读学习，学习完成后与小组成员进行组内讨论。针对讨论无果的问题向老师提问。4.教师通过观察小组讨论学习状态，引导鼓励学生积极参与组内讨论，提高学生的组内参与度和思考能力。并且对于学生提出的问题进行答疑。20分钟评价总结使用“任务评价”中的评价表完成教学实施过程的评价，以自我评价、小组评价、教师评价的形式按照分值点评学生对知识点的掌握情况。学生进行自评，小组内组内成员打分。教师根据实际情况进行评价。5分钟任课教师项目(任务)名称21899项目四SLM工艺3D打印设备的装调与应用 任务3组装密封腔与光路系统授课班级课时2（90分钟）学习目标知识目标1.认识SLM3D打印机的密封腔与光路系统；2.了解各个部件的规格与作用；技能目标1.掌握光路系统的装调方法；2.通过虚拟仿真软件掌握密封腔的组装方法。素养目标1.了解什么是社会责任感；2.掌握为什么要提高社会责任感：3.明确提高社会责任感的方法。教学重点及难点教学重点：1.掌握密封腔与光路系统的构成和功能；2.掌握密封腔与光路系统关键部件的规格与作用。教学难点：1.熟练密封腔的精准组装；2.熟练光路系统的装调方法。教学组织1.教师以班级为单位讲授密封腔与光路系统的规格、作用等理论知识；2.后续以小组为单位进行组装方法的讲演与上机实践训练；3.学生根据分组实践过程总结问题，教师作现场答疑；4.练习、作业的安排：完成随堂训练，并虚拟仿真软件中进行整个密封腔的组装与光路系统的装调练习；5.多媒体等教学手段的应用：使用虚拟仿真软件、多媒体投影仪、拆装演示视频、拆装动画辅助教学。教学资源教学媒体一体化课堂展示媒体：投影仪、机房教学设备、工具、材料计算机、教材、投影仪、虚拟仿真软件、组装视频、组装动画、DPAM-1-4SLM拆装实操单元学习资料《增材制造工艺与装备》，魏青松、陈娟主编，机械工业出版社出版，ISBN：978-7-111-76393-2学业评价评价原则客观性：确保评价标准客观、公正，避免主观偏见。全面性：涵盖所有关键方面，确保评价的完整性。可操作性：评价标准应易于理解和操作，方便实施。评价方式定量评价：通过具体数据、指标进行量化评分。定性评价：依据描述性标准，进行主观判断和评价。评价内容学习成果：评估学生知识掌握的程度和质量。学习态度：考察学生的学习态度、认真程度等。团队协作：评价学生在团队中的合作能力和贡献。创新能力：评估学生在解决问题、创新思维方面的表现。学习环节教学内容及过程学生活动教师活动时间分配明确任务1.认识SLM3D打印机的密封腔与光路系统；2.了解各个部件的规格与作用；3.掌握密封腔的组装方法；4.掌握光路系统的装调方法。了解本节课需要掌握的内容。通过讲述，使学生了解本节课需要掌握的内容。5分钟问题导入设置本节任务的疑问引导学生进行提问，引发学生思考。问题1：简述成形舱具备的特性？问题2：简述密封腔的外部结构构成？问题3：工业领域常见的激光器有哪几种类型？复习之前学习的知识，并带着问题思考本节课所要掌握的内容。引导学生从已经掌握的知识中拓展延伸到新知识的学习。10分钟教学实施一、新知讲授组装SLM3D打印机的密封腔与光路系统：展示SLM3D打印机的密封腔与光路系统，介绍其功能和作用。图4-35密封腔与光路系统认识密封腔与光路系统的主要部件：强调每个部件在密封腔与光路系统中的规格与作用。学习并掌握密封腔与光路系统的组装方法：介绍组装的流程以及每一步骤的注意事项。1.了解实践操作之前必要的硬件基础知识。1.根据幻灯片讲解本节课需要掌握的基础知识。根据课堂气氛，增加适当引导和互动。15分钟教学实施二、实践准备装配过程学习：播放密封腔与光路系统的组装方法视频，演示密封舱与光路系统的组装过程。分组与分工：将学生分为若干小组，每组4-5人，明确小组长和成员职责。启动电脑中的虚拟仿真软件。2.观看密封舱与光路系统组装视频。明确组员与组长，检查零部件是否与教材中要求的一致。2.播放密封舱与光路系统组装视频。引导学生完成分组和虚拟仿真软件的启动和登录。10分钟教学实施三、实践操作学生按照教材上的装配指南和动画、视频的演示，，在虚拟仿真软件中逐步组装密封舱与光路系统。小组内成员相互协作，共同完成设备密封舱与光路系统的组装任务。3.小组合作进行实践操作练习。根据实践过程中遇到的问题，组内讨论无解后向老师提问。3.教师巡回指导，解答学生疑问，纠正错误操作。针对多次出现的问题，进行集中讲解。30分钟教学扩展知识扩展学生通过深入阅读知识拓展模块，了解SLM3D打印设备中的技术在其他领域的应用、了解水冷系统、惰性气体在SLM中的重要作用以及其它领域的作用。随后查阅资料查阅SLM技术在医疗领域的应用案例，并说说其技术优势和潜在挑战。组内成员互相交流、讨论，描述自己的结论和依据。将同学们的结论收集记录下来，对于有争议的问题可以向老师提问。4.小组成员进行阅读学习，学习完成后与小组成员进行组内交流讨论自己的想法观点。将想法收集起来。4.教师通过观察小组讨论学习状态，引导鼓励学生积极参与组内讨论，提高学生的组内参与度和思考能力。并且对于学生提出的问题进行解答。15分钟评价总结使用“任务评价”中的评价表完成教学实施过程的评价，以自我评价、小组评价、教师评价的形式按照分值点评学生对知识点的掌握情况。学生进行自评，小组内组内成员打分。教师根据实际情况进行评价。5分钟任课教师项目(任务)名称项目四SLM工艺3D打印设备的装调与应用任务4装调SLM工艺3D打印机授课班级课时2（90分钟）学习目标知识目标1.了解电气调试的原因及方法2.了解光路调试的原因及方法3.了解机械调试的原因及方法技能目标掌握通电检测的方法素养目标1.了解什么是社会责任感；2.理解提升社会责任感的重要性；3.掌握提升沟通与人际交往能力的具体方法。教学重点及难点教学重点：1.能够正确连接SLM3D打印机电源线路、信号线路及通讯线路；2.掌握通电前检测和通电检测的具体步骤；3.理解光路调试在3D打印中的重要性及其对打印质量的影响；4.掌握光路调试的基本步骤和方法；5.掌握SLM3D打印机机械调试的基本步骤和方法。教学难点：1.完全理解电气元件的线路连接以及元件之间的相互作用和关系；2.掌握电气调试操作的正确操作方法；3.掌握如何调整光斑参数对光斑质量进行优化；4.完全理解并能够独立进行SLM3D打印机的机械调试。教学组织1.教师以班级为单位讲授SLM3D打印机的耗材理论知识；2.以小组为单位进行讨论；3.学生根据分组讨论无果问题，教师作现场答疑；4.多媒体等教学手段的应用：使用多媒体投影仪辅助教学。教学资源教学媒体一体化课堂展示媒体：投影仪、机房教学设备、工具、材料计算机、教材、投影仪学习资料《增材制造工艺与装备》，魏青松、陈娟主编，机械工业出版社出版，ISBN：978-7-111-76393-2学业评价评价原则客观性：确保评价标准客观、公正，避免主观偏见。全面性：涵盖所有关键方面，确保评价的完整性。可操作性：评价标准应易于理解和操作，方便实施。评价方式定量评价：通过具体数据、指标进行量化评分。定性评价：依据描述性标准，进行主观判断和评价。评价内容知识技能：评价学生的知识掌握程度和技能水平。过程方法：评价学生的学习方法和学科思维，包括解决问题的策略、学习策略。情感态度：评估学生的学习态度、兴趣、价值观等。综合素质：评价学生的综合素质，如创新能力、团队合作能力、社会责任感等。学习环节教学内容及过程学生活动教师活动时间分配明确任务1.了解电气调试的原因及方法2.了解光路调试的原因及方法3.了解机械调试的原因及方法了解本节课需要掌握的内容。通过讲述，使学生了解本节课需要掌握的内容。5分钟问题导入设置本节任务的疑问引导学生进行提问，引发学生思考。问题1：光路系统中激光器的作用是什么？问题2：在SLM3D打印过程中，哪些因素会直接影响到打印结果的质量和精度？问题3：机械调试的主要目的是什么？复习之前学习的知识，并带着问题思考本节课所要掌握的内容。引导学生从已经掌握的知识中拓展延伸到新知识的学习。10分钟教学实施一、新知讲授1.电气调试介绍SLM3D打印机的电气系统组成，包括电源系统、控制系统、电机和运动系统等。讲解电气调试的目的和意义，以及电气调试的基本步骤和方法。展示电气元件连接指南（表4-5），并逐一介绍每个电气元件的作用和连接方法。2.光路调试讲解光路调试的目的和意义。介绍光路调试中的关键元件和原理，如激光器、准直器、振镜等。演示光路调试的基本步骤和方法。机械调试讲解机械调试的目的和意义。介绍机械调试的主要步骤和流程。强调参数调整的准确性和精度控制的重要性。1.了解实践操作之前必要的硬件基础知识。1.根据幻灯片讲解本节课需要掌握的基础知识。根据课堂气氛，增加适当引导和互动。45分钟教学扩展二、知识扩展概述激光工程净成形技术、电子束选区熔化技术、直接金属激光烧结的起源以及发展现状。2.教师讲述完毕后，进行小组讨论。2.教师对知识拓展内容进行讲述。15分钟评价总结使用“任务评价”中的评价表完成教学实施过程的评价，以自我评价、小组评价、教师评价的形式按照分值点评学生对知识点的掌握情况。学生进行自评，小组内组内成员打分。教师根据实际情况进行评价。5分钟任课教师项目(任务)名称21899项目四SLM工艺3D打印设备的装调与应用 任务5了解SLM工艺3D打印设备的操作与应用授课班级课时2（90分钟）学习目标知识目标不同的耗材与特性；SLM工艺3D打印的应用领域。技能目标1.掌握SLM工艺3D打印设备的操作；2.掌握SLM工艺3D打印设备的调试流程。素养目标1.了解什么是社会责任感；2.掌握为什么要提高社会责任感：3.明确提高社会责任感的方法。教学重点及难点教学重点：1.熟练操作SLM工艺3D打印设备；2.深入理解不同耗材的特性。教学难点：1.精通设备操作的调试流程；2.掌握不同耗材对打印质量的影响。教学组织1.教师以班级为单位讲授SLM工艺3D打印设备的操作与应用等理论知识；2.后续以小组为单位进行组装方法的讲演与上机实践训练；3.学生根据分组实践过程总结问题，教师作现场答疑；4.练习、作业的安排：完成随堂训练，并在虚拟仿真软件中进行SLM工艺3D打印设备的操作练习；5.多媒体等教学手段的应用：使用虚拟仿真软件、多媒体投影仪、拆装演示视频、拆装动画辅助教学。教学资源教学媒体一体化课堂展示媒体：投影仪、机房教学设备、工具、材料计算机、教材、投影仪、虚拟仿真软件、组装视频、组装动画、DPAM-1-4SLM拆装实操单元学习资料《增材制造工艺与装备》，魏青松、陈娟主编，机械工业出版社出版，ISBN：978-7-111-76393-2学业评价评价原则客观性：确保评价标准客观、公正，避免主观偏见。全面性：涵盖所有关键方面，确保评价的完整性。可操作性：评价标准应易于理解和操作，方便实施。评价方式定量评价：通过具体数据、指标进行量化评分。定性评价：依据描述性标准，进行主观判断和评价。评价内容学习成果：评估学生知识掌握的程度和质量。学习态度：考察学生的学习态度、认真程度等。团队协作：评价学生在团队中的合作能力和贡献。创新能力：评估学生在解决问题、创新思维方面的表现。学习环节教学内容及过程学生活动教师活动时间分配明确任务SLM工艺3D打印设备的操作；不同的耗材与特性；SLM工艺3D打印的应用领域。了解本节课需要掌握的内容。通过讲述，使学生了解本节课需要掌握的内容。5分钟问题导入设置本节任务的疑问引导学生进行提问，引发学生思考。问题1：为什么要进行机械调试？问题2：设备调试分为哪几个步骤？问题3：SLM工艺3D打印应用在哪些领域？复习之前学习的知识，并带着问题思考本节课所