XXXX職業(yè)技術(shù)學(xué)院《3D打印與逆向建?！稰AGE7智能制造學(xué)院數(shù)控教研室XXX《3D打印與逆向建?！方贪附虒W(xué)單位：授課學(xué)期：教學(xué)班級(jí)：授課教師：授課學(xué)時(shí)：課程類型：智能制造學(xué)院2024-2025-223機(jī)制2、4、5班XXX48講練一體任務(wù)1-1認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)任務(wù)1-2打印機(jī)與材料教案課程名稱3D打印與逆向建模授課學(xué)期2024-2025-2授課教師XXX課題序號(hào)任務(wù)1.1任務(wù)1.2授課班級(jí)2023級(jí)機(jī)制授課課時(shí)2課時(shí)教學(xué)場(chǎng)所C208增材制造實(shí)訓(xùn)室教材及參考書XXX主編3D打印技術(shù)與逆向工程實(shí)例教程機(jī)械工業(yè)出版社授課章節(jié)名稱項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)3D打印任務(wù)1-1認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)任務(wù)1-2打印機(jī)與材料教學(xué)目標(biāo)任務(wù)1-1認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)任務(wù)1-2打印機(jī)與材料的知識(shí)知識(shí)目標(biāo)認(rèn)知：能說(shuō)出3D打印技術(shù)的基本概念（增材制造）、工作原理（分層加工、疊加成型）及其與傳統(tǒng)減材制造的區(qū)別。

2.理解：能闡述3D打印技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域（如原型制造、醫(yī)療、教育、文創(chuàng)等）及其價(jià)值。

3.區(qū)分：能列舉至少三種不同類型的3D打印技術(shù)（如FDM、SLA、SLS）并簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。1.認(rèn)知：能識(shí)別桌面級(jí)FDM3D打印機(jī)的基本組成部分（如噴頭、熱床、步進(jìn)電機(jī)、擠出機(jī)）并了解其功能。

2.理解：能說(shuō)出常見(jiàn)3D打印材料（如PLA,ABS,PETG,樹(shù)脂）的基本特性（強(qiáng)度、耐溫、打印難度、應(yīng)用場(chǎng)景）。

3.應(yīng)用：能根據(jù)簡(jiǎn)單的打印需求，初步選擇合適的打印材料。能力目標(biāo)?1.通過(guò)案例視頻、圖片展示和小組討論，體驗(yàn)3D打印技術(shù)從數(shù)字模型到實(shí)體零件的完整流程，構(gòu)建對(duì)增材制造的整體認(rèn)知。

2.通過(guò)對(duì)比分析3D打印與傳統(tǒng)制造方式的優(yōu)劣，培養(yǎng)批判性思維和技術(shù)選型能力。1.通過(guò)實(shí)物觀察、動(dòng)手組裝打印機(jī)簡(jiǎn)單部件（如安裝耗材）和材料樣品對(duì)比，直觀了解設(shè)備結(jié)構(gòu)與材料特性。

2.通過(guò)分析不同材料的數(shù)據(jù)手冊(cè)和打印案例，學(xué)習(xí)根據(jù)產(chǎn)品功能需求進(jìn)行材料選型的基本方法。素質(zhì)目標(biāo)?1.感受先進(jìn)制造技術(shù)的顛覆性潛力，激發(fā)對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)。

2.培養(yǎng)關(guān)注科技發(fā)展、樂(lè)于接受新事物的科學(xué)素養(yǎng)。

3.樹(shù)立技術(shù)應(yīng)用于社會(huì)、服務(wù)生活的價(jià)值觀。1.培養(yǎng)規(guī)范操作、安全第一（如高溫、用電安全）的設(shè)備使用意識(shí)。

2.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工程態(tài)度，理解材料選擇對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的重要性。

3.建立環(huán)保意識(shí)，思考可降解材料的使用與打印廢料的處理。教學(xué)內(nèi)容1.核心安全教育?2.3D打印定義3.3D打印技術(shù)的發(fā)展歷史。4.3D打印在各行業(yè)（工業(yè)、醫(yī)療、教育、文化創(chuàng)意等）的應(yīng)用案例賞析。5.3D打印機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（框架、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、擠出系統(tǒng)、熱床等）。6.常見(jiàn)材料：PLA、ABS、PETG、TPU、光敏樹(shù)脂、金屬粉末、尼龍粉末的特性（強(qiáng)度、韌性、耐溫性、應(yīng)用場(chǎng)景）?；顒?dòng)設(shè)計(jì)1.養(yǎng)成文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)習(xí)慣。2.教師展示各類3D打印成品，學(xué)生分組討論其可能的生產(chǎn)方式與應(yīng)用價(jià)值。3.【安全第一】教師示范操作，學(xué)生簽署安全承諾書。現(xiàn)場(chǎng)辨識(shí)材料，了解其存放要求。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)1.3D打印定義（增材v.s.減材）

2.發(fā)展歷史與應(yīng)用領(lǐng)域（醫(yī)療、航空、文創(chuàng)等）

3.基本流程：建模-切片-打印4.FDM打印機(jī)結(jié)構(gòu)剖析

5.常見(jiàn)材料：PLA,ABS,樹(shù)脂,尼龍等特性、用途與環(huán)保性

6.核心：安全教育資源與工具PPT、視頻、實(shí)物樣品；實(shí)物打印機(jī)、材料樣品、安全手冊(cè)教學(xué)方法教授法、討論法、演示法、自主學(xué)習(xí)法、探究法評(píng)價(jià)方式課堂提問(wèn)、小組發(fā)言；安全知識(shí)小測(cè)驗(yàn)板書設(shè)計(jì)任務(wù)1.1認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)任務(wù)1.2打印機(jī)與材料任務(wù)1.1認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)——從“減材”到“增材”的制造革命??一、3D打印核心概念（是什么？）?學(xué)名：增材制造?核心思想：離散-堆積原理?定義：基于三維數(shù)字模型，通過(guò)將材料逐層疊加來(lái)制造物體的技術(shù)。?與傳統(tǒng)制造對(duì)比：???1.減法制造（CNC雕刻）：去除材料——做減法??2.等材制造（鑄造成型）：模具定型——做等量??3.增材制造（3D打?。禾砑硬牧稀黾臃??二、3D打印通用工作流程??三步法：???1.三維建模：使用CAD軟件（如SolidWorks，F(xiàn)usion360）創(chuàng)建數(shù)字模型。?2.切片處理：（關(guān)鍵步驟）??軟件：Cura，Simplify3D。作用：將三維模型“切”成逐層的二維平面，生成打印機(jī)可識(shí)別的文件格式。?3.打印成型：打印機(jī)逐層打印，最終得到實(shí)體。?三、主要技術(shù)分類（按成型工藝）?1.熔融沉積成型（FDM）-最常用材料：熱塑性線材（PLA，ABS）原理：加熱噴頭熔化絲材，像“擠牙膏”一樣堆疊。?2.光固化成型（SLA/DLP）-高精度材料：光敏樹(shù)脂。原理：利用紫外激光或光投影使液態(tài)樹(shù)脂逐層固化。?3.選擇性激光燒結(jié)（SLS）-高強(qiáng)度材料：尼龍、金屬等粉末原理：用激光束選擇性燒結(jié)粉末材料成型。?四、技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域??優(yōu)點(diǎn)：???個(gè)性化/復(fù)雜結(jié)構(gòu)：制造傳統(tǒng)工藝難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜幾何形狀。?快速原型：極大縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。?材料多樣性：塑料、樹(shù)脂、金屬、陶瓷等。?幾乎零浪費(fèi)：添加式制造，材料利用率高。?局限：打印速度相對(duì)較慢。強(qiáng)度和表面光潔度有時(shí)不及傳統(tǒng)工藝。成本隨精度和尺寸增加而升高。?應(yīng)用領(lǐng)域：原型驗(yàn)證、醫(yī)療器械（假肢、牙科）、文化創(chuàng)意、航空航天、教育科研、個(gè)性化定制。任務(wù)1.2了解3D打印機(jī)與材料——機(jī)器的構(gòu)成與材料的靈魂?一、3D打印機(jī)的分類??按技術(shù)原理：FDM，SLA，SLS...按應(yīng)用場(chǎng)景：???桌面級(jí)：小型、廉價(jià)，主要用于教育和創(chuàng)意（FDM為主）。?工業(yè)級(jí)：大型、高精度、高強(qiáng)度，用于直接制造（SLS，金屬3D打?。?二、FDM打印機(jī)核心機(jī)械結(jié)構(gòu)（重點(diǎn)）???1.框架結(jié)構(gòu)：整機(jī)的基礎(chǔ)，保證穩(wěn)定性。2.運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)：??步進(jìn)電機(jī)：提供精確的轉(zhuǎn)動(dòng)控制。?同步帶/絲桿：將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。?3.擠出系統(tǒng)：“心臟”???送料器（擠出機(jī)）：推動(dòng)絲材前進(jìn)。?熱端：加熱并熔化絲材，從噴嘴擠出。噴嘴直徑（如0.4mm）決定打印精度和速度。?4.熱床：加熱的打印平臺(tái)，防止模型翹曲。?三、常見(jiàn)FDM打印材料（重點(diǎn)）???1.PLA（聚乳酸）：入門首選??特點(diǎn)：環(huán)保（可降解）、打印溫度低（190-220°C）、無(wú)異味、硬度高、易翹曲。?適用：概念模型、展示件、教育項(xiàng)目。?2.ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）：???經(jīng)典工程塑料??特點(diǎn)：強(qiáng)度好、耐熱性高、有韌性、但打印收縮大、易翹曲、打印時(shí)有氣味。?適用：需要一定強(qiáng)度和耐熱的零件、外殼。?要求：需要加熱床，最好在封閉環(huán)境中打印。?3.PETG（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）：???PLA和ABS的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合??特點(diǎn)：強(qiáng)度韌性好、耐化學(xué)腐蝕、打印氣味小、不易翹曲。?適用：功能性零件、容器、戶外用品。?4.TPU（熱塑性聚氨酯）：柔性材料??特點(diǎn)：具有彈性、耐磨、抗沖擊。?適用：手機(jī)殼、減震墊、軟質(zhì)接頭等。?四、打印機(jī)與材料選型要點(diǎn)??根據(jù)需求選擇：???要精度->關(guān)注層高（如0.1mm）、打印機(jī)穩(wěn)定性->材料選PLA。?要強(qiáng)度/耐熱？->關(guān)注打印機(jī)框架和熱床溫度->材料選ABS，PETG。?要柔性？->關(guān)注打印機(jī)擠出機(jī)構(gòu)（需支持柔性材料）->材料選TPU。?口訣：“先定應(yīng)用，再選材料，后配設(shè)備”?【核心安全教育】??1.用電安全：規(guī)范插拔電源，避免線路過(guò)載。2.高溫防護(hù)：嚴(yán)禁觸碰高溫噴嘴和熱床，操作時(shí)佩戴手套。3.運(yùn)動(dòng)部件：打印機(jī)運(yùn)行時(shí)勿將身體任何部位伸入運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)。4.材料安全：避免長(zhǎng)時(shí)間吸入打印產(chǎn)生的微小顆粒（尤其是ABS），保持環(huán)境通風(fēng)；操作光敏樹(shù)脂需佩戴手套和護(hù)目鏡，防止皮膚接觸和液體濺射。5.火災(zāi)預(yù)防：打印機(jī)工作時(shí)不得無(wú)人值守，周圍清除易燃物。教學(xué)方法：強(qiáng)調(diào)、演示、簽署安全操作承諾書。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)：安全教育任務(wù)1-1認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課前任務(wù)?1.課前2天，利用超星學(xué)習(xí)通發(fā)布“頭腦風(fēng)暴”問(wèn)題：“假牙、假肢是如何被精準(zhǔn)定制出來(lái)的？”

2.討論：除了傳統(tǒng)的切割、打磨，還有哪些產(chǎn)品成型方式？

3.思考：在設(shè)備操作中，應(yīng)注意哪些安全問(wèn)題？布置課前任務(wù)，推送相關(guān)微視頻、新聞鏈接，引導(dǎo)學(xué)生思考。登錄平臺(tái)，查閱資料，參與討論，形成初步觀點(diǎn)。激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，建立對(duì)增材制造的初步概念，引導(dǎo)安全意識(shí)?？记谡n堂考勤清點(diǎn)人數(shù)，記錄考勤。班干部報(bào)告出勤情況。培養(yǎng)紀(jì)律性。導(dǎo)入新課??展示3D打印的各類應(yīng)用（醫(yī)療、航天、文創(chuàng)等）實(shí)物或視頻。

2.針對(duì)課前討論進(jìn)行解答和總結(jié)，引出“增材制造”概念。

3.簡(jiǎn)述課程定位、內(nèi)容及考核方式，強(qiáng)調(diào)安全與創(chuàng)新的重要性。播放震撼視頻，提問(wèn)互動(dòng)，對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)反饋給予肯定和點(diǎn)評(píng)。觀看、驚嘆、思考、回答老師提問(wèn)。直觀感受3D打印技術(shù)的魅力與廣泛應(yīng)用，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和意義?；?dòng)導(dǎo)入??【教師】請(qǐng)學(xué)生根據(jù)課前學(xué)習(xí)，列舉生活中已知或想象的3D打印產(chǎn)品。

【教師】組織發(fā)言和簡(jiǎn)短討論。鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)言，引導(dǎo)學(xué)生思考技術(shù)背后的原理。積極思考，主動(dòng)發(fā)言，聆聽(tīng)同學(xué)分享。調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，激活課堂氛圍，鍛煉表達(dá)能力。課程準(zhǔn)入考試登陸學(xué)習(xí)通平臺(tái)，完成《增材制造實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入考試》。監(jiān)考，解答系統(tǒng)操作問(wèn)題。認(rèn)真答題，獨(dú)立完成。強(qiáng)制鞏固安全知識(shí)，實(shí)行安全一票否決制，達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)入實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。課堂小結(jié)??總結(jié)本次課核心內(nèi)容：3D打印是什么、能做什么、安全怎么做。提問(wèn)式總結(jié)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)。跟隨老師回顧，回答小結(jié)性問(wèn)題。強(qiáng)化記憶，形成知識(shí)閉環(huán)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)——任務(wù)1.2打印機(jī)與材料教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課前任務(wù)查閱資料，了解國(guó)內(nèi)外主流3D打印機(jī)品牌及其特點(diǎn)了解PLA和ABS材料的區(qū)別。發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)清單。分組查閱資料，形成報(bào)告。培養(yǎng)學(xué)生信息檢索和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。導(dǎo)入新課展示桌面級(jí)和工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)實(shí)物/圖片，提問(wèn)：“這些機(jī)器有什么區(qū)別？引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考。觀察、比較、回答。通過(guò)對(duì)比，激發(fā)學(xué)生對(duì)不同層級(jí)設(shè)備的好奇心。傳授新知?一、3D打印機(jī)分類與結(jié)構(gòu)

1.桌面級(jí)(FDM)：結(jié)構(gòu)（框架、步進(jìn)電機(jī)、噴頭、熱床）、工作原理、應(yīng)用場(chǎng)景（教學(xué)、原型驗(yàn)證）。

2.工業(yè)級(jí)(SLS/SLA等)：簡(jiǎn)介其更高精度、強(qiáng)度及特殊應(yīng)用（如金屬打?。?。

二、3D打印材料世界?

1.FDM材料：PLA（環(huán)保、易打）、ABS（強(qiáng)度高、需保溫）、PETG（韌性好）、TPU（柔性）。

2.光敏樹(shù)脂：高精度、易脆，用于SLA/DLP。

3.金屬粉末&尼龍粉末：用于SLS/SLM，制造高強(qiáng)度功能件。

4.材料選擇原則：根據(jù)模型用途（展示件or功能件）、精度要求、成本綜合考慮。展示不同打印機(jī)和材料樣品。結(jié)合實(shí)物講解特性，讓學(xué)生觸摸、觀察不同材料的打印樣件。直觀認(rèn)識(shí)設(shè)備與材料，記錄不同材料的特性和適用場(chǎng)景。使學(xué)生能識(shí)別常見(jiàn)設(shè)備類型，并根據(jù)未來(lái)任務(wù)需求正確選擇打印材料，奠定實(shí)踐基礎(chǔ)。課堂活動(dòng)材料辨識(shí)游戲：提供多種打印樣件和材料樣品，小組搶答判斷其材料和可能的打印工藝。組織活動(dòng)，擔(dān)任裁判。分組討論、搶答。鞏固所學(xué)知識(shí)，增加課堂趣味性。課堂小結(jié)總結(jié)打印機(jī)類型、材料特性及選型原則。提問(wèn)總結(jié)教學(xué)反思任務(wù)1-1認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)成功之處：??1.興趣激發(fā)效果顯著：通過(guò)展示航空航天、醫(yī)療定制、文物修復(fù)等領(lǐng)域的尖端應(yīng)用案例和視頻，成功激發(fā)了學(xué)生對(duì)3D打印技術(shù)的濃厚興趣和好奇心，課堂氛圍活躍，學(xué)生提問(wèn)積極。2.概念建構(gòu)較為清晰：采用“增材制造”與“減材制造”的對(duì)比講解，輔以生動(dòng)的動(dòng)畫演示，幫助學(xué)生較好地理解了3D打印“分層疊加”的核心原理，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定了必要的理論基礎(chǔ)。3.互動(dòng)討論引發(fā)思考：設(shè)置的“3D打印能做什么？”開(kāi)放式討論環(huán)節(jié)，有效引導(dǎo)學(xué)生將技術(shù)與生活實(shí)際相聯(lián)系，初步培養(yǎng)了其創(chuàng)新應(yīng)用意識(shí)。不足之處：??1.部分內(nèi)容略顯抽象：對(duì)于基礎(chǔ)較弱的學(xué)生而言，不同技術(shù)類型（FDM、SLA等）的原理區(qū)分仍顯得有些抽象，單純依靠圖片和講解難以形成深刻印象。2.前沿技術(shù)介紹時(shí)間不足：由于課時(shí)限制，對(duì)金屬3D打印等工業(yè)級(jí)前沿技術(shù)的介紹只能點(diǎn)到為止，未能充分展開(kāi)，部分學(xué)有余力的學(xué)生感到意猶未盡。改進(jìn)措施：??1.增強(qiáng)直觀體驗(yàn)：下次授課時(shí)，將攜帶FDM和SLA打印的實(shí)物樣品進(jìn)行傳閱對(duì)比，讓學(xué)生通過(guò)觸覺(jué)和視覺(jué)直觀感受不同工藝的差異，化抽象為具體。2.提供拓展資源：將一些前沿應(yīng)用的精彩短片或文章鏈接整理成學(xué)習(xí)資料包，分享給學(xué)有余力的學(xué)生，供其課后自主探索，滿足差異化學(xué)習(xí)需求。任務(wù)1-2

打印機(jī)與材料?成功之處：??1.實(shí)物教學(xué)效果突出：通過(guò)拆解一臺(tái)舊FDM打印機(jī)，讓學(xué)生親眼觀察擠出機(jī)、熱床、導(dǎo)軌等核心部件，對(duì)其功能和工作原理有了極為直觀和深刻的認(rèn)識(shí)，教學(xué)效果遠(yuǎn)勝純PPT講解。2.材料對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有效：組織學(xué)生分組觀察、彎折、加熱PLA、ABS、PETG等不同材料的打印樣條，使其對(duì)材料特性（強(qiáng)度、韌性、耐溫性）有了切身感受，材料選擇不再停留在紙面。3.安全規(guī)范入腦入心：通過(guò)展示高溫燙傷、材料堵塞等案例圖片，并嚴(yán)格演練操作流程，成功樹(shù)立了學(xué)生的安全操作意識(shí)，為后續(xù)實(shí)踐課的安全進(jìn)行打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。不足之處：??1.設(shè)備數(shù)量存在瓶頸：受限于設(shè)備數(shù)量和課時(shí)，無(wú)法讓每位學(xué)生都進(jìn)行完整的裝料、調(diào)平等操作練習(xí)，多以小組觀摩和教師演示為主，動(dòng)手操作覆蓋面不夠。2.參數(shù)理解存在難度：學(xué)生對(duì)切片軟件中層層疊疊的參數(shù)（如溫度、速度、冷卻）感到困惑，雖知其重要，但短時(shí)間內(nèi)難以理解其內(nèi)在關(guān)聯(lián)和調(diào)整邏輯。?改進(jìn)措施：??1.實(shí)行分站式循環(huán)練習(xí)：規(guī)劃“設(shè)備認(rèn)知區(qū)”、“材料辨別區(qū)”、“基礎(chǔ)操作區(qū)”等幾個(gè)站點(diǎn)，讓學(xué)生分組循環(huán)練習(xí)，增加單位時(shí)間內(nèi)的動(dòng)手機(jī)會(huì)。2.采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”講解參數(shù)：后續(xù)結(jié)合具體打印任務(wù)（如任務(wù)2-1），以“打印一個(gè)成功的小船”為目標(biāo)，反向推導(dǎo)需要設(shè)置哪些參數(shù)以及為何如此設(shè)置，讓學(xué)生在解決問(wèn)題中理解參數(shù)的意義。

任務(wù)1-3FDM工藝（熔融沉積成型）任務(wù)1-4SLA/DLP工藝（光固化）教案課程名稱3D打印與逆向建模授課學(xué)期2024-2025-2授課教師XXX課題序號(hào)任務(wù)1-3任務(wù)1-4授課班級(jí)23機(jī)制授課課時(shí)2課時(shí)教學(xué)場(chǎng)所C208增材制造實(shí)訓(xùn)室教材及參考書XXX主編3D打印技術(shù)與逆向工程實(shí)例教程機(jī)械工業(yè)出版社授課章節(jié)名稱項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)3D打印任務(wù)1-3FDM工藝（熔融沉積成型）任務(wù)1-4SLA/DLP工藝（光固化）教學(xué)目標(biāo)維度任務(wù)1-3FDM工藝（熔融沉積成型）任務(wù)1-4SLA/DLP工藝（光固化）知識(shí)目標(biāo)?1.原理：能闡述FDM技術(shù)的基本原理：將絲狀材料加熱熔融，通過(guò)噴嘴擠出后逐層堆積成型。

2.系統(tǒng)：能說(shuō)出FDM打印機(jī)的主要子系統(tǒng)（擠出機(jī)構(gòu)、加熱系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、成型平臺(tái)）及其作用。

3.參數(shù)：能理解影響FDM打印質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)（如層厚、打印溫度、填充密度、支撐結(jié)構(gòu)）及其設(shè)置邏輯。1.原理：能闡述SLA/DLP技術(shù)的基本原理：利用特定波長(zhǎng)的光選擇性照射液態(tài)光敏樹(shù)脂，使其逐層凝固成型。

2.區(qū)別：能比較SLA（點(diǎn)掃描）與DLP（面投影）兩種光固化技術(shù)在成像方式和精度、速度上的異同。

3.后處理：能描述光固化打印的完整后處理流程（清洗、二次固化）及其必要性。能力目標(biāo)?1.操作：能獨(dú)立完成FDM打印機(jī)的基本操作流程：調(diào)平平臺(tái)、裝填耗材、切片參數(shù)設(shè)置、開(kāi)始打印及取件。

2.故障識(shí)別：能初步識(shí)別并處理FDM打印的常見(jiàn)故障，如噴頭堵塞、底層翹邊、拉絲等。

3.優(yōu)化：能根據(jù)模型特點(diǎn)（如懸垂結(jié)構(gòu)）初步判斷并設(shè)置合理的支撐結(jié)構(gòu)。1.工藝選擇：能根據(jù)模型的精度、強(qiáng)度需求，對(duì)比FDM工藝，初步判斷是否應(yīng)選用SLA/DLP工藝。

2.安全操作：能在教師指導(dǎo)下，規(guī)范、安全地進(jìn)行光固化打印操作（如佩戴手套處理樹(shù)脂、避免光源直射）。

3.后處理：能獨(dú)立或協(xié)作完成樹(shù)脂模型的清洗和二次固化操作。素質(zhì)目標(biāo)?1.培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力和耐心細(xì)致的操作習(xí)慣（FDM打印耗時(shí)較長(zhǎng)）。

2.立成本意識(shí)，理解打印參數(shù)（如填充率）對(duì)材料消耗和打印時(shí)間的影響。

3.培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并嘗試解決問(wèn)題的工程思維。1.樹(shù)立強(qiáng)烈的安全與環(huán)保意識(shí)，規(guī)范處理化學(xué)品（樹(shù)脂），做好個(gè)人防護(hù)。

2.培養(yǎng)對(duì)高精度模型的審美追求和精益求精的工匠精神。

3.培養(yǎng)根據(jù)產(chǎn)品最終用途科學(xué)選擇制造工藝的決策能力。教學(xué)內(nèi)容1.“逐層堆疊”原理，送絲-加熱-擠出-冷卻成型過(guò)程。2.“液體樹(shù)脂光固化”原理，刮刀、激光/光源、升降平臺(tái)的工作過(guò)程?；顒?dòng)設(shè)計(jì)1.動(dòng)畫、剖切樣品、Cura軟件演示2.SLA打印機(jī)、樹(shù)脂件、護(hù)具展示教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)熔融擠出、層層堆積原理

2.工藝流程與參數(shù)（溫度、層厚）

3.優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)景FDM打印機(jī)結(jié)構(gòu)剖析

4.光固化原理（點(diǎn)掃描v.s.面投影）

5.工藝流程（刮刀、回收）

6.高精度特點(diǎn)與后處理復(fù)雜性7.常見(jiàn)材料：PLA,ABS,樹(shù)脂,尼龍等特性、用途與環(huán)保性

資源與工具PPT、視頻、實(shí)物樣品；實(shí)物打印機(jī)、材料樣品、安全手冊(cè)教學(xué)方法2023級(jí)機(jī)制法、實(shí)物（打印件）展示、對(duì)比講解。動(dòng)畫演示、高精度打印件展示。評(píng)價(jià)方式隨堂練習(xí)，對(duì)比表格填空板書設(shè)計(jì)任務(wù)1-3熔融沉積成型工藝（FDM）任務(wù)1-4光固化成型工藝（SLA/DLP）任務(wù)1-3FDM工藝——桌面打印的主流技術(shù)??一、技術(shù)原理??全稱：熔融沉積成型?核心：熱熔、擠出、堆積??形象比喻：“智能熱膠槍”???過(guò)程：將熱塑性絲材在噴頭內(nèi)加熱熔化，通過(guò)噴嘴擠出，在軟件控制下沿指定路徑運(yùn)動(dòng)，在平臺(tái)上逐層沉積、冷卻凝固，最終成型。?二、工藝流程（流程圖）???1.送料：步進(jìn)電機(jī)將絲材送入加熱塊。?2.加熱熔化：絲材在熱端內(nèi)被加熱至熔融狀態(tài)。?3.擠出堆積：熔融材料從噴嘴擠出，沉積在平臺(tái)或前一圖層上。?4.冷卻固化：材料與冷空氣接觸，迅速冷卻固化成型。?5.平臺(tái)下降：完成一層后，打印平臺(tái)下降一個(gè)層厚的高度。?6.循環(huán)往復(fù)：重復(fù)步驟1-5，直至工件完成。?圖1-15熔融沉積成型技術(shù)工藝原理圖1-16熔融沉積成型技術(shù)工藝流程三、優(yōu)缺點(diǎn)分析??1.優(yōu)點(diǎn)：???1）設(shè)備/材料成本低，普及度最高。2）操作相對(duì)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。3）材料種類豐富（PLA,ABS,PETG,TPU等）。4）安全性較高，通常無(wú)需特殊防護(hù)。?2.缺點(diǎn)：???1）表面有明顯層紋，精度和光潔度相對(duì)較低。2）需要添加支撐結(jié)構(gòu)，影響表面質(zhì)量。3）因?qū)娱g結(jié)合力，Z軸強(qiáng)度通常低于XY軸。4）打印速度相對(duì)較慢。?四、適用場(chǎng)景?概念驗(yàn)證、設(shè)計(jì)原型。教學(xué)演示、創(chuàng)客制作。對(duì)強(qiáng)度有要求的功能性測(cè)試件。簡(jiǎn)單的定制化工具、夾具。任務(wù)1-4SLA/DLP工藝——高精度細(xì)節(jié)之王?一、技術(shù)原理??全稱：立體光固化/數(shù)字光處理?核心：光敏樹(shù)脂、選擇性固化??形象比喻：“層層雕刻的冰塊”???過(guò)程：???SLA：紫外激光束在液態(tài)光敏樹(shù)脂液面上點(diǎn)掃描，固化截面。?DLP：使用投影儀將整個(gè)截面圖形一次投影到液面，實(shí)現(xiàn)面曝光，一次固化一層。?圖1-18立體光固化技術(shù)的打印原理二、工藝流程（流程圖）???1.建立涂層：構(gòu)建平臺(tái)下降，在料槽底部與離型膜之間形成薄層樹(shù)脂。?2.曝光固化：???SLA：激光器根據(jù)截面數(shù)據(jù)，在液面上掃描照射，固化樹(shù)脂。?DLP：影儀將整個(gè)截面圖像投射到液面，照射固化。?3.平臺(tái)提升：平臺(tái)抬升，使固化層與料槽底部分離（離型過(guò)程）。?4.循環(huán)往復(fù)：平臺(tái)下降一個(gè)層厚，重復(fù)步驟1-3，工件在平臺(tái)底部倒置生長(zhǎng)。?三、優(yōu)缺點(diǎn)分析??1.優(yōu)點(diǎn)：???1）打印精度極高，表面質(zhì)量好，幾乎無(wú)層紋感。2）可制作非常精細(xì)的細(xì)節(jié)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)。3）打印速度相對(duì)較快（尤其是DLP面曝光）。?2.缺點(diǎn)：??1）光敏樹(shù)脂成本較高，且有保質(zhì)期。2）樹(shù)脂材料性能較脆，耐候性差（易老化）。3）需要后處理清洗和二次固化，流程繁瑣。4）樹(shù)脂有毒性，需佩戴手套操作，避免接觸皮膚。?四、適用場(chǎng)景?對(duì)精度和表面光潔度要求高的手板模型。珠寶首飾鑄造母模、牙科醫(yī)療模型。精密零件驗(yàn)證、微縮模型。動(dòng)漫手辦、藝術(shù)創(chuàng)作。?選擇口訣：???要強(qiáng)度、要耐用、低成本？->選FDM！??對(duì)比項(xiàng)FDM（熔融沉積）??SLA/DLP（光固化）??成型原理熱熔，擠壓堆積常溫，光照固化核心材料熱塑性塑料（PLA/ABS等）光敏樹(shù)脂打印精度較低?（層厚通常0.1-0.3mm）極高?（層厚可達(dá)0.025-0.1mm）表面質(zhì)量有明顯層紋，較粗糙光滑細(xì)膩，細(xì)節(jié)清晰材料強(qiáng)度力學(xué)性能好，韌性佳較脆，易老化，強(qiáng)度一般成本特點(diǎn)設(shè)備/材料成本低?設(shè)備/材料成本相對(duì)較高后處理去除支撐，相對(duì)簡(jiǎn)單需清洗、二次固化，較繁瑣安全環(huán)保操作簡(jiǎn)單，基本無(wú)毒樹(shù)脂有刺激性，需防護(hù)通風(fēng)核心應(yīng)用功能原型、教育、工具高精度外觀件、醫(yī)療、珠寶?要精度、要細(xì)節(jié)、要光滑？->選光固化！FDM與SLA/DLP核心對(duì)比?教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)：任務(wù)1-3熔融沉積成型工藝（FDM）??教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課前任務(wù)復(fù)習(xí)任務(wù)1-2中關(guān)于FDM打印機(jī)的內(nèi)容?？记谡n堂考勤清點(diǎn)人數(shù)。-常規(guī)管理。導(dǎo)入新課拿起一個(gè)FDM打印件，提問(wèn)：“這個(gè)物件是如何被‘打印’出來(lái)的？一層一層是怎么粘在一起的？”，引出對(duì)FDM工藝原理的深入探究。展示打印件，提問(wèn)。觀察、思考。聚焦本課主題，激發(fā)求知欲。傳授新知???FDM工藝詳解?

1.原理：詳細(xì)講解“送絲-加熱-擠出-冷卻-層層堆積”的全過(guò)程。（播放高清動(dòng)畫）

2.工藝流程：建模->切片->傳輸->打印。

3.優(yōu)缺點(diǎn)?：

-優(yōu)點(diǎn)：成本低、材料多、操作相對(duì)簡(jiǎn)單。

-缺點(diǎn)：層紋明顯、表面粗糙、精度相對(duì)較低、懸空結(jié)構(gòu)需支撐。

4.應(yīng)用場(chǎng)景：概念原型、功能原型、教育模型、創(chuàng)意產(chǎn)品。播放原理動(dòng)畫。解剖一個(gè)FDM打印件，讓學(xué)生觀察層紋。對(duì)比不同參數(shù)（如層高）打印的樣件效果。觀看動(dòng)畫，理解原理。觀察實(shí)物，加深感性認(rèn)識(shí)。深入理解最主流的桌面級(jí)3D打印技術(shù)原理，明確其能力邊界和適用場(chǎng)景，為后續(xù)實(shí)操提供理論指導(dǎo)。課堂小結(jié)總結(jié)FDM技術(shù)原理、特點(diǎn)及適用性?？偨Y(jié)歸納。聆聽(tīng)、記憶。鞏固新知。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)：任務(wù)1-4光固化成型工藝（SLA/DLP）教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課前任務(wù)思考：如何實(shí)現(xiàn)比FDM更高精度的打印？考勤課堂考勤清點(diǎn)人數(shù)。-常規(guī)管理。導(dǎo)入新課展示一個(gè)SLA打印的高精度模型（如珠寶、牙模），與FDM打印件對(duì)比，提問(wèn)：“為什么它能如此光滑精細(xì)？”，引出光固化技術(shù)。展示高對(duì)比度實(shí)物，激發(fā)興趣。觀察、比較、感到驚嘆。通過(guò)強(qiáng)烈對(duì)比，凸顯光固化工藝的優(yōu)勢(shì)，引發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。傳授新知??光固化工藝詳解?

1.原理：詳細(xì)講解“液態(tài)光敏樹(shù)脂在特定波長(zhǎng)光源（激光/SLA或投影/DLP）照射下發(fā)生固化”的原理。（播放動(dòng)畫）

2.工藝流程：刮刀鋪料->光源曝光->平臺(tái)抬升。

3.優(yōu)缺點(diǎn)?：

-優(yōu)點(diǎn)：表面質(zhì)量極高、精度高、細(xì)節(jié)表現(xiàn)力強(qiáng)。

-缺點(diǎn)：材料脆、需后期處理（清洗、二次固化）、成本較高。

4.安全與后處理：重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)樹(shù)脂的腐蝕性和防護(hù)要求（手套、護(hù)目鏡），演示清洗和固化設(shè)備。播放原理動(dòng)畫。展示SLA打印機(jī)和高精度打印件。演示后處理過(guò)程，強(qiáng)調(diào)安全。觀看動(dòng)畫和演示。理解高精度背后的原理和復(fù)雜的后處理流程。掌握高精度打印工藝原理及安全操作規(guī)范，明確其與FDM技術(shù)的差異化應(yīng)用場(chǎng)景。課堂小結(jié)總結(jié)光固化技術(shù)原理、超高精度特點(diǎn)及后處理復(fù)雜性?？偨Y(jié)歸納。聆聽(tīng)、記憶。鞏固新知。教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課前任務(wù)復(fù)習(xí)任務(wù)1-2中關(guān)于FDM打印機(jī)的內(nèi)容?？记谡n堂考勤清點(diǎn)人數(shù)。-常規(guī)管理。導(dǎo)入新課拿起一個(gè)FDM打印件，提問(wèn)：“這個(gè)物件是如何被‘打印’出來(lái)的？一層一層是怎么粘在一起的？”，引出對(duì)FDM工藝原理的深入探究。展示打印件，提問(wèn)。觀察、思考。聚焦本課主題，激發(fā)求知欲。傳授新知???FDM工藝詳解?

1.原理：詳細(xì)講解“送絲-加熱-擠出-冷卻-層層堆積”的全過(guò)程。（播放高清動(dòng)畫）

2.工藝流程：建模->切片->傳輸->打印。

3.優(yōu)缺點(diǎn)?：

-優(yōu)點(diǎn)：成本低、材料多、操作相對(duì)簡(jiǎn)單。

-缺點(diǎn)：層紋明顯、表面粗糙、精度相對(duì)較低、懸空結(jié)構(gòu)需支撐。

4.應(yīng)用場(chǎng)景：概念原型、功能原型、教育模型、創(chuàng)意產(chǎn)品。播放原理動(dòng)畫。解剖一個(gè)FDM打印件，讓學(xué)生觀察層紋。對(duì)比不同參數(shù)（如層高）打印的樣件效果。觀看動(dòng)畫，理解原理。觀察實(shí)物，加深感性認(rèn)識(shí)。深入理解最主流的桌面級(jí)3D打印技術(shù)原理，明確其能力邊界和適用場(chǎng)景，為后續(xù)實(shí)操提供理論指導(dǎo)。教學(xué)反思任務(wù)1-3熔融沉積成型工藝成功之處：??原理直觀易懂：通過(guò)動(dòng)畫和實(shí)物慢速演示材料熔融、擠出的過(guò)程，學(xué)生能快速建立對(duì)FDM工藝原理的直觀認(rèn)識(shí)，并與之前學(xué)習(xí)的打印機(jī)結(jié)構(gòu)知識(shí)有效關(guān)聯(lián)。參數(shù)影響展示充分：通過(guò)展示同一模型在不同溫度、速度下打印出的樣品，學(xué)生能清晰對(duì)比參數(shù)設(shè)置對(duì)打印質(zhì)量（強(qiáng)度、表面光潔度）的顯著影響，理解了參數(shù)優(yōu)化的重要性。不足之處：??理論到實(shí)踐的延遲：學(xué)生雖然理解了參數(shù)概念，但尚未親自動(dòng)手設(shè)置，導(dǎo)致記憶不深，在后續(xù)實(shí)操任務(wù)中仍需反復(fù)指導(dǎo)。故障類型認(rèn)知局限：對(duì)翹邊、拉絲等常見(jiàn)故障的講解仍以圖片和原因?yàn)橹?，學(xué)生缺乏處理真實(shí)故障的緊迫感和體驗(yàn)。改進(jìn)措施：??設(shè)置微型實(shí)操環(huán)節(jié)：在理論課后立即安排一個(gè)短時(shí)練習(xí)，讓學(xué)生使用切片軟件對(duì)預(yù)設(shè)模型進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數(shù)修改（如只調(diào)整層厚和填充率），生成G代碼并觀摩打印，即時(shí)鞏固。建立“故障樣品庫(kù)”：收集典型的打印失敗樣品（翹邊、拉絲、層錯(cuò)位等），在講解時(shí)傳閱觀察，并讓學(xué)生嘗試在軟件中找出可能導(dǎo)致該問(wèn)題的參數(shù)設(shè)置。任務(wù)1-4光固化成型工藝成功之處：??高精度效果震撼：展示SLA/DLP打印的高精度模型，與學(xué)生熟悉的FDM作品對(duì)比，強(qiáng)烈震撼的視覺(jué)效果成功激發(fā)了學(xué)生對(duì)不同工藝特點(diǎn)的關(guān)注。安全規(guī)范強(qiáng)化到位：結(jié)合樹(shù)脂材料的MSDS（材料安全數(shù)據(jù)表）和操作視頻，反復(fù)強(qiáng)調(diào)個(gè)人防護(hù)（手套、眼鏡）和樹(shù)脂回收要求，學(xué)生安全意識(shí)建立牢固。?不足之處：??后處理流程體驗(yàn)缺失：由于課時(shí)和設(shè)備限制，學(xué)生無(wú)法完整體驗(yàn)從清洗到二次固化的全過(guò)程，對(duì)工藝復(fù)雜性和耗時(shí)的認(rèn)識(shí)停留在理論層面。設(shè)備成本與維護(hù)講解不足：僅聚焦于工藝原理，未能展開(kāi)討論光固化設(shè)備本身的成本、耗材成本及日常維護(hù)要求，學(xué)生對(duì)工業(yè)生態(tài)認(rèn)知不全面。改進(jìn)措施：??錄制后處理微課：錄制完整的后處理流程短視頻，包括清洗液使用、支撐拆除技巧、二次固化設(shè)備操作等，供學(xué)生課前課后學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)課堂體驗(yàn)不足。引入成本分析案例：在介紹工藝時(shí)，增加一個(gè)簡(jiǎn)單案例，對(duì)比打印同一模型FDM與SLA在材料成本、時(shí)間成本上的大致差異，培養(yǎng)其工程經(jīng)濟(jì)意識(shí)。

任務(wù)1-5SLS工藝任務(wù)1-63DP工藝任務(wù)1-7SLM工藝教案課程名稱3D打印與逆向建模授課學(xué)期2024-2025-2授課教師XXX課題序號(hào)任務(wù)1-5任務(wù)1-6授課班級(jí)23機(jī)制授課課時(shí)2課時(shí)教學(xué)場(chǎng)所C208增材制造實(shí)訓(xùn)室教材及參考書XXX主編3D打印技術(shù)與逆向工程實(shí)例教程機(jī)械工業(yè)出版社授課章節(jié)名稱項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)3D打印任務(wù)1-5SLS工藝?任務(wù)1-63DP工藝任務(wù)1-7SLM工藝教學(xué)目標(biāo)維度任務(wù)1-5SLS工藝—選擇性激光燒結(jié)任務(wù)1-63DP工藝——粘結(jié)劑噴射任務(wù)1-7SLM工藝——選擇性激光熔化?知識(shí)目標(biāo)?1.原理：能闡述SLS技術(shù)的基本原理：利用激光束有選擇地?zé)Y(jié)粉末材料（如尼龍），逐層疊加成型。

2.特點(diǎn)：能說(shuō)明SLS工藝的核心優(yōu)勢(shì)（無(wú)需支撐、可制造復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)）和主要材料（聚合物粉末）。

3.后處理：能描述SLS打印件的后處理流程（清粉、后固化）及其重要性。1.原理：能闡述3DP技術(shù)的基本原理：通過(guò)噴頭將液態(tài)粘結(jié)劑選擇性地噴射到粉末床上，粘結(jié)粉末逐層成型。

2.特點(diǎn)：能說(shuō)明3DP工藝的核心優(yōu)勢(shì)（打印速度快、可彩色打印、成本相對(duì)較低）和典型應(yīng)用（全彩模型、砂型鑄造模）。

3.區(qū)別：能比較3DP與SLS在原理（粘結(jié)vs燒結(jié)）和成型件性能上的本質(zhì)區(qū)別。1.原理：能闡述SLM技術(shù)的基本原理：利用高能激光完全熔化金屬粉末，直接制造致密的金屬零件。

2.特點(diǎn)：能說(shuō)明SLM工藝的核心優(yōu)勢(shì)（制造高精度、高強(qiáng)度的功能性金屬零件）及其在航空航天、醫(yī)療等高端領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.區(qū)別：能比較SLM與SLS在能量（完全熔化vs燒結(jié)）和適用材料（金屬vs聚合物）上的關(guān)鍵區(qū)別。?能力目標(biāo)?1.工藝選擇：能根據(jù)產(chǎn)品需求（如需要活動(dòng)部件、復(fù)雜內(nèi)流道），判斷是否適合采用SLS工藝。

2.風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別：能識(shí)別SLS工藝中粉末處理（揚(yáng)塵、吸入）的安全風(fēng)險(xiǎn)，并知曉基本防護(hù)措施。

3.成本分析：能初步分析SLS工藝在復(fù)雜零件制造上的成本效益。1.應(yīng)用匹配：能根據(jù)需求（如需要彩色展示模型、快速制造砂型），判斷是否適合采用3DP工藝。

2.性能預(yù)判：能預(yù)判3DP成型件的本質(zhì)（粘結(jié)而成）及其力學(xué)性能較弱的特性。

3.后處理認(rèn)知：能描述3DP打印件后處理（如浸漬強(qiáng)化）的目的。1.應(yīng)用匹配：能根據(jù)產(chǎn)品需求（如高強(qiáng)度、輕量化、復(fù)雜冷卻流道），判斷是否適合采用SLM工藝。

2.風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別：能識(shí)別SLM工藝在金屬粉末防爆、激光防護(hù)等方面的極高安全要求。

3.價(jià)值評(píng)估：能理解SLM技術(shù)在小批量、定制化復(fù)雜金屬零件制造中的核心價(jià)值。教學(xué)目標(biāo)維度任務(wù)1-5SLS工藝—選擇性激光燒結(jié)任務(wù)1-63DP工藝——粘結(jié)劑噴射任務(wù)1-7SLM工藝——選擇性激光熔化?素質(zhì)目標(biāo)?1.建立對(duì)工業(yè)級(jí)增材制造技術(shù)復(fù)雜性和專業(yè)性的敬畏之心。

2.培養(yǎng)從設(shè)計(jì)階段就考慮制造工藝可能性（如一體化成型）的“設(shè)計(jì)自由”思維。

3.強(qiáng)化安全生產(chǎn)意識(shí)，特別是對(duì)粉塵危害的認(rèn)知。1.培養(yǎng)根據(jù)不同的終端需求選擇最經(jīng)濟(jì)、高效工藝的成本意識(shí)。

2.理解技術(shù)創(chuàng)新（如全彩打?。┤绾瓮卣?D打印的應(yīng)用邊界。

3.建立對(duì)材料性能與最終產(chǎn)品功能強(qiáng)關(guān)聯(lián)的深刻認(rèn)知。1.樹(shù)立對(duì)高端制造技術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)、精密、安全至上的科學(xué)態(tài)度。

2.激發(fā)對(duì)前沿科技（如太空制造、個(gè)性化植入物）的探索興趣和民族自豪感。

3.培養(yǎng)系統(tǒng)性工程思維，理解工藝-材料-性能-應(yīng)用之間的內(nèi)在聯(lián)系。教學(xué)內(nèi)容1.粉末床、激光燒結(jié)、無(wú)需支撐的特點(diǎn)。2.粘合劑噴射成型原理。3.完全熔化金屬粉末，制造致密金屬零件?；顒?dòng)設(shè)計(jì)播放工業(yè)級(jí)SLS設(shè)備工作視頻，展示尼龍粉末和打印的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件（如內(nèi)含流道的部件）。展示全彩色人像或建筑模型。播放SLM技術(shù)制造渦輪葉片、髖關(guān)節(jié)植入物的視頻。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)粉末床激光燒結(jié)原理

2.無(wú)需支撐的優(yōu)點(diǎn)

3.工業(yè)級(jí)應(yīng)用（復(fù)雜部件、小批量生產(chǎn)）4.粘合劑噴射成型原理

5.全彩色打印的應(yīng)用6.金屬粉末完全熔化成形

7.制造高性能致密金屬零件

8在航空航天、醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用資源與工具視頻、尼龍樣品，彩色打印樣品，高端應(yīng)用視頻教學(xué)方法講授、簡(jiǎn)要介紹、案例展示。工業(yè)級(jí)應(yīng)用案例講解視頻演示、航空航天/醫(yī)療領(lǐng)域高端案例介紹。評(píng)價(jià)方式課堂提問(wèn)、小組報(bào)告、安全知識(shí)小測(cè)驗(yàn)。安全測(cè)驗(yàn)（30%）+課堂表現(xiàn)/作業(yè)（70%）板書設(shè)計(jì)任務(wù)1-5激光選區(qū)燒結(jié)工藝（SLS）任務(wù)1-6三維立體打印工藝（3DP）任務(wù)1-7激光選區(qū)熔化工藝（SLM）任務(wù)1-5SLS工藝——無(wú)需支撐的復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造??一、技術(shù)原理??全稱：選擇性激光燒結(jié)?核心：激光燒結(jié)、粉末自支撐??過(guò)程：使用高能激光束，根據(jù)截面信息，有選擇地?zé)Y(jié)（加熱至粉末顆粒熔點(diǎn)以下，使其粘結(jié)）高分子材料（如尼龍）粉末，一層完成后，鋪覆新粉末，循環(huán)進(jìn)行，未燒結(jié)的粉末自然成為支撐。??圖1-33SLS工藝原理圖二、工藝流程??鋪粉：鋪粉輥將一層薄薄的粉末平鋪在建造平臺(tái)上。?激光燒結(jié)：激光器掃描截面，選擇性燒結(jié)粉末。?平臺(tái)下降：建造平臺(tái)下降一個(gè)層厚的距離。?循環(huán)往復(fù)：重復(fù)鋪粉、燒結(jié)過(guò)程，零件被包裹在粉末中。?后處理：打印完成冷卻后，取出零件，進(jìn)行清粉、后固化（如滲蠟）等處理。圖1-34SLS工藝過(guò)程圖三、優(yōu)缺點(diǎn)分析??最大優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需設(shè)計(jì)專用支撐結(jié)構(gòu)，可制造極其復(fù)雜的活動(dòng)部件和空腔結(jié)構(gòu)。?1.優(yōu)點(diǎn)：??1）打印的零件機(jī)械性能好，強(qiáng)度高，韌性佳。2）材料利用率高（未燒結(jié)粉末可回收）。?2.缺點(diǎn)：??1）設(shè)備昂貴，運(yùn)行成本高。2）表面較粗糙（粉末顆粒感）。3）需要較長(zhǎng)的冷卻時(shí)間和復(fù)雜的后處理（清粉）。4）成型環(huán)境需高溫，有安全隱患。?四、適用場(chǎng)景?具有復(fù)雜內(nèi)流道、活動(dòng)鉸鏈的功能性原型和最終零件。小批量定制化的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件?（如無(wú)人機(jī)支架、定制化夾具）。汽車、航空航天領(lǐng)域的輕量化、高強(qiáng)度部件。任務(wù)1-63DP工藝——全彩打印與快速鑄模??一、技術(shù)原理??全稱：三維印刷/粘合劑噴射?核心：噴墨打印、粘接成型??過(guò)程：類似于普通2D噴墨打印機(jī)。先鋪一層粉末（如石膏、砂子），然后打印頭像打印文件一樣，在指定區(qū)域噴射液態(tài)粘合劑，將粉末粘接在一起，逐層循環(huán)?？赏瑫r(shí)噴射彩色墨水實(shí)現(xiàn)全彩打印。?圖1-383DP（三維打印）工藝原理圖二、工藝流程??鋪粉：鋪粉輥鋪一層粉末。?噴射粘合：打印頭在粉末上噴射粘合劑（和顏色）。?平臺(tái)下降：平臺(tái)下降，鋪新粉。?循環(huán)往復(fù)：重復(fù)以上過(guò)程。?后處理：打印完成后，取出零件，進(jìn)行清粉、滲透加固?（如滴滲樹(shù)脂或蠟）以提高強(qiáng)度。?三、優(yōu)缺點(diǎn)分析??最大優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)全彩色打印，成本相對(duì)較低。?1.優(yōu)點(diǎn)：打印速度非?？?。1）無(wú)需激光器等昂貴元件，設(shè)備成本相對(duì)較低。2）材料多樣（石膏、砂、陶瓷等）。?2.缺點(diǎn)：1）成型件強(qiáng)度非常低，通常非常脆，只能作為展示模型。2）表面疏松，需后續(xù)滲透處理加固。怕水，不易長(zhǎng)期保存。?四、適用場(chǎng)景??概念模型、建筑模型的可視化展示。醫(yī)療領(lǐng)域的全彩解剖模型。鑄造業(yè)的砂型/砂芯快速制造。藝術(shù)品、人像等彩色模型制作圖1-40激光選區(qū)熔化成形基本原理示意圖任務(wù)1-7SLM工藝——金屬直接制造的明珠?一、技術(shù)原理?全稱：選擇性激光熔化核心：完全熔化、冶金結(jié)合?與SLS區(qū)別：使用更高能量的激光，將金屬粉末完全熔化（而非燒結(jié)），形成冶金結(jié)合，制造出致密度接近100%的金屬零件。?是真正的金屬直接成型技術(shù)。二、工藝流程?1.抽真空/充保護(hù)氣：成型倉(cāng)內(nèi)充滿惰性氣體（如氬氣），防止金屬氧化。2.鋪粉與預(yù)熱：鋪粉，基板通常需要高溫預(yù)熱以減少殘余應(yīng)力。3.激光熔化：高能激光束將金屬粉末完全熔化。4.平臺(tái)下降：平臺(tái)下降，鋪新粉。5.循環(huán)往復(fù)。??6.后處理：完成后，零件被金屬粉末包裹，需清粉、應(yīng)力去除、線切割從基板上取下，并可能進(jìn)行熱等靜壓等后處理。三、優(yōu)缺點(diǎn)分析?最大優(yōu)點(diǎn)：制造出高密度、高性能的金屬零件，力學(xué)性能可達(dá)鍛件水平。1.優(yōu)點(diǎn)：??1）可制造傳統(tǒng)工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜幾何形狀和內(nèi)部冷卻流道。2）材料利用率高（粉末可回收）。3）是實(shí)現(xiàn)零件輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)的終極手段。2.缺點(diǎn)：??1）設(shè)備極其昂貴，運(yùn)行和維護(hù)成本極高。2）打印過(guò)程殘余應(yīng)力大，易導(dǎo)致變形開(kāi)裂。3）對(duì)工藝參數(shù)（激光功率、掃描策略等）要求極為苛刻。4）后處理復(fù)雜，需要專業(yè)設(shè)備和知識(shí)。四、適用場(chǎng)景?航空航天：發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、輕量化支架。醫(yī)療：個(gè)性化多孔結(jié)構(gòu)骨科植入物（如髖關(guān)節(jié)）。模具：隨形冷卻水路注塑模具。高性能領(lǐng)域：賽車零部件、高端機(jī)械部件。三種粉末床技術(shù)核心對(duì)比?對(duì)比項(xiàng)SLS（高分子燒結(jié)）3DP（粘合劑噴射）SLM（金屬熔化）能量源?激光無(wú)需高能激光結(jié)合方式燒結(jié)（未全熔）粘合劑粘接完全熔化（冶金結(jié)合）??核心材料尼龍、TPU等塑料粉末石膏、砂等粉末+粘合劑鈦合金、鋁合金、不銹鋼等金屬粉末零件性能良好，接近注塑件脆，強(qiáng)度低?（需滲透）極高，致密，達(dá)鍛件水平?顏色能力通常單色可全彩打印?單色（金屬本色）支撐結(jié)構(gòu)無(wú)需（粉末支撐）無(wú)需（粉末支撐）需要（防止翹曲，需與基板連接）成本/應(yīng)用工業(yè)級(jí)功能件制造快速原型、展示模型尖端制造、直接生產(chǎn)最終零件?技術(shù)層級(jí)高級(jí)塑料件制造快速可視化工業(yè)4.0、增材制造皇冠?總結(jié)：???SLS：強(qiáng)在復(fù)雜塑料功能件，免支撐。?3DP：強(qiáng)在速度與色彩，用于展示。?SLM：強(qiáng)在性能與設(shè)計(jì)自由度，用于直接制造金屬最終零件。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)——任務(wù)1-5激光選區(qū)燒結(jié)工藝（SLS）教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖考勤課堂考勤清點(diǎn)人數(shù)。-常規(guī)管理。導(dǎo)入新課展示一個(gè)SLS打印的復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)件（如內(nèi)含流道的零件），提問(wèn)：“這個(gè)復(fù)雜的內(nèi)部空腔，是否需要添加支撐？為什么？”引出粉末床技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。展示奇特結(jié)構(gòu)的零件，引發(fā)思考。觀察、思考、回答。設(shè)疑導(dǎo)入，突出SLS技術(shù)無(wú)需支撐的核心優(yōu)點(diǎn)。傳授新知??SLS工藝詳解?

1.原理：講解“激光束選擇性燒結(jié)尼龍、金屬等粉末材料，層層疊加成型”的原理。（播放視頻）

2.特點(diǎn)：

無(wú)需支撐：粉末床本身即為支撐。

制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)：可制造傳統(tǒng)工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)、一體化零件。

功能強(qiáng)大：零件機(jī)械性能好，可直接作為最終功能件使用。

3.應(yīng)用場(chǎng)景：航空航天、汽車領(lǐng)域的復(fù)雜零部件、小批量生產(chǎn)。播放工業(yè)級(jí)SLS設(shè)備工作視頻。展示尼龍粉末和打印的復(fù)雜功能件。觀看視頻，感受工業(yè)級(jí)制造的力量。觀察樣品。了解粉末床技術(shù)的原理和巨大工業(yè)價(jià)值，拓寬對(duì)3D打印應(yīng)用的認(rèn)知邊界。課堂小結(jié)總結(jié)SLS技術(shù)“無(wú)需支撐”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和其在直接制造領(lǐng)域的應(yīng)用。總結(jié)要點(diǎn)?；仡櫋⒂洃?。鞏固新知。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)——任務(wù)1-6三維立體打印工藝（3DP）任務(wù)1-7激光選區(qū)熔化工藝（SLM）教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課?回顧前幾種技術(shù)，提問(wèn)：“我們能否打印出全彩色的模型？能否打印出性能媲美鍛件的致密金屬零件？”，引出3DP和SLM技術(shù)。提出問(wèn)題，展示全彩色人像和金屬零件。思考、觀察。展現(xiàn)3D打印技術(shù)的更多可能性，保持學(xué)習(xí)興趣。傳授新知?一、3DP工藝(粘合劑噴射)??

1.原理：簡(jiǎn)述“先鋪粉，后噴粘合劑，層層粘接成型”的原理。

2.最大特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)全彩色打印。

3.應(yīng)用：全彩色原型、建筑模型、人像、考古文物復(fù)制。

二、SLM工藝?

1.原理：講解“激光完全熔化金屬粉末，形成完全致密的金屬零件”的原理。（播放視頻）

2.特點(diǎn)：零件性能極高，可達(dá)鍛件水平。

3.應(yīng)用：航空航天高端部件（發(fā)動(dòng)機(jī)葉片）、醫(yī)療植入物（人工關(guān)節(jié)）。展示全彩色打印樣品。播放SLM技術(shù)制造復(fù)雜金屬零件的視頻，介紹其戰(zhàn)略意義。觀看視頻和樣品，了解高端應(yīng)用。拓展知識(shí)面，了解3D打印技術(shù)在彩色表現(xiàn)和頂級(jí)金屬零部件制造領(lǐng)域的尖端應(yīng)用，感受科技的力量。課堂小結(jié)總結(jié)3DP（全彩）和SLM（高性能金屬）的技術(shù)特點(diǎn)及高端應(yīng)用?？偨Y(jié)歸納，回顧本項(xiàng)目介紹的多種工藝。聆聽(tīng)，構(gòu)建完整的技術(shù)圖譜。完成對(duì)主流3D打印工藝的系統(tǒng)性認(rèn)知，形成宏觀知識(shí)框架。項(xiàng)目總結(jié)總結(jié)項(xiàng)目一全部?jī)?nèi)容，強(qiáng)調(diào)安全是基石，技術(shù)是工具，鼓勵(lì)學(xué)生在后續(xù)項(xiàng)目中大膽實(shí)踐?？偨Y(jié)提升，激勵(lì)學(xué)生。聆聽(tīng)，為進(jìn)入項(xiàng)目二做準(zhǔn)備。承上啟下，激發(fā)學(xué)習(xí)期待。教學(xué)反思任務(wù)1-5激光選區(qū)燒結(jié)工藝?成功之處：??“無(wú)需支撐”優(yōu)勢(shì)突出：通過(guò)展示SLS制造的內(nèi)腔復(fù)雜、一體成型的工業(yè)零件，生動(dòng)詮釋了其“設(shè)計(jì)自由度高”的核心優(yōu)勢(shì)，給學(xué)生留下深刻印象。應(yīng)用領(lǐng)域定位準(zhǔn)確：結(jié)合功能性原型制造、小型批量定制等案例，幫助學(xué)生將SLS技術(shù)與高端應(yīng)用場(chǎng)景緊密關(guān)聯(lián)，明確了其市場(chǎng)定位。不足之處：??原理理解仍存抽象：粉末預(yù)熱、激光掃描燒結(jié)的過(guò)程對(duì)于學(xué)生而言仍較抽象，缺乏直觀的動(dòng)態(tài)演示手段。教學(xué)資源相對(duì)單一：主要依賴廠商宣傳視頻和圖片，缺乏實(shí)際的SLS粉末材料樣品和打印過(guò)程延時(shí)攝影，教學(xué)感染力有待加強(qiáng)。改進(jìn)措施：??利用模擬動(dòng)畫教學(xué)：尋找或制作更精細(xì)的3D動(dòng)畫，動(dòng)態(tài)演示激光掃描路徑、粉末燒結(jié)和輔粉過(guò)程，將微觀過(guò)程可視化。引入專家講座或虛擬參觀：邀請(qǐng)行業(yè)專家進(jìn)行線上講座，或播放實(shí)地參觀SLS打印服務(wù)商的錄像，增強(qiáng)教學(xué)真實(shí)感和權(quán)威性。?任務(wù)1-6三維立體打印工藝?成功之處：??全彩打印引發(fā)興趣：展示全彩的人物模型、建筑沙盤等3DP打印成果，其豐富的色彩表現(xiàn)力成功吸引了學(xué)生，激發(fā)了對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域（如文創(chuàng)、醫(yī)療模型）的濃厚興趣。與SLS對(duì)比講解清晰：通過(guò)對(duì)比3DP（粘結(jié)）與SLS（燒結(jié)）在原理和成品性能上的根本區(qū)別，幫助學(xué)生清晰區(qū)分兩種粉末基工藝。不足之處：??成品強(qiáng)度認(rèn)知偏差：部分學(xué)生因全彩效果而忽略了3DP成品通常需要浸漬強(qiáng)化處理，且強(qiáng)度較低的特點(diǎn)，存在認(rèn)知偏差。工藝細(xì)節(jié)介紹不足：對(duì)彩色粘結(jié)劑噴射原理、后期浸漬材料等關(guān)鍵細(xì)節(jié)講解不夠深入，學(xué)生理解停留在表面。改進(jìn)措施：??增加實(shí)物強(qiáng)度測(cè)試環(huán)節(jié)：準(zhǔn)備3DP打印件和FDM打印件，讓學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的抗彎折對(duì)比測(cè)試，直觀感受其性能差異，建立理性認(rèn)知。圖解彩色粘結(jié)原理：使用圖解詳細(xì)說(shuō)明彩色粘結(jié)劑如何像噴墨打印機(jī)一樣混合顏色并粘結(jié)粉末，加深對(duì)原理的理解。任務(wù)1-7激光選區(qū)熔化工藝成功之處：??高端制造定位明確：緊密結(jié)合航空航天、醫(yī)療植入體等高端應(yīng)用案例，成功樹(shù)立了SLM技術(shù)作為尖端金屬增材制造技術(shù)的形象，激發(fā)了學(xué)生的專業(yè)自豪感和學(xué)習(xí)動(dòng)力。與SLS區(qū)分重點(diǎn)突出：強(qiáng)調(diào)“完全熔化”與“燒結(jié)”帶來(lái)的致密度和性能飛躍，使學(xué)生深刻理解SLM為何能用于制造承力功能性部件。不足之處：??技術(shù)門檻高理解難：涉及的熱力學(xué)、冶金學(xué)原理遠(yuǎn)超學(xué)生當(dāng)前知識(shí)背景，只能做定性介紹，難以深入。距離感較強(qiáng)：由于設(shè)備昂貴、操作專業(yè)，學(xué)生感覺(jué)該技術(shù)距離日常學(xué)習(xí)實(shí)踐非常遙遠(yuǎn)，代入感不強(qiáng)。改進(jìn)措施：??聚焦成果與應(yīng)用：不過(guò)多糾纏于復(fù)雜原理，而是更多展示由SLM制造的輕量化衛(wèi)星構(gòu)件、個(gè)性化髖關(guān)節(jié)等成品，講述其如何解決傳統(tǒng)制造難題，以成果導(dǎo)向激發(fā)興趣。關(guān)聯(lián)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)展：介紹國(guó)內(nèi)企業(yè)在金屬3D打印領(lǐng)域的突破和成就，增強(qiáng)民族自豪感，拉近心理距離。

任務(wù)2-1打印機(jī)操作及故障處理教案課程名稱3D打印與逆向建模授課學(xué)期2024-2025-2授課教師XXX課題序號(hào)任務(wù)2-1授課班級(jí)23機(jī)制授課課時(shí)2課時(shí)教學(xué)場(chǎng)所C208增材制造實(shí)訓(xùn)室教材及參考書XXX主編3D打印技術(shù)與逆向工程實(shí)例教程機(jī)械工業(yè)出版社授課章節(jié)名稱項(xiàng)目二：正向設(shè)計(jì)任務(wù)2-1打印機(jī)操作及故障處理教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)?1.系統(tǒng)認(rèn)知：能復(fù)述桌面級(jí)FDM3D打印機(jī)的完整、規(guī)范操作流程，包括打印前（設(shè)備檢查、平臺(tái)調(diào)平）、打印中（狀態(tài)監(jiān)控）和打印后（取件、場(chǎng)地清理）。

2.原理理解：能闡述常見(jiàn)打印故障（如翹邊、拉絲、層間錯(cuò)位、堵頭等）產(chǎn)生的根本原因及其與打印參數(shù)（溫度、速度、冷卻）、設(shè)備狀態(tài)（平臺(tái)不平、噴嘴磨損）和環(huán)境因素（通風(fēng)、溫差）的關(guān)聯(lián)。

3.方案記憶：能說(shuō)出針對(duì)每一種常見(jiàn)故障的標(biāo)準(zhǔn)排查步驟和解決方法（如調(diào)整平臺(tái)溫度、清理噴嘴、修改切片設(shè)置等）。能力目標(biāo)?1.規(guī)范操作：能獨(dú)立、流暢地完成打印機(jī)的開(kāi)機(jī)、平臺(tái)調(diào)平、耗材裝填、模型打印和關(guān)機(jī)等全套操作，符合安全規(guī)范。

2.故障診斷：能通過(guò)觀察打印件缺陷現(xiàn)象（如翹邊、斷料），運(yùn)用邏輯分析，初步判斷故障原因，并制定合理的排查順序。

3.問(wèn)題解決：能在教師指導(dǎo)下，執(zhí)行正確的處理措施（如清理噴嘴、調(diào)整切片軟件參數(shù)、重新調(diào)平等）以排除常見(jiàn)故障，恢復(fù)打印。

4.預(yù)防維護(hù)：能進(jìn)行打印機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，如清理打印平臺(tái)、疏通噴嘴、給運(yùn)動(dòng)部件上油等。素質(zhì)目標(biāo)?1.安全環(huán)保意識(shí)：牢固樹(shù)立安全第一的操作習(xí)慣（防燙、用電安全），并保持工作場(chǎng)所的整潔，妥善處理打印廢料。

2.嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致作風(fēng)：培養(yǎng)耐心、細(xì)致的工作態(tài)度，特別是在設(shè)備調(diào)平、故障排查等環(huán)節(jié)，追求操作的精準(zhǔn)性。

3.問(wèn)題解決導(dǎo)向：面對(duì)打印失敗，能保持冷靜，養(yǎng)成從現(xiàn)象分析原因、尊重流程、動(dòng)手解決的科學(xué)探究精神，而非輕易放棄。

4.精益求精精神：不滿足于“能打印”，而是主動(dòng)追求更高的打印質(zhì)量，樂(lè)于嘗試優(yōu)化參數(shù)，積累經(jīng)驗(yàn)。教學(xué)內(nèi)容1.實(shí)操：打印機(jī)自動(dòng)/手動(dòng)調(diào)平。2.實(shí)操：耗材裝載與卸載。3.講解：切片軟件（Cura/PrusaSlicer）基本參數(shù)設(shè)置（層高、填充率、支撐、速度）。4.講解：常見(jiàn)打印故障的現(xiàn)象、原因及解決對(duì)策?；顒?dòng)設(shè)計(jì)學(xué)生分組進(jìn)行調(diào)平競(jìng)賽。教師設(shè)置故障（如輕微堵頭），學(xué)生排查解決。給定一個(gè)失敗案例，分析原因并寫出解決方案。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)1.平臺(tái)調(diào)平（手動(dòng)/自動(dòng)）

2.耗材裝載與卸載

3.切片軟件基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置（層高、填充、支撐、速度）

4.常見(jiàn)故障診斷與排除（翹邊、堵頭、層移）資源與工具FDM打印機(jī)、耗材、工具盒、切片軟件教學(xué)方法教師演示、學(xué)生分組實(shí)操。評(píng)價(jià)方式實(shí)操考核（調(diào)平、換料）板書設(shè)計(jì)任務(wù)2-1打印機(jī)操作及故障處理一、FDM3D打印機(jī)操作規(guī)范與故障處理——從“成功打印”到“成功排錯(cuò)”??第一步：打印前準(zhǔn)備??1.模型檢查：??格式：STL,OBJ檢查：模型是否“無(wú)破面、無(wú)錯(cuò)誤。圖2-1錯(cuò)誤的三角面片圖2-3縫隙修復(fù)?2.切片設(shè)置(Slicing)：（重點(diǎn)）???層高(LayerHeight)：決定精度與速度填充密度(Infill)：決定強(qiáng)度與重量支撐(Support)：懸空結(jié)構(gòu)必須添加溫度(Temperature)：噴嘴溫度/熱床溫度速度(Speed)：打印速度/首層速度3.設(shè)備檢查：??電源連接耗材余量、有無(wú)纏繞/斷裂噴頭、熱床是否清潔?第二步：打印中操作?1.調(diào)平(Leveling)：（難點(diǎn)與重點(diǎn)）??口訣：一張A4紙，輕微阻力為準(zhǔn)?2.上料：加熱噴頭->插入耗材->直至噴嘴均勻出絲?3.開(kāi)始打?。???觀察“首層粘貼(FirstLayerAdhesion)”->打印成功的生命線-無(wú)人值守需設(shè)置監(jiān)控?第三步：打印后處理??1.取件：待平臺(tái)冷卻，使用鏟刀小心取下模型。?2.后處理：去除支撐、打磨、上色。?3.清潔：清理打印平臺(tái)，回收廢料二、常見(jiàn)故障分析與處理故障現(xiàn)象(Symptom)?可能原因(PossibleCause)?解決方案(Solution)??1.模型不粘平臺(tái)(Warping/NotSticking)???平臺(tái)未調(diào)平

?平臺(tái)不潔（有油污）

?熱床溫度過(guò)低

?首層打印速度過(guò)快

?噴嘴離平臺(tái)過(guò)遠(yuǎn)?重新調(diào)平?

?用酒精清潔平臺(tái)

?適當(dāng)提高熱床溫度（+5°C）

?降低首層打印速度

?調(diào)整Z軸偏移量（Z-offset）?2.拉絲/滲漏(Stringing/Oozing)???回抽距離/速度設(shè)置不當(dāng)

?打印溫度過(guò)高

?移動(dòng)速度過(guò)慢?啟用并優(yōu)化回抽設(shè)置?適當(dāng)降低打印溫度（-5~10°C）

?提高非打印移動(dòng)速度?3.層錯(cuò)位(LayerShifting)???電機(jī)電流不足或過(guò)熱

?皮帶過(guò)松

?打印頭移動(dòng)受阻（撞到模型）?檢查電機(jī)驅(qū)動(dòng)、散熱

?緊一緊X/Y軸皮帶?

?檢查模型穩(wěn)定性，降低打印速度?4.擠出不足(Under-Extrusion)???噴嘴部分堵塞

?耗材卡住/纏繞

?打印溫度過(guò)低

?擠出齒輪磨損/打滑?“冷拔”或更換噴嘴?

?檢查耗材路徑

?適當(dāng)提高打印溫度

?清潔或更換擠出齒輪?5.翹邊(Warping/CorningLift)??熱床溫度不均或過(guò)低

?模型與平臺(tái)接觸面積小

?打印環(huán)境有風(fēng)、溫差大

?材料問(wèn)題（如ABS易翹）?提高熱床溫度，使用噴膠/美紋紙?

?添加裙邊(Brim)??或底座(Raft)??

?關(guān)閉艙門，避免通風(fēng)

?針對(duì)材料特性調(diào)整參數(shù)三、系統(tǒng)性排錯(cuò)思路?核心原則：由簡(jiǎn)到繁，由外到內(nèi)?先檢查硬件：電源、耗材、平臺(tái)水平、皮帶松緊。再檢查軟件/參數(shù)：切片配置文件是否正確？溫度、速度是否合適？最后考慮耗材與環(huán)境：耗材是否受潮？環(huán)境是否有風(fēng)？口訣：“一平二溫三參數(shù)，清潔緊固有出路”??一平：首先確保平臺(tái)調(diào)平。二溫：檢查噴嘴和熱床溫度是否合適。三參數(shù)：回顧切片參數(shù)（速度、回抽等）。清潔緊固：清潔噴頭/平臺(tái)，緊固皮帶/螺絲。教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課前任務(wù)?1.觀看教師錄制的FDM打印機(jī)操作微視頻（調(diào)平、換料）。

2.預(yù)習(xí)切片軟件Cura的界面布局和基本功能。發(fā)布學(xué)習(xí)資源，布置預(yù)習(xí)任務(wù)。登錄平臺(tái)觀看視頻，初步熟悉操作流程和軟件界面。通過(guò)課前預(yù)習(xí)，降低實(shí)操課的認(rèn)知負(fù)荷，提高課堂效率?？记?課堂考勤清點(diǎn)人數(shù)，記錄考勤。班干部報(bào)告出勤情況。培養(yǎng)紀(jì)律性。導(dǎo)入新課?回顧項(xiàng)目一知識(shí)，提問(wèn)：“FDM技術(shù)的核心原理是什么？”。展示往屆學(xué)生優(yōu)秀作品（如鏤空球、鑰匙鏈），引出本項(xiàng)目目標(biāo)：從“認(rèn)識(shí)”到“創(chuàng)造”。展示作品，激發(fā)興趣，簡(jiǎn)述本項(xiàng)目任務(wù)清單和目標(biāo)。觀看、思考、回答提問(wèn)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。承上啟下，建立知識(shí)聯(lián)系；用成果激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。講解演示??核心內(nèi)容精講與演示?

1.安全規(guī)范重溫：重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)高溫噴頭和運(yùn)動(dòng)部件的危險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施。

2.操作流程：逐步演示開(kāi)機(jī)、自動(dòng)調(diào)平、裝載PLA耗材、選擇文件啟動(dòng)打印的全過(guò)程。

3.軟件關(guān)鍵：講解層高、填充率、支撐、溫度對(duì)打印效果的影響，并演示設(shè)置。

4.故障預(yù)設(shè)：介紹翹邊、堵頭、層移的現(xiàn)象、原因及解決策略。邊操作設(shè)備邊講解，同步投屏演示軟件設(shè)置。強(qiáng)調(diào)安全規(guī)范和操作細(xì)節(jié)。集中觀察教師演示，記錄關(guān)鍵步驟和參數(shù)設(shè)置。通過(guò)規(guī)范演示，使學(xué)生建立正確的操作心智模型，明確安全要點(diǎn)和操作標(biāo)準(zhǔn)，為獨(dú)立實(shí)操打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。分組實(shí)操分組循環(huán)完成以下任務(wù)1.在教師指導(dǎo)下，每人完成一次完整的打印機(jī)調(diào)平和耗材裝載操作。

2.排查一個(gè)教師預(yù)設(shè)的簡(jiǎn)單故障（如輕微翹邊）。巡回指導(dǎo)，及時(shí)糾正錯(cuò)誤操作，解答疑問(wèn)。檢查學(xué)生操作。設(shè)置故障場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生排查。分組輪流操作設(shè)備。動(dòng)手實(shí)踐，相互協(xié)作，完成調(diào)平、換料和故障排查的實(shí)操練習(xí)。通過(guò)高強(qiáng)度、集中式的分組實(shí)操，保證每位學(xué)生有充足的動(dòng)手機(jī)會(huì)，切實(shí)掌握打印機(jī)操作的核心技能，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力。課堂小結(jié)總結(jié)本節(jié)課核心技能點(diǎn)：調(diào)平、換料、基礎(chǔ)切片設(shè)置。展示學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)操作的成功成果，點(diǎn)評(píng)常見(jiàn)問(wèn)題?？偨Y(jié)歸納，提出表?yè)P(yáng)。鼓勵(lì)學(xué)生課后繼續(xù)練習(xí)。聆聽(tīng)總結(jié)，對(duì)比自己的操作過(guò)程，反思提升。鞏固所學(xué)，形成閉環(huán)。通過(guò)正向激勵(lì)增強(qiáng)學(xué)習(xí)成就感。作業(yè)布置?1.熟記常見(jiàn)故障的排除方法。

2.預(yù)習(xí)“旋轉(zhuǎn)”、“抽殼”等建模命令。布置作業(yè)，說(shuō)明要求。記錄作業(yè)要求。延伸學(xué)習(xí)，為下節(jié)課學(xué)習(xí)三維建模做準(zhǔn)備。教學(xué)反思成功之處：??實(shí)操導(dǎo)向效果顯著：以“人人過(guò)關(guān)”為目標(biāo)，強(qiáng)化開(kāi)機(jī)、調(diào)平、裝料、打印、取件完整流程的反復(fù)練習(xí)，學(xué)生動(dòng)手能力得到實(shí)質(zhì)性提升。故障排查能力初建：通過(guò)設(shè)置常見(jiàn)故障（如輕微堵頭、平臺(tái)不平），引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析原因、動(dòng)手解決，初步建立了問(wèn)題解決的自信心和邏輯。不足之處：??熟練度差異明顯：學(xué)生動(dòng)手能力和接受速度不一，在有限課時(shí)內(nèi)，部分學(xué)生僅能完成基本操作，對(duì)故障處理的熟練度和應(yīng)變能力仍需加強(qiáng)。理論聯(lián)系不夠緊密：在處理故障時(shí)，未能及時(shí)、有效地引導(dǎo)學(xué)生回顧之前學(xué)習(xí)的材料特性、工藝參數(shù)等理論知識(shí)，知行銜接略有脫節(jié)。改進(jìn)措施：??建立“一對(duì)一”幫扶小組：將操作熟練的學(xué)生與不熟練的學(xué)生結(jié)對(duì)，利用課余時(shí)間在教師指導(dǎo)下進(jìn)行輔助練習(xí)，提高整體技能水平。制作“故障樹(shù)”圖：將常見(jiàn)故障現(xiàn)象、可能原因、解決步驟制作成清晰的“故障樹(shù)”圖表，張貼在實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，方便學(xué)生按圖索驥，并提示其關(guān)聯(lián)的理論知識(shí)點(diǎn)。??

任務(wù)2-2無(wú)所不能——鏤空球的建模與打印教案課程名稱3D打印與逆向建模授課學(xué)期2024-2025-2授課教師XXX課題序號(hào)任務(wù)2-2授課班級(jí)23機(jī)制授課課時(shí)2課時(shí)教學(xué)場(chǎng)所C208增材制造實(shí)訓(xùn)室教材及參考書XXX主編3D打印技術(shù)與逆向工程實(shí)例教程機(jī)械工業(yè)出版社授課章節(jié)名稱項(xiàng)目二：正向設(shè)計(jì)任務(wù)2-2無(wú)所不能——鏤空球的建模與打印教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)?1.設(shè)計(jì)原理：闡述鏤空球體（或類似復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)）的建模思路，理解通過(guò)特征陣列、組合運(yùn)算等命令實(shí)現(xiàn)由單一圖案到復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)的生成邏輯。

2.結(jié)構(gòu)力學(xué)認(rèn)知：能理解鏤空結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)輕量化、節(jié)省材料方面的優(yōu)勢(shì)，以及其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與單元形狀、連接點(diǎn)的關(guān)系。

3.打印工藝知識(shí)：能解釋打印此類全封閉、大量懸空結(jié)構(gòu)模型的核心挑戰(zhàn)，并理解“支撐結(jié)構(gòu)”的必要性以及如何通過(guò)優(yōu)化模型擺放角度來(lái)減少支撐。能力目標(biāo)?1.復(fù)雜特征建模能力：能熟練運(yùn)用三維軟件的草圖、特征操作（如拉伸、切除）、圓周陣列和組合編輯等工具，精確創(chuàng)建出結(jié)構(gòu)均勻、完整的鏤空球體模型。

2.模型可行性分析能力：在建模完成后，能初步判斷模型是否存在無(wú)法打印的薄弱點(diǎn)或孤立區(qū)域，并進(jìn)行優(yōu)化。

3.高級(jí)切片設(shè)置能力：能針對(duì)鏤空球的特性，在切片軟件中合理設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)（如“樹(shù)狀支撐”）、調(diào)整打印速度，以平衡打印成功率和表面質(zhì)量。

4.精細(xì)后處理能力：能安全、耐心且有技巧地拆除復(fù)雜的支撐結(jié)構(gòu)，并對(duì)模型進(jìn)行精細(xì)修整，恢復(fù)鏤空部位的完整形態(tài)。素質(zhì)目標(biāo)?1.參數(shù)化設(shè)計(jì)思維：培養(yǎng)通過(guò)修改關(guān)鍵參數(shù)（如陣列數(shù)量、單元大?。﹣?lái)驅(qū)動(dòng)模型整體變化的邏輯思維與效率意識(shí)。

2.迎難而上的探索精神：在面對(duì)建模復(fù)雜性和打印失敗風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，能保持冷靜，積極尋求解決方案，培養(yǎng)克服技術(shù)難題的毅力。

3.精益求精的質(zhì)量觀念：對(duì)打印成品的細(xì)節(jié)（如陣列的均勻性、支撐拆除后的表面光潔度）有較高要求，追求工藝與美感的結(jié)合。

4.宏觀設(shè)計(jì)思維：建立從微觀單元到宏觀形態(tài)的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)視角，理解“設(shè)計(jì)決定制造，制造約束設(shè)計(jì)”的互動(dòng)關(guān)系。教學(xué)內(nèi)容使用旋轉(zhuǎn)命令創(chuàng)建球體，使用抽殼命令制作鏤空效果。活動(dòng)設(shè)計(jì)教師一步步演示。學(xué)生跟隨操作，并嘗試修改球體尺寸和殼厚。打印一個(gè)小鏤空球。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)1.草圖繪制（中心線、尺寸）

2.旋轉(zhuǎn)成形命令

3.抽殼命令資源與工具UG-NX、3D打印機(jī)教學(xué)方法講授示范演示、簡(jiǎn)要介紹、案例展示。工業(yè)級(jí)應(yīng)用案例講解視頻演示、航空航天/醫(yī)療領(lǐng)域高端案例介紹。評(píng)價(jià)方式模型文件提交板書設(shè)計(jì)任務(wù)2-2鏤空球的建模與打印?一、三維建模流程（以UG-NX為例）?核心命令：??旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)/基體,抽殼?步驟：???1.新建零件??2.繪制草圖（關(guān)鍵步驟）：??3.選擇前視基準(zhǔn)面。4.繪制一條中心線作為旋轉(zhuǎn)軸。5.在中心線一側(cè)，用直線和切線弧命令繪制球的半輪廓截面（一個(gè)半圓）。?6.標(biāo)注尺寸（如：球體直徑50mm）。?7.退出草圖。?8.創(chuàng)建球體：??10.點(diǎn)擊特征工具欄中的旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)/基體。11.選擇剛繪制的草圖，旋轉(zhuǎn)軸自動(dòng)選擇中心線。確認(rèn)，生成實(shí)心球體。?12.創(chuàng)建鏤空結(jié)構(gòu)（抽殼）：??13.點(diǎn)擊特征工具欄中的抽殼。14.設(shè)置厚度（如1.5mm）——此為球殼壁厚。?15.要移除的面：選擇球體的一個(gè)外表面。確認(rèn)，生成鏤空球。?（可選）添加底部開(kāi)口：??使用切除->拉伸命令，在球體底部切一個(gè)小平面，便于清粉和減少支撐。?二、打印與后處理流程??1.模型導(dǎo)出：??文件->另存為->STL格式（高精度）。???四、常見(jiàn)問(wèn)題與解決（排錯(cuò)）???問(wèn)題1：球體不圓，有臺(tái)階感。???原因：層高設(shè)置過(guò)大；模型STL精度低。?解決：減小切片層高；導(dǎo)出STL時(shí)提高分辨率。?問(wèn)題2：頂部表面粗糙、坍塌。???原因：頂部懸空區(qū)域大，無(wú)支撐或冷卻不足。?解決：必須啟用支撐；開(kāi)啟“支撐頂板接口”；提高冷卻風(fēng)扇功率。?問(wèn)題3：支撐難以拆除，損壞球面。?原因：支撐與模型的間距設(shè)置過(guò)小。解決：在切片軟件中適當(dāng)增大“支撐Z距離”?（如0.2mm）。2.切片軟件設(shè)置（Cura）：（重點(diǎn)）層高：0.15-0.2mm（平衡精度與速度）。?填充密度：0%（模型本身已是殼體，無(wú)需填充）。?壁厚：應(yīng)≥噴嘴直徑的倍數(shù)，且與建模的抽殼厚度匹配。?圖2-1078種“填充方式”支撐結(jié)構(gòu)：【難點(diǎn)與討論點(diǎn)】???選項(xiàng)：支撐全部/支撐構(gòu)建板/無(wú)支撐。?選擇“支撐構(gòu)建板”：球體上半部分懸空，必須加支撐，但僅從平臺(tái)開(kāi)始生長(zhǎng)，易于拆除。?附著：建議添加裙邊，增強(qiáng)首層粘貼。?3.開(kāi)始打印：??檢查調(diào)平、耗材。電腦U盤發(fā)送文件打印機(jī)，開(kāi)始打印。?觀察首層粘貼是否完好。?4.后處理：???拆除支撐：小心地用工具鉗或手拆除支撐材料。?打磨：對(duì)支撐接觸點(diǎn)進(jìn)行輕微打磨，使表面更光滑。?三、核心知識(shí)點(diǎn)/技能點(diǎn)?要點(diǎn)與總結(jié)（精煉提示）??建模思維：從二維草圖到三維特征的“特征建?！彼枷?。?旋轉(zhuǎn)命令：用于創(chuàng)建軸對(duì)稱零件（軸、球、碗等）。?抽殼命令：實(shí)現(xiàn)減材優(yōu)化、節(jié)省材料、減輕重量。?支撐策略：理解“懸垂角度”概念，能根據(jù)模型形狀合理選擇支撐類型。?問(wèn)題4：球體從平臺(tái)脫落。???原因：粘貼不牢。?解決：確保平臺(tái)調(diào)平且清潔；使用噴膠/美紋紙；添加底座。?五、總結(jié)與拓展??總結(jié)：本任務(wù)實(shí)踐了“建模->導(dǎo)出->切片->打印->后處理”的標(biāo)準(zhǔn)工作流。?核心挑戰(zhàn)：支撐結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用與拆除是打印成功與否的關(guān)鍵。?拓展思考：??1.如何修改模型（如添加更多鏤空?qǐng)D案），2.使其既美觀又更易于打?。p少支撐）？3.如果使用光固化打印機(jī)（SLA）來(lái)打印這個(gè)模型，支撐策略有何不同？教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課前任務(wù)1.觀看教師錄制的FDM打印機(jī)操作微視頻（調(diào)平、換料）。

2.預(yù)習(xí)切片軟件Cura的界面布局和基本功能。發(fā)布學(xué)習(xí)資源，布置預(yù)習(xí)任務(wù)。登錄平臺(tái)觀看視頻，初步熟悉操作流程和軟件界面。通過(guò)課前預(yù)習(xí)，降低實(shí)操課的認(rèn)知負(fù)荷，提高課堂效率。考勤課堂考勤清點(diǎn)人數(shù)，記錄考勤。班干部報(bào)告出勤情況。培養(yǎng)紀(jì)律性。導(dǎo)入新課?回顧項(xiàng)目一知識(shí)，提問(wèn)：“FDM技術(shù)的核心原理是什么？”。展示往屆學(xué)生優(yōu)秀作品（如鏤空球、鑰匙鏈），引出本項(xiàng)目目標(biāo)：從“認(rèn)識(shí)”到“創(chuàng)造”。展示作品，激發(fā)興趣，簡(jiǎn)述本項(xiàng)目任務(wù)清單和目標(biāo)。觀看、思考、回答提問(wèn)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。承上啟下，建立知識(shí)聯(lián)系；用成果激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。講解演示??1.安全規(guī)范重溫?：重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)高溫噴頭和運(yùn)動(dòng)部件的危險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施。

2.操作流程?：逐步演示開(kāi)機(jī)、自動(dòng)調(diào)平、裝載PLA耗材、選擇文件啟動(dòng)打印的全過(guò)程。

3.軟件關(guān)鍵?：講解層高、填充率、支撐、溫度對(duì)打印效果的影響，并演示設(shè)置。

4.故障預(yù)設(shè)?：介紹翹邊、堵頭、層移的現(xiàn)象、原因及解決策略。邊操作設(shè)備邊講解，同步投屏演示軟件設(shè)置。強(qiáng)調(diào)安全規(guī)范和操作細(xì)節(jié)。集中觀察教師演示，記錄關(guān)鍵步驟和參數(shù)設(shè)置。通過(guò)規(guī)范演示，使學(xué)生建立正確的操作心智模型，明確安全要點(diǎn)和操作標(biāo)準(zhǔn)，為獨(dú)立實(shí)操打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。分組實(shí)操??分組循環(huán)完成以下任務(wù)：

任務(wù)2-1?：在教師指導(dǎo)下，每人完成一次完整的打印機(jī)調(diào)平和耗材裝載操作。排查一個(gè)教師預(yù)設(shè)的簡(jiǎn)單故障（如輕微翹邊）。

巡回指導(dǎo)，及時(shí)糾正錯(cuò)誤操作，解答疑問(wèn)。檢查學(xué)生設(shè)置的切片參數(shù)。設(shè)置故障場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生排查。分組輪流操作設(shè)備和工作站。動(dòng)手實(shí)踐，相互協(xié)作，完成三項(xiàng)任務(wù)的實(shí)操練習(xí)。通過(guò)高強(qiáng)度、集中式的分組實(shí)操，保證每位學(xué)生有充足的動(dòng)手機(jī)會(huì)，切實(shí)掌握打印機(jī)操作、基礎(chǔ)建模和切片的核心技能，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力。課堂小結(jié)?總結(jié)本節(jié)課核心技能點(diǎn)：調(diào)平、換料、基礎(chǔ)建模、切片。展示學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)打印的成功作品，點(diǎn)評(píng)常見(jiàn)問(wèn)題?？偨Y(jié)歸納，展示作品，提出表?yè)P(yáng)。鼓勵(lì)學(xué)生課后繼續(xù)練習(xí)。聆聽(tīng)總結(jié)，對(duì)比自己的操作過(guò)程，反思提升。鞏固所學(xué)，形成閉環(huán)。通過(guò)正向激勵(lì)增強(qiáng)學(xué)習(xí)成就感。作業(yè)布置??1.完善自己的鑰匙鏈模型設(shè)計(jì)，思考如何讓文字更清晰。

2.預(yù)習(xí)“掃描”和“陣列”命令的使用方法。布置作業(yè)，說(shuō)明要求。記錄作業(yè)要求。延伸學(xué)習(xí)，為下節(jié)課學(xué)習(xí)復(fù)雜建模做準(zhǔn)備。課前任務(wù)1.觀看教師錄制的FDM打印機(jī)操作微視頻（調(diào)平、換料）。

2.預(yù)習(xí)切片軟件Cura的界面布局和基本功能。發(fā)布學(xué)習(xí)資源，布置預(yù)習(xí)任務(wù)。登錄平臺(tái)觀看視頻，初步熟悉操作流程和軟件界面。通過(guò)課前預(yù)習(xí)，降低實(shí)操課的認(rèn)知負(fù)荷，提高課堂效率。教學(xué)反思成功之處：??成就感驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)：從個(gè)性化設(shè)計(jì)到拿在手中的實(shí)物，完整的創(chuàng)作流程給學(xué)生帶來(lái)強(qiáng)烈的成就感，極大激發(fā)了學(xué)習(xí)三維軟件和打印技術(shù)的興趣?；A(chǔ)命令掌握牢固：通過(guò)完成草圖、拉伸、倒角、文字雕刻等操作，學(xué)生掌握了參數(shù)化建模最核心的基礎(chǔ)命令，為后續(xù)復(fù)雜建模打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。不足之處：??設(shè)計(jì)思路單一：部分學(xué)生局限于模仿范例，在個(gè)性化創(chuàng)意設(shè)計(jì)上放不開(kāi)，作品雷同度較高。打印設(shè)置依賴默認(rèn)：多數(shù)學(xué)生直接使用默認(rèn)切片參數(shù)，對(duì)參數(shù)如何影響鑰匙鏈的強(qiáng)度、表面質(zhì)量、打印時(shí)間缺乏主動(dòng)探索。改進(jìn)措施：??開(kāi)展“頭腦風(fēng)暴”環(huán)節(jié)：在布置任務(wù)后，組織學(xué)生分享創(chuàng)意，展示往屆優(yōu)秀或特色作品，拓寬設(shè)計(jì)思路，鼓勵(lì)個(gè)性化表達(dá)。引入簡(jiǎn)單參數(shù)對(duì)比任務(wù)：要求學(xué)生用兩種不同的層厚或填充率打印自己的鑰匙鏈，對(duì)比成品差異，直觀感受參數(shù)影響，培養(yǎng)優(yōu)化意識(shí)。

任務(wù)2-3刻字鑰匙鏈的建模及打印教案課程名稱3D打印與逆向建模授課學(xué)期2024-2025-2授課教師XXX課題序號(hào)任務(wù)2-3授課班級(jí)2023機(jī)制授課課時(shí)2課時(shí)教學(xué)場(chǎng)所C208增材制造實(shí)訓(xùn)室教材及參考書XXX主編3D打印技術(shù)與逆向工程實(shí)例教程機(jī)械工業(yè)出版社授課章節(jié)名稱項(xiàng)目二：正向設(shè)計(jì)任務(wù)2-3刻字鑰匙鏈的建模及打印教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)?1.建模知識(shí)：能陳述參數(shù)化建模的基本思路（草圖-特征），并理解“拉伸”、“倒圓角”、“文字雕刻”等特征在創(chuàng)建鑰匙鏈模型中的作用。

2.工藝知識(shí)：能解釋鑰匙鏈模型在切片時(shí)關(guān)鍵參數(shù)（如層厚、填充率、頂部/底部厚度）的設(shè)置原則及其對(duì)打印強(qiáng)度、時(shí)間和表面質(zhì)量的影響。

3.設(shè)計(jì)知識(shí)：能理解懸垂結(jié)構(gòu)的概念，并知曉如何通過(guò)調(diào)整文字浮雕的深度和角度以避免打印時(shí)需過(guò)多支撐。能力目標(biāo)?1.建模能力：能獨(dú)立使用三維建模軟件（如UGNX,Fusion360,SolidWorks等）完成一個(gè)包含個(gè)性化文字浮雕的鑰匙鏈三維模型創(chuàng)建。

2.切片能力：能熟練將模型導(dǎo)入切片軟件，并根據(jù)鑰匙鏈的使用需求（如耐用性），合理配置打印參數(shù)并生成G代碼。

3.打印與后處理能力：能規(guī)范操作3D打印機(jī)完成鑰匙鏈的打印，并獨(dú)立進(jìn)行取件、去除支撐（如需）和簡(jiǎn)單修整等后處理操作。

4.問(wèn)題預(yù)判能力：能在建模和切片階段，初步預(yù)判可能出現(xiàn)的打印問(wèn)題（如文字不清晰、連接處脆弱）并進(jìn)行優(yōu)化。素質(zhì)目標(biāo)?1.創(chuàng)意物化能力：培養(yǎng)將個(gè)人創(chuàng)意（個(gè)性化文字/圖形）通過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)物的成就感與創(chuàng)新意識(shí)。

2.精益求精的工匠精神：在建模和打印設(shè)置中追求細(xì)節(jié)完美（如清晰的文字、光滑的邊緣），對(duì)成品質(zhì)量有要求。

3.系統(tǒng)化工作思維：建立“設(shè)計(jì)-切片-打印-后處理”的完整工作流程概念，理解每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)最終結(jié)果的影響。

4.耐心與細(xì)致的習(xí)慣：在模型細(xì)節(jié)處理、打印機(jī)操作和后期精修中培養(yǎng)耐心和細(xì)致的工作態(tài)度。教學(xué)內(nèi)容1.建模設(shè)計(jì)。2.FDM3D打印機(jī)使用。活動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)個(gè)人專屬鑰匙鏈。思考如何讓文字清晰易讀（深度、字體）。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)1.拉伸凸臺(tái)/切割

2.倒角/圓角處理

3.插入文字并進(jìn)行拉伸切割資源與工具視頻、尼龍樣品，彩色打印樣品，高端應(yīng)用視頻教學(xué)方法講授法、簡(jiǎn)要介紹、案例展示。工業(yè)級(jí)應(yīng)用案例講解視頻演示、航空航天/醫(yī)療領(lǐng)域高端案例介紹。評(píng)價(jià)方式作品實(shí)物評(píng)價(jià)板書設(shè)計(jì)任務(wù)2-3刻字鑰匙鏈的建模及打印任務(wù)2-3刻字鑰匙鏈的建模及打印?——打造你的第一件個(gè)性化作品???一、建模六步法（以UGNX為例）???Step1:繪制基板草圖?選擇上視基準(zhǔn)面。使用中心矩形或直線命令繪制鑰匙鏈外形（如：80mmx25mm）。使用圓角命令倒圓角（R=3mm），美化外形。?退出草圖。?Step2:拉伸形成基體?使用”拉伸”命令。給定深度（如：2.5mm），生成鑰匙鏈基板。?Step3:繪制鑰匙環(huán)孔?選擇基板的上表面作為草圖平面。繪制一個(gè)圓（直徑約5mm），定位在基板一端。?退出草圖。?Step4:切割出環(huán)孔?使用“拉伸，布爾選擇求差”命令。選擇上一步的圓，完全貫穿，切割出孔。?Step5:添加文字（核心）??再次選擇基板的上表面作為草圖平面。使用“文字”命令。?關(guān)鍵操作：??選擇字體（推薦黑體、Arial等粗體無(wú)襯線字體，打印效果佳）。輸入文字（如：姓名、昵稱）。定位文字位置。?（重要）將文字“解散”或“轉(zhuǎn)換為輪廓”。?Step6:形成文字效果（二選一）???方案A：浮雕/凸字（推薦新手）??對(duì)文字使用“拉伸布爾選擇求和”，深度約0.5mm。?方案B：陰刻/凹字?對(duì)文字草圖使用“拉伸布爾選擇求差”，深度約0.5mm。?二、打印與后處理流程??1.切片設(shè)置要點(diǎn)：???層高：0.1-0.15mm（文字表面更精細(xì)）。?填充：15%-20%。?支撐：通常無(wú)需支撐（設(shè)計(jì)時(shí)確保無(wú)大懸空）。?附著：開(kāi)啟裙邊，保證粘貼牢固。?2.后處理：??取下模型，簡(jiǎn)單去除底部毛刺。（可選）用砂紙輕微打磨文字邊緣。三、核心知識(shí)點(diǎn)/技能點(diǎn)?特征建模順序：先主體，后細(xì)節(jié)（孔、文字）。草圖繪制：熟練掌握?qǐng)A角、