增材制造工藝與應用教案課程名稱增材制造工藝與應用課題名稱（項目、任務、情境）項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務1認識SLA工藝的工作原理和成型過程授課地點理實一體實訓室課時2課時教學目標知識目標理解光固化成型工藝的基本原理掌握光固化成型工藝的基本流程能力（技能）目標能正確進行光固化成型設備的操作和調試情感目標鍛煉學生觀察能力，培養(yǎng)嚴謹的職業(yè)素養(yǎng)教學重點難點重點光固化成型工藝的基本原理難點光固化成型工藝的基本流程教學資源多媒體教學課件、教材能力訓練任務及案例課堂反思

步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動舊課復習15分鐘上節(jié)課我們學習了目前最流行、最桌面化的3D打印技術——熔融沉積成型（FDM）。1.提問:FDM技術的基本原理是什么？預期學生回答：將熱塑性材料（如PLA、ABS）通過高溫噴頭加熱熔化，然后像擠牙膏一樣層層堆積，冷卻后凝固成型。2.提問:FDM技術有什么突出的優(yōu)點和缺點呢？優(yōu)點：設備成本低、操作相對簡單、材料成本低、顏色豐富。缺點：表面有層紋、精度相對較低、需要添加支撐結構、強度有各向異性。提問法PPT展示問題，引發(fā)學生思考搶答，贏得平時成績告知2分鐘今天這節(jié)課，我們的核心任務就是深入探討這項技術。我們將圍繞以下三個核心問題展開：第一，它的原理是什么？它不是通過加熱融化，而是利用‘光’來固化液體樹脂，這個過程叫做‘光聚合反應’。這到底是如何實現(xiàn)的？第二，它的完整工作流程是怎樣的？從電腦里的一個模型到拿到手里一個光滑的零件，中間經歷了哪些關鍵步驟？特別是，它有一個非常獨特且重要的‘后處理’環(huán)節(jié)。第三，它和FDM相比，優(yōu)勢在哪，劣勢又在哪？學完之后，我們需要形成一個清晰的概念：在什么情況下應該選擇FDM，什么情況下又應該選擇SLA。講授法引入3分鐘FDM很好，但它的層紋和精度問題限制了它在一些高精度、高顏值領域（如手辦、精密零件、牙科模型）的應用。今天，我們就來學習一種以高精度和表面光滑而聞名的3D打印技術——光固化（SLA），看看它是如何解決這些問題的。講授法操練5分鐘項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務1認識SLA工藝的工作原理和成型過程一、光固化成型工藝的基本原理1.定義利用特定波長與強度的光聚焦在液態(tài)樹脂材料表面，控制光的形狀逐層固化樹脂，從而堆積形成所需的三維實體零件。利用這種光能固化液態(tài)樹脂材料的方法通常稱之為光固化法。原理【重點】首先在計算機上用三維CAD設計產品的三維實體模型，然后生成并輸出STL文件格式的模型。再利用切片軟件對該模型沿高度方向進行分層切片，得到模型的各層斷面的二維數據群Sn（n=1，2，…，N）。依據這些數步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動10分鐘據，計算機從下層S1開始按順序將數據取出，通過一個掃描頭控制紫外激光束，在液態(tài)光敏樹脂表面掃描出第一層模型的斷面形狀。被紫外激光束掃描輻照過的部分，由于光引發(fā)劑的作用，引發(fā)預聚體和活性單體發(fā)生聚合而固化，產生一薄固化層。形成了第一層斷面的固化層后，將基座下降一個設定的高度d，在該固化層表面再涂覆上一層液態(tài)樹脂。接著依上所述，用第二層S2斷面的數據進行掃描曝光、固化。然后第三層S3、第四層S4……，這樣一層層地固化、黏接，逐步按順序疊加直到Sn層為止，最終形成一個立體的實體原型。3.具體分析優(yōu)缺點：光固化成型工藝的優(yōu)勢在于成型過程自動化程度高。光固化成型技術的系統(tǒng)非常穩(wěn)定，加工開始后，成型過程可以完全自動化，直至原型制作完成。光固化成型工藝的優(yōu)勢在于表面質量較好。雖然在每層固化時側面及曲面可能出現(xiàn)臺階，但上表面仍可得到玻璃狀的效果。在優(yōu)化參數設置之后，還可以做到讓肉眼可見的層紋“消失”。讀書引導法提出問題讓學生看書查找讀書回答問題深化15分鐘20分鐘二、光固化成型工藝的成型過程【難點】1.前處理前處理是為光固化成型工藝的原型制作準備生產數據。包括：工件的三維模型的構造，CAD模型的數據轉換，模型成形方向的選擇，支撐的施加和三維模型的切片處理。首先必須在計算機上利用三維設計軟件，根據產品的要求設計三維模型；或者用三維掃描系統(tǒng)對已有的實體進行掃描，并通過逆向工程技術得到三維模型。2.分層疊加成形光固化成型系統(tǒng)根據切片軟件處理得到的斷面形狀，在計算機的控制下，使光源系統(tǒng)在X-Y平面內按斷面形狀進行掃描，掃描過的液態(tài)樹脂發(fā)生聚合固化，形成第一層固態(tài)斷面形狀之后，工作臺再下降一層高度，使液槽中的液態(tài)光敏樹脂流入并覆蓋已固化的斷面層。3.后處理液態(tài)光敏樹脂固化成形為完整制件后，從光固化設備上取下的制品需要去除支撐結構，清洗制件表面殘余樹脂材料，然后表面烘干并將制件置于大功率紫外燈箱中作進一步的內腔固化。思政融入：在講解SLA后處理環(huán)節(jié)時，強調“安全操作規(guī)范”和“嚴謹負責的工匠精神”。圖片展示法小組討論法PPT展示圖片在筆記上記錄訓練10分鐘1.光固化（SLA）技術最核心的工作原理是基于下列哪一項？

A.熱塑性材料熔融后層層堆積

B.激光燒結粉末材料

C.液態(tài)光敏樹脂在特定光照射下發(fā)生固化

D.通過噴頭粘接石膏粉末答案：C2.與熔融沉積成型（FDM）相比，光固化（SLA）技術一個非常重要的不同點是其必須包含哪一環(huán)節(jié)？

A.模型切片

B.添加支撐

C.二次固化

D.加熱噴頭答案：C

3.在光固化（SLA）技術的后處理過程中，操作人員必須佩戴防護手套，其主要原因是？

A.防止打印件被手上的油脂污染

B.防止未固化的液態(tài)光敏樹脂刺激皮膚

C.方便更用力地去除支撐結構

D.保持建造平臺的清潔答案：B1.光固化（SLA）打印機在打印過程中，制作支撐結構的主要目的與FDM一樣，都是為了支撐模型的懸空部分。()答案：錯誤（×）

解析：

此題意在考察對SLA技術細節(jié)的深度理解。SLA的支撐結構確實有支撐懸空部分的作用，但更主要的作用是抵抗打印過程中模型從離型膜上剝離時產生的巨大剝離力，這是SLA技術一個非常獨特且關鍵的特點。2.光固化（SLA）打印完成后得到的模型，從平臺上取下后即可直接使用，表面光滑且性能已達到最佳。()答案：錯誤（×）搶答法PPT展示搶答，為小組得分歸納5分鐘SLA技術的基石是光聚合反應，它利用紫外激光‘雕刻’液態(tài)光敏樹脂，實現(xiàn)從液體到固體的精準轉變。其工作流程可以概括為‘打印前處理-精密打印-必要后處理’三大階段，其中添加支撐是為了抵抗剝離力，二次固化則是為了確保材料性能穩(wěn)定，這兩個是區(qū)別于FDM的關鍵環(huán)節(jié)。正是這種原理和流程上的差異，造就了SLA在精度和表面質量上的巨大優(yōu)勢，但也帶來了材料成本較高、部件較脆且需謹慎后處理的特點歸納法根據板書歸納總結3分鐘今天我們深入學習了光固化（SLA）這項高精度3D打印技術。它并非要取代我們上節(jié)課所學的FDM，而是為我們提供了一種全新的、面向高精度需求的解決方案。FDM像是實用的‘工匠’，而SLA則像是精細的‘藝術家’。希望大家通過學習，不僅掌握了SLA的原理和流程，更能建立起一種‘根據需求選擇最合適技術’的工程思維。同時，也牢記SLA操作中的安全規(guī)范，將嚴謹負責的工匠精神融入未來的每一次實踐中。講授法布置作業(yè)2分鐘書后練習板書設計項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務1認識SLA工藝的工作原理和成型過程一、光固化成型工藝的基本原理1.定義2.原理3.具體分析優(yōu)缺點二、光固化成型工藝的成型過程1.前處理2.分層疊加成形3.后處理增材制造工藝與應用教案課程名稱增材制造工藝與應用課題名稱（項目、任務、情境）項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務2合理選用光固化耗材授課地點理實一體實訓室課時2課時教學目標知識目標能正確描述光固化成型工藝不同耗材的優(yōu)缺點及應用場合能力（技能）目標根據零件的實際使用工況合理選擇耗材種類情感目標鍛煉學生觀察能力，培養(yǎng)嚴謹的職業(yè)素養(yǎng)教學重點難點重點光固化耗材選用主要考慮因素難點ABS樹脂的優(yōu)缺點教學資源多媒體教學課件、教材能力訓練任務及案例課堂反思

步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動舊課復習15分鐘上節(jié)課我們深入學習了SLA光固化技術的工作原理和流程。誰來簡要回顧一下，SLA技術的核心原理是什么？”預期回答：利用紫外激光照射液態(tài)光敏樹脂，使其發(fā)生光聚合反應，從液態(tài)逐層固化成型?！胺浅：谩Ｄ敲?，SLA技術相比FDM技術，最突出的優(yōu)點是什么？”預期回答：打印精度高、表面質量好?！笆堑模呔群凸饣砻媸荢LA的王牌。而決定最終零件這些性能的，除了機器本身，還有一個更關鍵的因素——那就是我們今天要學習的耗材。”提問法PPT展示問題，引發(fā)學生思考搶答，贏得平時成績告知2分鐘“工欲善其事，必先利其器。選擇正確的材料，是成功打印的第一步。如果用打印手辦的脆性材料去打印一個需要受力的齒輪，結果必然是失敗的。講授法引入3分鐘展示兩個光固化打印的實物：一個是用類ABS樹脂打印的、表面光滑但不小心摔斷的玩具車外殼；另一個是用類尼龍（高韌性）樹脂打印的、略有層紋但怎么彎折都不壞的柔性鉸鏈。為什么它們的性能天差地別？一個一摔就碎，一個堅韌富有彈性？”決定3D打印零件最終命運的，不僅僅是打印機本身，更是它肚子里裝的‘墨水’——也就是耗材。”講授法操練5分鐘項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務2合理選用光固化耗材一、光固化耗材分類【重點】光固化增材制造工藝經常會用到的材料主要包括：按照樹脂類型有類ABS樹脂、類尼龍樹脂、類陶瓷樹脂、類硅膠樹脂、鑄造樹脂等等；按照性能有高強度樹脂、高透明樹脂、高韌性樹脂、耐高溫樹脂、水洗樹脂等等。不同的材料有其獨特屬性，包括強度、硬度、韌性、透明性、生物相容性、成形溫度、熔融指數、耐化學性、耐熱性，這些屬性使得材料選擇任務變得有據可依。二、類ABS樹脂【難點】 優(yōu)點：容易打印成型，制件表面效果好，精度高，價格便宜； 缺點：制件較脆，容易斷裂； 邵氏硬度：80D； 熱變形溫度：75℃； 應用范圍：各類DIY裝飾品、玩具、手板件、新產品樣件等。思政融入：‘性價比’往往意味著權衡。在工程實踐中，我們不能一味追求低成本，而必須對產品的最終使用環(huán)步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動10分鐘境有清晰的認知。這是一種實事求是的科學精神和對用戶負責的職業(yè)操守。如果用類ABS去做需要受力的齒輪，那就是嚴重的決策失誤。三、其他樹脂1.類尼龍樹脂類尼龍樹脂物理性能和化學性能趨近于耐熱性、耐磨性、耐化學藥品性良好的尼龍工程塑料，用于光固化增材制造主要有以下特點：優(yōu)點：韌性高，耐磨性好；缺點：支撐需要加粗，打印速度較慢，精度一般；邵氏硬度：85D；熱變形溫度：60℃；應用范圍：工業(yè)零件、齒輪、玩具、手板件、手辦模型等。2.類硅膠樹脂類硅膠樹脂物理性能和化學性能趨近于硅膠材料，用于光固化增材制造主要有以下特點：優(yōu)點：高彈性，回彈塊，耐一定強度的撕裂；缺點：打印難度高，不容易清洗；邵氏硬度：75A；熱變形溫度：60℃；應用范圍：各類柔韌性物件、牙科牙齦等。3.類陶瓷樹脂類陶瓷樹脂物理性能和化學性能趨近于陶瓷材料，用于光固化增材制造主要有以下特點：優(yōu)點：硬度高，韌性小，容易成型；缺點：相對較脆，容易沉淀；邵氏硬度：88D；熱變形溫度：130℃；應用范圍：各類裝飾品、樣件等。讀書引導法提出問題讓學生看書查找讀書回答問題深化15分鐘20分鐘四、新型材料1.鑄造樹脂鑄造樹脂可以代替鑄造用石蠟材料，其中含有助燃蠟容易燃燒，幾乎沒有灰燼，用于光固化增材制造主要有以下特點： 優(yōu)點：容易鑄造，鑄造件表面光滑； 缺點：硬度低，不容易成型； 邵氏硬度：60D； 熱變形溫度：60℃； 應用范圍：珠寶首飾手板件等。2.耐溫樹脂耐溫樹脂可以應用于高溫環(huán)境，在非受力高溫環(huán)境下，可以耐溫170℃，1小時以內不變形、不開裂，用于光固化增材制造主要有以下特點： 優(yōu)點：容易成型，耐高溫； 缺點：相對較脆； 邵氏硬度：85D； 熱變形溫度：200℃； 應用范圍：珠寶壓模、牙科壓模、高溫環(huán)境等。3.水洗樹脂水洗樹脂可以使用清水直接清洗，物理性能和化學性能趨近于ABS工程塑料，用于光固化增材制造主要有以下特點： 優(yōu)點：容易成型，硬度較高，精度較好； 缺點：相對較脆，長期放置相對容易吸潮； 邵氏硬度：85D； 熱變形溫度：80℃； 應用范圍：手板件、手辦模型等。圖片展示法小組討論法PPT展示圖片在筆記上記錄訓練10分鐘1.關于光敏樹脂的組成及其作用，以下說法正確的是？A.單體（Monomer）是反應的發(fā)令員，吸收光能引發(fā)聚合。B.低聚物（Oligomer）粘度低，主要作用是稀釋樹脂。C.光引發(fā)劑（Photoinitiator）決定了固化后材料的主要物理性能。D.單體（Monomer）既是稀釋劑，也在固化時參與反應交聯(lián)。答案：D2.一位工程師需要制作一個用于高溫環(huán)境下（約150°C）測試的零件原型，他應優(yōu)先選擇以下哪種材料？A.類ABS樹脂B.類尼龍樹脂C.耐溫樹脂D.水洗樹脂答案：C3.在光固化模型的后處理中，操作人員必須佩戴防護手套。這樣做最主要的原因是？A.防止手上的油脂污染模型，影響表面光澤度。B.防止未固化的液態(tài)樹脂對皮膚產生刺激或過敏。C.防止在去除支撐時被鋒利的邊緣劃傷手指。D.保持建造平臺的清潔，避免下一次打印失敗。答案：B1.光固化（SLA）打印完成后，從平臺上取下的模型已經完全固化，達到了最佳性能，可以直接投入使用的。()答案：×2.邵氏硬度（ShoreHardness）是衡量材料軟硬程度的重要指標。其中，用“A”標尺測量的值通常比用“D”標尺測量的值更大，表示材料更硬。()答案：×搶答法PPT展示搶答，為小組得分歸納5分鐘樹脂的三大成分：低聚物定性能、單體降粘度、引發(fā)劑啟動反應。類尼龍--韌，類陶瓷--硬且耐高溫，鑄造樹脂--燒得干凈。我們學會了選材的五大原則，其核心是從需求出發(fā)。歸納法根據板書歸納總結3分鐘材料是連接數字模型與物理實體的關鍵介質，其特性決定了創(chuàng)意構想向具體產品轉化的最終效果。熟練掌握材料特性，意味著獲得了實現(xiàn)設計意圖的核心能力。當前，隨著國產光敏樹脂技術的持續(xù)突破，材料選擇的廣度與性能均得到顯著提升。期待大家在今后的產品設計過程中，不僅關注建模方案，更能優(yōu)先考量"如何通過材料選擇實現(xiàn)產品功能"這一本質問題，這才是工程思維的根本體現(xiàn)。講授法布置作業(yè)2分鐘書后練習板書設計項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務2合理選用光固化耗材一、樹脂組成低聚物(Oligomer)->骨架單體(Monomer)->稀釋+反應光引發(fā)劑(Photoinitiator)->發(fā)令員二、選用原則(5大)功能(力學/熱學)外觀(表面/透明)后處理(水洗?)經濟(成本)工藝(設備兼容)增材制造工藝與應用教案課程名稱增材制造工藝與應用課題名稱（項目、任務、情境）項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務3認識光固化成型設備主要結構授課地點理實一體實訓室課時2課時教學目標知識目標掌握SLA、DLP、LCD三種光固化設備的基本結構和工作原理能力（技能）目標能初步根據產品需求（如精度、尺寸、成本），從設備參數表中提取關鍵信息，并合理選擇設備類型。情感目標通過了解光固化技術的發(fā)展歷程，認識到技術創(chuàng)新永無止境，培養(yǎng)精益求精的工匠精神。教學重點難點重點SLA、DLP、LCD三種設備的技術特點與核心差異難點光固化成型設備的選用教學資源多媒體教學課件、教材能力訓練任務及案例課堂反思

步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動舊課復習15分鐘上節(jié)課我們學習了增材制造技術的基本概念和分類。增材制造技術是以材料累加為基本特征，以直接制造零件為目標的大范疇技術群。我們了解到增材制造與減材制造各自的特點，以及增材制造在工業(yè)應用中的優(yōu)勢。請同學們回顧一下，增材制造的主要工藝類型有哪些？（引導學生回答：FDM、LOM、SLA、SLS、DED、BJ等）提問法PPT展示問題，引發(fā)學生思考搶答，贏得平時成績告知2分鐘本節(jié)課我們將學習光固化成型設備的結構種類和特點，總結光固化成型設備的選用原則，學會從光固化成型設備參數表中獲取關鍵信息，能夠針對產品需求合理選擇設備。通過本節(jié)課的學習，同學們將掌握光固化成型三大主流工藝技術（SLA、DLP和LCD）的工作原理、優(yōu)缺點，為將來從事三維造型等工作打下堅實基礎講授法引入3分鐘展示一件精美的光固化打印模型，如牙科模型或精細工藝品，請看這件模型，它的表面非常光滑，細節(jié)非常清晰。大家知道它是用什么技術制造出來的嗎？光固化成型技術是增材制造中精度最高的技術之一，廣泛應用于牙科、珠寶、精密零件等領域。那么，光固化成型設備有哪些種類？它們各自有什么特點？我們該如何根據產品需求選擇合適的設備呢？帶著這些問題，我們開始今天的學習。講授法操練5分鐘項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務2認識光固化成型設備主要結構一、光固化成型技術的發(fā)展歷程光固化成型工藝經過近幾十年的發(fā)展，技術逐漸成熟。由最早的SLA技術（立體印刷成型技術）發(fā)展到DLP技術（紫外數字投影技術），再到近年來的LCD技術（LCD掩模技術）以及CLIP（連續(xù)液面固化打印技術）、VLC（可見光固化技術），因此光固化設備的種類繁多，如圖4-5所示。雖然市場上的光固化成型設備機型和品牌眾多，但是從成型工藝上來看，SLA技術、DLP技術和LCD技術依舊是三大主流工藝技術。不同成型工藝的設備其精度、成型尺寸和速度各不相同，正確了解各種成型工藝的特點是正確選用光固化設備的基礎。二、三大主流光固化成型技術【重點】 1.立體印刷成型技術（SLA）工作原理：首先在液槽中裝填適量液態(tài)光敏樹脂，成型開始時，可升降工作臺置于液面下一個層厚的位置，紫外激光束在振鏡系統(tǒng)的控制下，按照零件截面輪廓進行掃描，使掃描區(qū)域的樹脂固化。一層固化完成后，工作臺下移一個層厚，液槽中的液態(tài)樹脂覆蓋已固化層，再講授法利用視頻、動畫展示發(fā)展歷程記憶步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動10分鐘10分鐘進行下一層掃描固化，如此循環(huán)直至完成整個零件的制造。優(yōu)點：成型精度高，表面質量好；可成型結構復雜的零件；材料利用率高缺點：成型零件較脆，力學性能較差；需要后處理工藝；設備及材料成本較高2.紫外數字投影技術（DLP）工作原理：DLP技術使用數字微鏡器件（DMD）作為核心部件，通過紫外光源照射DMD，DMD上的微鏡根據圖像信號進行翻轉，將圖案投影到樹脂液面上，使整層樹脂同時固化。一層固化完成后，工作臺移動一個層厚，繼續(xù)下一層的投影固化，直至完成整個零件的制造。優(yōu)點：成型速度快，整層同時固化成型精度高，表面質量好設備結構相對簡單缺點：投影系統(tǒng)發(fā)熱嚴重，需要冷卻；設備及材料成本較高；成型尺寸受投影系統(tǒng)限制3.LCD掩模技術工作原理：LCD技術可以簡單地理解成就是DLP技術的光源用LCD來代替。其主要是通過LCD掩膜技術來控制光源逐層固化光敏聚合物液體，從而創(chuàng)建出3D打印對象的一種快速成型技術。這種成型技術首先利用切片軟件把模型切成薄片圖像，控制液晶顯示屏播放圖像信號，每一層圖像在樹脂層很薄的區(qū)域產生光聚合反應固化，形成零件的一個薄層，然后成型臺移動一層，液晶顯示屏繼續(xù)播放下一個圖像信號，繼續(xù)加工下一層，如此循環(huán)，直至打印結束。優(yōu)點：精度高。很容易達到平面精度100微米，優(yōu)于第一代SLA技術，和目前桌面級DLP技術有可比性；價格便宜。主要對比前代技術的SLA和DLP，這個性價比極其突出；結構簡單。因為沒有激光振鏡或者投影模塊，結構很簡單，容易組裝和維修；樹脂通用。由于采用405nm背光，所有DLP類的樹脂或者大部分光固化樹脂理論上都可以兼容；同時打印多個零件不犧牲速度。和DLP技術一樣，是面成型光源。缺點：對LCD屏要求高，目前可選用的LCD屏是消耗品；光效率沒有DLP高。思政融入：光固化技術從最初的SLA發(fā)展到現(xiàn)在的LCD、CLIP等技術，體現(xiàn)了科技創(chuàng)新的不斷發(fā)展。我國在光固化技術領域雖然起步較晚，但近年來發(fā)展迅速，部分技術已經達到國際先進水平。這啟示我們，要有創(chuàng)新精神和追趕意識，努力學習專業(yè)知識，為我國制造讀書引導法提出問題讓學生看書查找讀書回答問題深化15分鐘10分鐘業(yè)的發(fā)展貢獻力量。三、光固化成型設備的選用原則【難點】精度要求：根據產品的精度要求選擇合適的設備。SLA和DLP設備精度較高，適合精密零件制造；LCD設備精度也不錯，但可能略低于高端SLA和DLP設備。產品尺寸：根據產品的尺寸選擇合適的設備。不同設備的成型尺寸范圍不同，需要根據產品最大尺寸選擇。材料特性：根據產品對材料性能的要求選擇合適的設備和材料。不同設備適用的材料可能不同，需要考慮材料的力學性能、耐候性等。成本預算：根據預算選擇合適的設備。SLA和DLP設備成本較高，LCD設備性價比較高。生產效率：根據生產效率要求選擇合適的設備。DLP和LCD設備由于是面成型，成型速度較快；SLA設備是點掃描成型，速度相對較慢。四、從設備參數表中獲取關鍵信息成型尺寸：設備能夠制造的最大零件尺寸。層厚：設備每層固化的厚度，影響成型精度和表面質量。光源波長：設備使用的光源波長，需要與樹脂的固化波長匹配。成型速度：設備每小時能夠成型的體積或高度。精度：設備能夠達到的最小特征尺寸和表面粗糙度。材料類型：設備適用的樹脂類型。圖片展示法小組討論法PPT展示圖片在筆記上記錄訓練10分鐘1.小明的公司需要為一個新產品制作一個外觀驗證模型，該模型對表面光潔度和細節(jié)精度要求極高，但暫時不需要測試功能。請問推薦使用哪種光固化技術最為合適？A.LCD技術，因為其設備成本最低，性價比高。B.DLP技術，因為其打印速度最快，能快速完成任務。C.SLA技術，因為其成型精度高且表面質量好，非常適合視覺原型。D.三種技術都可以，因為都是光固化技術，效果差不多。答案：C2.以下關于三種光固化技術工作原理的描述，正確的是？A.SLA技術和LCD技術都是采用面曝光原理來固化樹脂。B.DLP技術和LCD技術都是通過控制激光振鏡的運動來掃描成型。C.SLA技術是點掃描，DLP和LCD技術是面曝光。D.三種技術的光源系統(tǒng)和成像方式完全相同，只是名稱不同。答案：C3.作為一名實訓室管理員，你需要在有限的預算內為學校增材制造實訓室采購一批光固化設備，主要用于學生日常練習和概念驗證。首要的考慮因素是什么？應優(yōu)先選擇哪種技術？A.首要考慮極限打印精度，優(yōu)先選擇SLA技術。B.首要考慮大批量打印速度，優(yōu)先選擇DLP技術。C.首要考慮設備采購和維護成本，優(yōu)先選擇LCD技術。D.首要考慮打印模型的強度，因此技術類型不重要。答案：C4.LCD光固化設備的LCD屏幕和DLP光固化設備的DMD芯片一樣，都是設備的核心永久性部件，基本無需更換。()答案：×5.雖然SLA、DLP、LCD三種技術的實現(xiàn)方式不同，但它們在打印前都需要添加支撐結構，打印后也都需要進行清洗、去支撐和二次固化等后處理。()答案：√搶答法PPT展示搶答，為小組得分歸納5分鐘本節(jié)課我們學習了光固化成型設備的結構種類和特點，重點掌握了SLA、DLP和LCD三大主流工藝技術的工作原理、優(yōu)缺點，以及光固化成型設備的選用原則。在實際應用中，我們需要綜合考慮產品精度要求、尺寸、材料特性、成本預算和生產效率等因素，從設備參數表中獲取關鍵信息，做出合理選擇。歸納法根據板書歸納總結3分鐘光固化技術作為增材制造的重要組成部分，其發(fā)展體現(xiàn)了我國制造業(yè)轉型升級的方向。希望同學們能夠將所學知識與實踐相結合，培養(yǎng)工匠精神和信息素養(yǎng)，為將來從事三維造型等工作打下堅實基礎。講授法布置作業(yè)2分鐘書后練習板書設計項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務3認識光固化成型設備主要結構一、光固化成型技術發(fā)展歷程SLADLPLCDCLIP/VLC二、三大主流工藝技術SLA（立體印刷成型技術）原理：紫外激光掃描固化優(yōu)點：精度高、表面光滑、材料特殊缺點：零件脆、怕光照、需后處理DLP（紫外數字投影技術）原理：數字微鏡投影固化優(yōu)點：振動小、無阻塞、安全高效缺點：發(fā)熱嚴重、價格高、材料貴LCD（LCD掩模技術）原理：液晶屏掩模固化優(yōu)點：精度高、價格低、結構簡單缺點：LCD屏消耗品、光效率低三、設備選用原則精度要求產品尺寸材料特性成本預算生產效率增材制造工藝與應用教案課程名稱增材制造工藝與應用課題名稱（項目、任務、情境）項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務4考核光固化成型設備的生產準備授課地點理實一體實訓室課時2課時教學目標知識目標掌握手動調平與光源校正的操作時機、目的及核心步驟能力（技能）目標能規(guī)范、安全地完成打印平臺手動調平操作。情感目標通過調平等精細操作，體會精益求精、嚴謹細致的“工匠精神”。教學重點難點重點設備操作的全流程規(guī)范性與安全性；手動調平的操作方法。難點

理解手動調平的原理并掌握均勻施力、對角鎖緊的技巧教學資源多媒體教學課件、教材能力訓練任務及案例課堂反思

步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動舊課復習15分鐘上節(jié)課我們學習了光固化三大技術SLA、DLP、LCD的原理與特點。大家回顧一下，我們實驗室的這臺BS3DPL-200設備，采用的是哪一類技術？”預期回答：LCD技術（基于其成像屏幕和405nm光源的特征）?！皼]錯。那么，LCD技術有一個核心的消耗品是什么？它有什么特點？”預期回答：LCD屏幕，它是易耗品，需要避免被樹脂污染并在壽命到期后更換?！胺浅：?！今天，我們就將從理論走向實踐，深入學習這臺具體設備的規(guī)范化操作與調試?！碧釂柗≒PT展示問題，引發(fā)學生思考搶答，贏得平時成績告知2分鐘本節(jié)課我們將學習BS3DPL-200光固化成型設備的進階操作與調試方法，掌握該類型設備的生產準備內容和操作方法。通過本節(jié)課的學習，大家應能獨立完成設備的基本操作、打印準備、耗材回收以及設備調試等工作，為后續(xù)生產實踐打下堅實基礎。講授法引入3分鐘展示一件精美的光固化打印模型，如牙科模型或精細工藝品，請看這件模型，它的表面非常光滑，細節(jié)非常清晰。大家知道它是用什么技術制造出來的嗎？光固化成型技術是增材制造中精度最高的技術之一，廣泛應用于牙科、珠寶、精密零件等領域。那么，光固化成型設備有哪些種類？它們各自有什么特點？我們該如何根據產品需求選擇合適的設備呢？帶著這些問題，我們開始今天的學習。講授法操練15分鐘項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務4考核光固化成型設備的生產準備一、光固化成型設備基本操作（一）打印機準備1.清理工作操作前請佩戴好護目鏡、口罩、醫(yī)用橡膠手套等防護工具。使用沾有干凈酒精的無紡布或紙巾擦拭清潔打印平臺、料槽及成像屏幕，確保無殘余樹脂和塵土。2.開機連接電源線，插入220V三孔插座。打開打印機側面電源開關，控制面板點亮。操作觸控面板【工具】/【手動】，單擊回零鍵，使運動軸歸零。3.顯示屏菜單說明工具菜單：包含手動運動控制、光源校正、設Z為零和緊急停止等功能。系統(tǒng)菜單：包含系統(tǒng)信息、網絡信息、售后服務信息和語言選擇等功能。（二）裝填打印材料講授法利用視頻、動畫展示發(fā)展歷程記憶步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動10分鐘根據打印要求選擇合適的光固化樹脂材料，裝填前手動搖晃樹脂瓶，避免色素沉淀。裝填時避免樹脂飛濺，單次裝填量不少于料槽容積的1/3，不超過1/2。（三）準備打印將待打印的.ctb格式文件拷入U盤，插入打印機USB卡槽。單擊觸控面板【打印】圖標，選擇文件并開始打印。（四）回收打印耗材打印完成后，佩戴好防護工具，取下制件并清洗打印平臺。使用過濾網和漏斗回收料槽中的剩余樹脂，用酒精擦拭干凈料槽。讀書引導法提出問題讓學生看書查找讀書回答問題深化15分鐘二、光固化成型設備的調試（一）手動調平調平前清洗打印平臺，撤出料槽。準備扳手和A4紙，松開打印平臺上的四顆鎖緊螺絲。將A4紙放在成像屏幕上，執(zhí)行回零操作。對打印平臺施加適當壓力，壓緊A4紙。按對角順序預緊并鎖緊螺絲，確保受力均勻。抽動A4紙驗證受力均勻，完成調平。（二）光源校正清洗打印平臺、料槽和成像屏幕，撤出工作區(qū)域。操作觸控面板【工具】/【校正】，進入光源校正設置。設置曝光時間（默認15秒），單擊【下一步】。觀察成像屏幕曝光的矩形框輪廓是否完整。檢查光照強度是否變暗，必要時使用紫外輻照計測試。若輪廓不完整或光照強度變暗，需檢修或更換成型屏幕。思政融入：在講解設備調試過程中，強調工匠精神的重要性。手動調平和光源校正需要耐心和細致，每一步操作都直接影響打印質量。正如我國制造業(yè)的發(fā)展，離不開每一位技術工人的精益求精和嚴謹態(tài)度。希望同學們在今后的學習和工作中，始終保持這種追求卓越的工匠精神，為我國制造業(yè)的轉型升級貢獻力量。圖片展示法小組討論法PPT展示圖片在筆記上記錄訓練20分鐘1.在進行BS3DPL-200光固化設備的操作前，必須佩戴的個人防護裝備（PPE）是？A.安全帽和防砸鞋B.護目鏡、口罩和醫(yī)用橡膠手套C.耳塞和防護面罩D.隔熱手套和圍裙答案：B2.向BS3DPL-200設備的料槽中裝填光敏樹脂時，單次裝填的推薦量是？A.裝滿料槽，以確保打印量充足B.不超過料槽容積的二分之一C.剛好覆蓋料槽底部即可D.不少于料槽容積的三分之一，且不超過二分之一答案：D3.當BS3DPL-200設備完成打印后，對料槽中剩余樹脂的正確處理方式是？A.留在料槽中，下次打印可繼續(xù)使用B.直接用水沖洗干凈C.使用過濾網和漏斗將其回收至樹脂瓶中以備后用D.作為危險廢棄物直接丟棄答案：C4.手動調平操作是每次打印前都必須進行的常規(guī)步驟，以確保打印質量。()答案：×5.耗材回收的目的僅僅是為了節(jié)約成本，避免浪費。()答案：×搶答法PPT展示搶答，為小組得分歸納5分鐘今天我們圍繞BS3DPL-200設備，深入學習了兩個層面的內容：操作層面，牢記‘防護-清理-裝料-打印-回收’的標準化流程，安全與規(guī)范是貫穿始終的生命線。調試層面，掌握‘手動調平’與‘光源校正’兩大核心維護技能，這是從‘會用’到‘精通’的關鍵飛躍。歸納法根據板書歸納總結3分鐘操作3D打印機，絕非簡單的按鍵操作。它要求我們像對待伙伴一樣了解設備，像對待手術一樣注重細節(jié)，像對待藝術品一樣追求精度。希望大家能將今天的規(guī)范流程和嚴謹態(tài)度帶入每一次實際操作中，真正成長為一名既有熟練技能又有職業(yè)素養(yǎng)的專業(yè)人才。講授法布置作業(yè)2分鐘書后練習板書設計項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務4考核光固化成型設備的生產準備一、基本操作1.打印機準備-清理工作-開機-顯示屏菜單說明2.裝填打印材料3.準備打印4.回收打印耗材二、設備調試1.手動調平-清洗平臺-撤出料槽-使用A4紙調平-鎖緊螺絲2.光源校正-清洗屏幕-設置曝光時間-觀察矩形框-檢查光照強度增材制造工藝與應用教案課程名稱增材制造工藝與應用課題名稱（項目、任務、情境）項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務5完成遙控器光固化工藝制作授課地點理實一體實訓室課時2課時教學目標知識目標對具體產品（遙控器）進行工藝分析，合理確定成型方向、鏤空方案和支撐策略。能力（技能）目標能獨立操作切片軟件（如Chitubox、Lychee）完成模型擺放、鏤空、加支撐、參數設置并導出切片文件。情感目標通過親歷從數字模型到實體產品的全過程，體驗先進制造的魅力，增強專業(yè)認同感。教學重點難點重點光固化工藝的全流程；模型成型方向的確定與支撐添加策略；后處理的安全規(guī)范與操作技巧。難點根據模型結構特點制定最優(yōu)的工藝方案（擺放、鏤空、支撐）；打磨拋光工藝的掌握。教學資源多媒體教學課件、教材能力訓練任務及案例課堂反思

步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動舊課復習15分鐘上節(jié)課我們學習了BS3DPL-200光固化成型設備的基本操作與調試方法，掌握了設備準備、裝填材料、打印準備、耗材回收以及手動調平和光源校正等操作。請一位同學回顧一下手動調平的步驟？（引導學生回答：清洗平臺、撤出料槽、使用A4紙調平、鎖緊螺絲等）前幾節(jié)課我們系統(tǒng)學習了BS3DPL-200設備的操作和調試。現(xiàn)在，如果給你一個模型文件，你知道如何讓它從電腦里的三維圖變成我們手中的實物嗎？這個完整的過程都包括哪些關鍵步驟？”（引導學生回顧：模型處理->切片->打印->后處理）提問法PPT展示問題，引發(fā)學生思考搶答，贏得平時成績告知2分鐘本節(jié)課我們將學習光固化成型工藝分析及后處理流程，以遙控器工藝品為例，掌握從模型獲取、工藝分析、切片處理到后處理的全流程操作，理解增材制造工藝指示單的填寫規(guī)范，培養(yǎng)綜合應用光固化成型技術解決實際問題的能力。講授法引入3分鐘同學們，3D打印技術已經廣泛應用于產品原型制作、小批量生產等領域。今天我們要制作的遙控器模型，不僅需要通過光固化成型工藝完成打印，還需要進行精細的后處理，才能達到評估外觀、結構和尺寸的目的。那么，如何科學地進行工藝分析？如何合理設置參數？如何高效完成后處理？這些問題的答案，將在本節(jié)課中一一揭曉。講授法操練15分鐘項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務5完成遙控器光固化工藝制作一、任務描述我們需要利用光固化成型工藝對遙控器三維模型進行3D打印加工，并進行打磨、拋光、表面處理等后處理工序，用于產品外觀、結構和尺寸設計評估，為該工藝品的最終量化生產提供優(yōu)化依據。二、工藝分析1.工藝分析的一般思路1）獲取制件三維模型數據：網絡直接獲取；正向建模軟件設計獲得；逆向建模軟件掃描獲得2）調整模型擺放姿態(tài)：保證容易成型；盡量減少支撐數量；適當減少截面面積3）確定打印方式：實心打??；內部鏤空打?。p輕重量、節(jié)省耗材、提高成型率）4）鏤空打印的注意事項：添加工藝孔（非關鍵面、方便清洗）；內部型腔適當添加支撐5）支撐類型選擇：細支撐：支撐點小，后處理方便，附著力小講授法利用視頻、動畫展示發(fā)展歷程記憶步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動10分鐘粗支撐：支撐點大，附著力大，成型率高6）設置合理的切片參數：層厚、曝光時間、打印速度等7）軟件切片，導出打印文件8）操作設備開始打印9）觀察打印情況，判斷是否繼續(xù)10）打印失敗處理：清理平臺、回收樹脂、清理料槽尋找失敗原因，重新設置參數；重新打印驗證11）打印成功處理：清理打印平臺，清洗制件12）后處理工序：拆除支撐；清洗制件；低溫烘干；二次固化；打磨、拋光、上色等2.增材制造工藝指示單填寫根據工藝分析結果，包括產品名稱、編號、工期、材料、數量、數模來源、設計員、日期、重量等信息，以及具體的工藝名稱、工藝要求和備注。讀書引導法提出問題讓學生看書查找讀書回答問題深化15分鐘三、切片處理1.切片處理流程1）獲取三維模型文件（STL/OBJ格式）2）將模型導入切片軟件并正確擺放考慮零件精度、成型時間、零件強度、支撐結構、表面光潔度3）確定模型是否需要鏤空處理，進行支撐設置鏤空處理考慮：模型壁厚、鏤空精度、填充結構支撐設置考慮：支撐大小、支撐角度、支撐密度、支撐接觸形狀4）參數設置層厚、底層數、曝光時間、底層曝光時間、抬升距離、抬升速度等5）切片運算，檢查打印軌跡6）導出保存為.ctb格式文件四、后處理及注意事項1.后處理工藝流程1）做好防護準備（護目鏡、口罩、手套）2）去除打印支撐使用尖嘴鉗或偏口鉗使用雕刻刀去除殘留支撐3）打磨處理使用銼刀打磨支撐接觸面使用電磨工具處理細節(jié)（注意安全）4）粘合處理（如需要）使用AB膠，保持通風5）表面修補使用AB補土修補缺陷6）砂紙打磨遵循"先粗后細"順序沾水打磨效果更佳2.注意事項規(guī)范使用工具，注意安全保持通風，避免吸入有害氣體打磨時控制力度，避免損壞工件粘合時保持接縫緊密接觸思政融入：每一個參數的設置、每一次操作的精準、每一處細節(jié)的處理，都體現(xiàn)了精益求精的工匠精神。作為未來的制造業(yè)人才，我們要培養(yǎng)嚴謹細致的工作態(tài)度，追求卓越的品質意識，為我國制造業(yè)的高質量發(fā)展貢獻力量。同時，在團隊協(xié)作完成項目的過程中，也要培養(yǎng)團結協(xié)作、共同進步的集體主義精神。圖片展示法小組討論法PPT展示圖片在筆記上記錄訓練20分鐘1.在對遙控器模型進行光固化打印前的工藝分析中，確定模型成型方向時，首要考慮的因素是？A.打印時間最短B.支撐數量最少C.保證模型能夠成功成型D.表面質量最好答案：C2.在對光固化打印件進行打磨處理時，正確的操作順序是？A.先用高目數砂紙精細打磨，再用低目數砂紙粗磨B.先用低目數砂紙粗磨，再用高目數砂紙精細打磨C.始終使用同一目數的砂紙進行打磨D.無需考慮砂紙目數，隨意打磨即可答案：B3.當需要將兩個光固化打印的零件牢固粘合在一起時，最適合使用的粘合劑及其操作方法是？A.使用502膠水，快速粘合B.使用AB膠，按1:1比例均勻調和，并保持通風C.使用熱熔膠槍，加熱粘合D.使用透明膠帶纏繞固定答案：B4.為了節(jié)省打印材料和縮短打印時間，所有的光固化打印模型都應該進行鏤空處理。答案：錯誤(×)5.在去除光固化打印件的支撐時，應使用鋒利的剪鉗或切割工具，并佩戴防護眼鏡，以防樹脂碎屑飛濺傷人。答案：正確(√)搶答法PPT展示搶答，為小組得分歸納5分鐘我們學習了光固化成型工藝分析及后處理的全流程，包括工藝分析的一般思路、切片處理流程、后處理工藝及注意事項。重點掌握了模型擺放、支撐設置、參數設置等關鍵環(huán)節(jié)，難點在于如何根據產品需求合理選擇工藝參數和后處理方法。希望大家通過本節(jié)課的學習，能夠獨立完成光固化成型件的制作與后處理，培養(yǎng)解決實際問題的能力。歸納法根據板書歸納總結3分鐘完成這個項目，希望大家收獲的不僅僅是一個遙控器模型，更重要的是一種系統(tǒng)性的工程思維方式和一份精益求精的職業(yè)態(tài)度。未來，無論你們面對多么復雜的產品，都能有條不紊地分解流程，制定方案，并用耐心和專注將它完美實現(xiàn)。這就是我們增材制造專業(yè)人才的核心競爭力。講授法布置作業(yè)2分鐘書后練習板書設計項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務5完成遙控器光固化工藝制作一、工藝分析二、切片處理三、后處理增材制造工藝與應用教案課程名稱增材制造工藝與應用課題名稱（項目、任務、情境）項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務6完成手持風扇光固化工藝制作授課地點理實一體實訓室課時2課時教學目標知識目標掌握手持風扇模型在切片軟件中的具體操作步驟，如導入模型、調整尺寸與姿態(tài)、進行鏤空與抽殼、添加支撐、設置切片參數以及導出打印文件能力（技能）目標能夠熟練運用切片軟件，對三維模型進行參數化設置，生成符合打印要求的.ctb格式文件。情感目標培養(yǎng)創(chuàng)新意識和科學精神，鼓勵學生在工藝分析和參數設置中不墨守成規(guī)，敢于嘗試和優(yōu)化教學重點難點重點據手持風扇模型的自身特點和最終用途，進行綜合性的工藝分析。難點后處理的質量直觀判斷方法教學資源多媒體教學課件、教材能力訓練任務及案例課堂反思

步驟時間分配教學內容教學方法教學手段學生活動舊課復習15分鐘上節(jié)課我們學習了遙控器模型的光固化成型工藝分析與后處理流程，掌握了從模型獲取、工藝分析、切片處理到后處理的完整流程。請一位同學回顧一下，在進行模型擺放時，主要考慮哪些因素？（引導學生回答：保證成型、優(yōu)化時間、減少支撐、表面質量等）提問法PPT展示問題，引發(fā)學生思考搶答，贏得平時成績告知2分鐘本節(jié)課我們將以手持風扇為例，深入學習光固化成型工藝分析與后處理流程，重點掌握模型姿態(tài)擺放、鏤空處理、支撐設置、切片參數設置等關鍵環(huán)節(jié)，能夠獨立完成增材制造工藝指示單的填寫，并繪制后處理工藝流程圖。講授法引入3分鐘（展示手持風扇的3D打印實物和三維模型）同學們，這是一個設計精美的手持風扇工藝品。它不僅外觀精致，內部結構也相當復雜。要將這樣的設計從數字模型變?yōu)閷嶓w產品，我們需要運用光固化成型技術。這個過程中，如何擺放模型才能既保證打印成功又節(jié)省材料？是否需要鏤空？支撐如何添加才能既穩(wěn)固又便于去除？這些問題的答案，就是我們今天要學習的內容。讓我們帶著這些問題，一起探索手持風扇的光固化成型之旅。講授法操練15分鐘項目四實踐SLA光固化成型工藝高階應用任務6完成手持風扇光固化工藝制作一、任務描述是一個設計的工藝品—手持風扇的3D打印制件?，F(xiàn)在需要利用光固化成型工藝對該模型進行3D打印加工制作，并進行打磨、拋光、表面處理等后處理工序，用于產品外觀、結構和尺寸設計評估，為該工藝品的最終量化生產提供優(yōu)化依據。二、工藝分析1.模型獲取與特征分析獲取手持風扇三維模型數據（STL/OBJ格式）分析模型結構特征：組合件、包含外殼、風扇葉片、內部結構等慮應用場景：外觀評估、結構驗證、功能測試2.工藝流程確