逆向设计第一单元任务一七巧板的制作

教 案 用 纸模块一 正向三维建模与打印 需 学时授课人授 课 课 题无支撑填充实体的打印七巧板的设计与打印学时授 课 时 间年 月 日 星期 第 节教学目的与要求教学目的：认识3维设计软件，可以简单绘制图形能力要求：学会使用3D打印机教 学 重 点UG软件的使用教 学 难 点正确使用3D打印机授 课 方 法理实一体化教 具 仪 器多媒体教具、授课计划、教材、教案、教学课件、考勤表、平时成绩登记表教 学 内 容教学方法手 段时间分配组 织 教 学：考勤、复习旧课、填写日志、组织教学、小结、作业复 习 旧 课：日常生活中，普通的打印机是把电脑设计的平面图形打印出来，所用的材料是油墨，而3D打印机是把电脑设计的或者经过三维扫描的立体图形打印成立体的物体，所用的材料也各式各样，我们生活中常见的像塑料、尼龙、金属、陶瓷石膏等材料，都可以作为3D打印机的打印材料。讲 授 新 课：利用三维建模软件进行3D模型设计，可以获取3D打印模型，这也是最常见的3D打印模型获取方式。在机械加工领域，常用的三维建模软件有UG、Pro/E、Solidworks、AutoCAD等，随着3D打印技术的完善，成本的降低，设备的普及，三维建模软件与3D打印技术结合起来在汽车、产品造型设计、航空航天等领域得到了越来越广泛的应用。问题一什么是七巧板？“七巧板又称七巧图、智慧板，是汉族民间流传的智力玩具。它是由宋代的宴几演变而来的，原为文人的一种室内游戏，后在民间演变为拼图板玩具。玩家也可以把它拼成各种人物、形象、动物、桥、房、塔等等，也可以是一些中、英文字母。本次任务，利用UG8.0三维设计软件，通过拉伸等命令，设计一款七巧板。七巧板由七块板组成：大三角形2块；中三角形1块；小三角形2块；正方形1块；平行四边形1块。问题二如何正确使用UG软件？1. 草图的创建执行“草图”命令，弹出“创建草图”对话框，保持默认值，单击确定。单击“在草图任务环境中打开”命令，进入创建草图界面，系统默认草绘平面为XOY平面。绘制边长为50的正方形，并按照七巧板的图案将正方形分成七块，点击“完成草图”，如图所示，保存。图1-1-3 2. 分别绘制七巧板各部分执行“拉伸”命令，弹出“拉伸”对话框，如图1-1-4所示，单击“绘制截面”命令，弹出“创建草图”对话框，如图1-1-5所示，保持默认值，单击确定，进入创建草图界面，系统默认草绘平面为XOY平面。以事先画好的草图为参照，绘制大三角形，单击“完成草图”命令，在“拉伸”对话框“极限”栏中设置Z轴方向拉伸起始距离为0，结束距离为3，如图1-1-6所示，单击确定，得到如图1-1-7所示三角形。点击右键，将草图隐藏，文件另存为qiqiaoban01.prt，完成大三角形的创建，如图1-1-8所示。 图1-1-4 图1-1-5 图1-1-6 图1-1-73. 如何打印？七巧板模型设计完成之后，我们要将导出的STL模型导入切片软件进行切片处理，使得3D打印机能够识别一层层的文件，然后按照每一层的文件进行层层打印。现在，我们就将设计好的STL齿轮模型进行切片和参数设置，使打印机最终按照我们的打印要求来进行打印。载入模型之后，根据需要对打印参数进行设定，如表1-1-1所示。打印参数设定层高采用标准打印质量，层高设定为0.3mm，保证打印速度。外壳外周壳数量设定为2，封底层数和封顶层数设置为3，保证有足够的强度。填充填充设置为15%，在保证强度的同时，提高打印效率。速度打印速度设置为70mm/s，空走速度设置为120mm/s，这样既不影响打印质量，又能保证打印效率。温度按照PLA材料特点，为增加粘附力，设置为220。七巧板模型的打印与拆卸在开始打印模型前，确保做好以下准备工作：1. 确认材料已经安装好；2. 确保喷头能够顺利出丝；3. 确保平台已经调平；确认上面工作后，就可以开始打印了。注意事项：3D模型打印完成后，需要把模型从打印机上拆卸下来，如图1-1-32，如果模型存在支撑，还要移除支撑材料。模型打印完成后，模型底面粘帖在打印平台，有时十分牢固，因此，需要把模型从打印平台安全的扯下来。在移除模型时，要防止打印平台的弯曲移动，使喷头和打印平台角度改变。有些打印平台可以从平台支架上取下，有些打印平台和平台支架是固定在一起的。对可以取下的打印平台，要先把打印平台从打印支