中职教育二年级下学期《3D打印技术概述》教学设计

《3D打印技术概述》微课教学设计授课教师姓名学科增材制造技术应用教龄7微课名称3D打印技术概述视频长度7分57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3D打印技术概述，让学生从什么是3D打印、快速成型技术、3D打印设备、3D打印原材料四个方面对3D打印进行了全面的了解。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3D打印技术应称为快速成型技术，与传统的加工方式不同，它是通过分层制造、逐层堆积的方式生产最终的产品。快速成型技术发展由来已久，目前快速成型技术的成型工艺有哪些？快速成型的设备有哪些？原材料有哪些？在讲解这些知识时需要引用大量生活实例，并对知识进行有目的的整合以便学生能够理解掌握。本微课利用碎片化的时间，依托于计算机或手机对知识进行概括介绍，激发学生兴趣，加深学生理解记忆，也便于学生随时课后复习。教学过程内容时间一、微课片头同学们好，这节课我们来聊聊3D打印技术。00:00-00:07二、微课目录本节课的内容主要包括下面三个部分：一、什么是3D打印，00:08-00:13二、快速成型技术，三、3D打印设备，四、3D打印原材料近年来，我们常常听到一个有趣的名词：3D打印，大多数人第一次听到3D打印时，脑海里立刻联想到喷墨打印机在平面纸张上的二维打印。然而，3D打印机却可以制造出能够拿在手上的三维物体。00:08-00:43三、正文讲授第一部分内容：什么是3D打印在讨论3D打印技术之前，我们首先来了解一下制造技术。如果把制造技术进行分类，可以分为三类，即等材制造、减材制造和增材制造，等材制造是指诸如使用铸造、焊接、锻压等技术对材料进行加工，在制造过程中基本上不改变材料的量或者改变的很少。剪减制造是指利用切削机床对毛坯进行加工，材料由大变小，从而形成最终所需要形状的零件。等材制造和减材制造都属于传统制造方式。而增材制造是利用材料累加原理，是一种从无到有地制造零件的新型制造技术。3D打印技术就属于增材制造，准确的讲，在专业领域，3D打印技术应称为快速成型技术。由于3D打印对实际的制造过程描述的比较贴切，且符合用户的使用体验，其概念已被大众所接受，因此这一类技术被形象地称为3D打印技术。00:44-02:31第二部分内容：快速成型技术快速成型技术，又称快速原型制造技术，与传统的加工方式不同，它是通过分层制造、逐层堆积的方式生产最终的产品。快速成型技术发展由来已久，目前快速成型技术的成型工艺方法众多。比较成熟并已商品化的有立体光固化成型SLA。选择性激光烧结技术SLS、分层实体制造LOM和熔融沉积成型FDM等。简单来说，3D打印技术是由数字模型直接驱动，依据计算机指令，通过层层堆积原材料来制造与数据描述一致的物理实体的技术。这种方法从物理的角度扩大了数字概念的范围。对于要求具有精确的内部凹陷或互锁部分的形状设计，3D打印是首选的加工方式，它可以将人们的奇思妙想在实体世界中实现。随着技术的进步和普及，3D打印技术在工业领域和个人用户中都得到了极大推进。02:32-04:02第三部分内容：、3D打印设备3D打印设备也自然的分类为工业级3D打印机和桌面级3D打印机。工业级3D打印机具有位精度高、成品率高和刚度高等特点。多应用于航空航天、工业制造和科研机构等，设备价格从几万到几百万人民币。造成这些3D打印机价格差别的因素主要是成品的大小、使用的耗材材料。叠加层的层厚等。其涉及的成型工艺主要有，立体光固化成型SLA，选择性激光粉末烧结技术SLS。熔融沉积成型FDM等。桌面级3D打印机的特点是占用空间小。成本低、打印速度快。这类打印机着眼于个人消费者、中小企业和教育机构等。设备价格在几千到几万人民币，十分有利于3D打印的普及推广，其成型方式多为熔融沉积FDM，也有一些采用光固化成型的机型，但在产品性能上，桌面机型与工业机型还有较大差距。04:03-05:36第四部分内容：3D打印原材料材料是3D打印技术的重要物质基础。目前可用于3D打印的材料越来越多，主要可分为高分子材料和金属材料两大类，高分子材料如光敏树脂、ABS、PLA和尼龙粉等，常用的金属材料有不锈钢、钛、铝和合金等。金属材料受工艺及自身特性的局限目前应用并不广泛。随着技术的发展，一些混合材料的应用也渐渐多了起来，3D打印所使用的原材料必须能够液化、粉末化或者丝化，在打印完成后又能重新结合起来，并具有合格的物理化学性能。除了模型成型材料，还有辅助成型的凝胶剂，提供支撑或用来填充空间的辅助材料，这些辅助材料在打印完成后需要处理去除。3D打印技术集成材料科学、机械工程、控制工程、光学、热学和软件等多领域的技术成果，并非一项单一技术。3D打印技术能够自动、直接、快速、精准地反映设计思想，并将其转变为具有一定功能的原型，甚至可供使用的零件，为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效、低成本的实现手段，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。05:37-07:34四、效果检测学习这节课后，我们来思考几个问题：1.什么是3D打印技术？2.制造技术可以分为哪几类？3.3D打印的设备可以分为哪两类？4.请列举3D打印技术中常用的原材料？07:35-07:57五、教学反思本微课利用7分钟的时间介绍了3D打印技术，让学生从什么是3D打印、快速成型技术、3D打印设备、3D打印原材料四个方面对3D打印进行了全面的