增材制造工艺与应用 教案 项目四 实践SLA光固化成型工艺高阶应用

增材制造工艺与应用教案课程名称增材制造工艺与应用课题名称（项目、任务、情境）项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务1认识SLA工艺的工作原理和成型过程授课地点理实一体实训室课时2课时教学目标知识目标理解光固化成型工艺的基本原理掌握光固化成型工艺的基本流程能力（技能）目标能正确进行光固化成型设备的操作和调试情感目标锻炼学生观察能力，培养严谨的职业素养教学重点难点重点光固化成型工艺的基本原理难点光固化成型工艺的基本流程教学资源多媒体教学课件、教材能力训练任务及案例课堂反思

步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动旧课复习15分钟上节课我们学习了目前最流行、最桌面化的3D打印技术——熔融沉积成型（FDM）。1.提问:FDM技术的基本原理是什么？预期学生回答：将热塑性材料（如PLA、ABS）通过高温喷头加热熔化，然后像挤牙膏一样层层堆积，冷却后凝固成型。2.提问:FDM技术有什么突出的优点和缺点呢？优点：设备成本低、操作相对简单、材料成本低、颜色丰富。缺点：表面有层纹、精度相对较低、需要添加支撑结构、强度有各向异性。提问法PPT展示问题，引发学生思考抢答，赢得平时成绩告知2分钟今天这节课，我们的核心任务就是深入探讨这项技术。我们将围绕以下三个核心问题展开：第一，它的原理是什么？它不是通过加热融化，而是利用‘光’来固化液体树脂，这个过程叫做‘光聚合反应’。这到底是如何实现的？第二，它的完整工作流程是怎样的？从电脑里的一个模型到拿到手里一个光滑的零件，中间经历了哪些关键步骤？特别是，它有一个非常独特且重要的‘后处理’环节。第三，它和FDM相比，优势在哪，劣势又在哪？学完之后，我们需要形成一个清晰的概念：在什么情况下应该选择FDM，什么情况下又应该选择SLA。讲授法引入3分钟FDM很好，但它的层纹和精度问题限制了它在一些高精度、高颜值领域（如手办、精密零件、牙科模型）的应用。今天，我们就来学习一种以高精度和表面光滑而闻名的3D打印技术——光固化（SLA），看看它是如何解决这些问题的。讲授法操练5分钟项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务1认识SLA工艺的工作原理和成型过程一、光固化成型工艺的基本原理1.定义利用特定波长与强度的光聚焦在液态树脂材料表面，控制光的形状逐层固化树脂，从而堆积形成所需的三维实体零件。利用这种光能固化液态树脂材料的方法通常称之为光固化法。原理【重点】首先在计算机上用三维CAD设计产品的三维实体模型，然后生成并输出STL文件格式的模型。再利用切片软件对该模型沿高度方向进行分层切片，得到模型的各层断面的二维数据群Sn（n=1，2，…，N）。依据这些数步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动10分钟据，计算机从下层S1开始按顺序将数据取出，通过一个扫描头控制紫外激光束，在液态光敏树脂表面扫描出第一层模型的断面形状。被紫外激光束扫描辐照过的部分，由于光引发剂的作用，引发预聚体和活性单体发生聚合而固化，产生一薄固化层。形成了第一层断面的固化层后，将基座下降一个设定的高度d，在该固化层表面再涂覆上一层液态树脂。接着依上所述，用第二层S2断面的数据进行扫描曝光、固化。然后第三层S3、第四层S4……，这样一层层地固化、黏接，逐步按顺序叠加直到Sn层为止，最终形成一个立体的实体原型。3.具体分析优缺点：光固化成型工艺的优势在于成型过程自动化程度高。光固化成型技术的系统非常稳定，加工开始后，成型过程可以完全自动化，直至原型制作完成。光固化成型工艺的优势在于表面质量较好。虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶，但上表面仍可得到玻璃状的效果。在优化参数设置之后，还可以做到让肉眼可见的层纹“消失”。读书引导法提出问题让学生看书查找读书回答问题深化15分钟20分钟二、光固化成型工艺的成型过程【难点】1.前处理前处理是为光固化成型工艺的原型制作准备生产数据。包括：工件的三维模型的构造，CAD模型的数据转换，模型成形方向的选择，支撑的施加和三维模型的切片处理。首先必须在计算机上利用三维设计软件，根据产品的要求设计三维模型；或者用三维扫描系统对已有的实体进行扫描，并通过逆向工程技术得到三维模型。2.分层叠加成形光固化成型系统根据切片软件处理得到的断面形状，在计算机的控制下，使光源系统在X-Y平面内按断面形状进行扫描，扫描过的液态树脂发生聚合固化，形成第一层固态断面形状之后，工作台再下降一层高度，使液槽中的液态光敏树脂流入并覆盖已固化的断面层。3.后处理液态光敏树脂固化成形为完整制件后，从光固化设备上取下的制品需要去除支撑结构，清洗制件表面残余树脂材料，然后表面烘干并将制件置于大功率紫外灯箱中作进一步的内腔固化。思政融入：在讲解SLA后处理环节时，强调“安全操作规范”和“严谨负责的工匠精神”。图片展示法小组讨论法PPT展示图片在笔记上记录训练10分钟1.光固化（SLA）技术最核心的工作原理是基于下列哪一项？

A.热塑性材料熔融后层层堆积

B.激光烧结粉末材料

C.液态光敏树脂在特定光照射下发生固化

D.通过喷头粘接石膏粉末答案：C2.与熔融沉积成型（FDM）相比，光固化（SLA）技术一个非常重要的不同点是其必须包含哪一环节？

A.模型切片

B.添加支撑

C.二次固化

D.加热喷头答案：C

3.在光固化（SLA）技术的后处理过程中，操作人员必须佩戴防护手套，其主要原因是？

A.防止打印件被手上的油脂污染

B.防止未固化的液态光敏树脂刺激皮肤

C.方便更用力地去除支撑结构

D.保持建造平台的清洁答案：B1.光固化（SLA）打印机在打印过程中，制作支撑结构的主要目的与FDM一样，都是为了支撑模型的悬空部分。()答案：错误（×）

解析：

此题意在考察对SLA技术细节的深度理解。SLA的支撑结构确实有支撑悬空部分的作用，但更主要的作用是抵抗打印过程中模型从离型膜上剥离时产生的巨大剥离力，这是SLA技术一个非常独特且关键的特点。2.光固化（SLA）打印完成后得到的模型，从平台上取下后即可直接使用，表面光滑且性能已达到最佳。()答案：错误（×）抢答法PPT展示抢答，为小组得分归纳5分钟SLA技术的基石是光聚合反应，它利用紫外激光‘雕刻’液态光敏树脂，实现从液体到固体的精准转变。其工作流程可以概括为‘打印前处理-精密打印-必要后处理’三大阶段，其中添加支撑是为了抵抗剥离力，二次固化则是为了确保材料性能稳定，这两个是区别于FDM的关键环节。正是这种原理和流程上的差异，造就了SLA在精度和表面质量上的巨大优势，但也带来了材料成本较高、部件较脆且需谨慎后处理的特点归纳法根据板书归纳总结3分钟今天我们深入学习了光固化（SLA）这项高精度3D打印技术。它并非要取代我们上节课所学的FDM，而是为我们提供了一种全新的、面向高精度需求的解决方案。FDM像是实用的‘工匠’，而SLA则像是精细的‘艺术家’。希望大家通过学习，不仅掌握了SLA的原理和流程，更能建立起一种‘根据需求选择最合适技术’的工程思维。同时，也牢记SLA操作中的安全规范，将严谨负责的工匠精神融入未来的每一次实践中。讲授法布置作业2分钟书后练习板书设计项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务1认识SLA工艺的工作原理和成型过程一、光固化成型工艺的基本原理1.定义2.原理3.具体分析优缺点二、光固化成型工艺的成型过程1.前处理2.分层叠加成形3.后处理增材制造工艺与应用教案课程名称增材制造工艺与应用课题名称（项目、任务、情境）项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务2合理选用光固化耗材授课地点理实一体实训室课时2课时教学目标知识目标能正确描述光固化成型工艺不同耗材的优缺点及应用场合能力（技能）目标根据零件的实际使用工况合理选择耗材种类情感目标锻炼学生观察能力，培养严谨的职业素养教学重点难点重点光固化耗材选用主要考虑因素难点ABS树脂的优缺点教学资源多媒体教学课件、教材能力训练任务及案例课堂反思

步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动旧课复习15分钟上节课我们深入学习了SLA光固化技术的工作原理和流程。谁来简要回顾一下，SLA技术的核心原理是什么？”预期回答：利用紫外激光照射液态光敏树脂，使其发生光聚合反应，从液态逐层固化成型。“非常好。那么，SLA技术相比FDM技术，最突出的优点是什么？”预期回答：打印精度高、表面质量好。“是的，高精度和光滑表面是SLA的王牌。而决定最终零件这些性能的，除了机器本身，还有一个更关键的因素——那就是我们今天要学习的耗材。”提问法PPT展示问题，引发学生思考抢答，赢得平时成绩告知2分钟“工欲善其事，必先利其器。选择正确的材料，是成功打印的第一步。如果用打印手办的脆性材料去打印一个需要受力的齿轮，结果必然是失败的。讲授法引入3分钟展示两个光固化打印的实物：一个是用类ABS树脂打印的、表面光滑但不小心摔断的玩具车外壳；另一个是用类尼龙（高韧性）树脂打印的、略有层纹但怎么弯折都不坏的柔性铰链。为什么它们的性能天差地别？一个一摔就碎，一个坚韧富有弹性？”决定3D打印零件最终命运的，不仅仅是打印机本身，更是它肚子里装的‘墨水’——也就是耗材。”讲授法操练5分钟项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务2合理选用光固化耗材一、光固化耗材分类【重点】光固化增材制造工艺经常会用到的材料主要包括：按照树脂类型有类ABS树脂、类尼龙树脂、类陶瓷树脂、类硅胶树脂、铸造树脂等等；按照性能有高强度树脂、高透明树脂、高韧性树脂、耐高温树脂、水洗树脂等等。不同的材料有其独特属性，包括强度、硬度、韧性、透明性、生物相容性、成形温度、熔融指数、耐化学性、耐热性，这些属性使得材料选择任务变得有据可依。二、类ABS树脂【难点】 优点：容易打印成型，制件表面效果好，精度高，价格便宜； 缺点：制件较脆，容易断裂； 邵氏硬度：80D； 热变形温度：75℃； 应用范围：各类DIY装饰品、玩具、手板件、新产品样件等。思政融入：‘性价比’往往意味着权衡。在工程实践中，我们不能一味追求低成本，而必须对产品的最终使用环步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动10分钟境有清晰的认知。这是一种实事求是的科学精神和对用户负责的职业操守。如果用类ABS去做需要受力的齿轮，那就是严重的决策失误。三、其他树脂1.类尼龙树脂类尼龙树脂物理性能和化学性能趋近于耐热性、耐磨性、耐化学药品性良好的尼龙工程塑料，用于光固化增材制造主要有以下特点：优点：韧性高，耐磨性好；缺点：支撑需要加粗，打印速度较慢，精度一般；邵氏硬度：85D；热变形温度：60℃；应用范围：工业零件、齿轮、玩具、手板件、手办模型等。2.类硅胶树脂类硅胶树脂物理性能和化学性能趋近于硅胶材料，用于光固化增材制造主要有以下特点：优点：高弹性，回弹块，耐一定强度的撕裂；缺点：打印难度高，不容易清洗；邵氏硬度：75A；热变形温度：60℃；应用范围：各类柔韧性物件、牙科牙龈等。3.类陶瓷树脂类陶瓷树脂物理性能和化学性能趋近于陶瓷材料，用于光固化增材制造主要有以下特点：优点：硬度高，韧性小，容易成型；缺点：相对较脆，容易沉淀；邵氏硬度：88D；热变形温度：130℃；应用范围：各类装饰品、样件等。读书引导法提出问题让学生看书查找读书回答问题深化15分钟20分钟四、新型材料1.铸造树脂铸造树脂可以代替铸造用石蜡材料，其中含有助燃蜡容易燃烧，几乎没有灰烬，用于光固化增材制造主要有以下特点： 优点：容易铸造，铸造件表面光滑； 缺点：硬度低，不容易成型； 邵氏硬度：60D； 热变形温度：60℃； 应用范围：珠宝首饰手板件等。2.耐温树脂耐温树脂可以应用于高温环境，在非受力高温环境下，可以耐温170℃，1小时以内不变形、不开裂，用于光固化增材制造主要有以下特点： 优点：容易成型，耐高温； 缺点：相对较脆； 邵氏硬度：85D； 热变形温度：200℃； 应用范围：珠宝压模、牙科压模、高温环境等。3.水洗树脂水洗树脂可以使用清水直接清洗，物理性能和化学性能趋近于ABS工程塑料，用于光固化增材制造主要有以下特点： 优点：容易成型，硬度较高，精度较好； 缺点：相对较脆，长期放置相对容易吸潮； 邵氏硬度：85D； 热变形温度：80℃； 应用范围：手板件、手办模型等。图片展示法小组讨论法PPT展示图片在笔记上记录训练10分钟1.关于光敏树脂的组成及其作用，以下说法正确的是？A.单体（Monomer）是反应的发令员，吸收光能引发聚合。B.低聚物（Oligomer）粘度低，主要作用是稀释树脂。C.光引发剂（Photoinitiator）决定了固化后材料的主要物理性能。D.单体（Monomer）既是稀释剂，也在固化时参与反应交联。答案：D2.一位工程师需要制作一个用于高温环境下（约150°C）测试的零件原型，他应优先选择以下哪种材料？A.类ABS树脂B.类尼龙树脂C.耐温树脂D.水洗树脂答案：C3.在光固化模型的后处理中，操作人员必须佩戴防护手套。这样做最主要的原因是？A.防止手上的油脂污染模型，影响表面光泽度。B.防止未固化的液态树脂对皮肤产生刺激或过敏。C.防止在去除支撑时被锋利的边缘划伤手指。D.保持建造平台的清洁，避免下一次打印失败。答案：B1.光固化（SLA）打印完成后，从平台上取下的模型已经完全固化，达到了最佳性能，可以直接投入使用的。()答案：×2.邵氏硬度（ShoreHardness）是衡量材料软硬程度的重要指标。其中，用“A”标尺测量的值通常比用“D”标尺测量的值更大，表示材料更硬。()答案：×抢答法PPT展示抢答，为小组得分归纳5分钟树脂的三大成分：低聚物定性能、单体降粘度、引发剂启动反应。类尼龙--韧，类陶瓷--硬且耐高温，铸造树脂--烧得干净。我们学会了选材的五大原则，其核心是从需求出发。归纳法根据板书归纳总结3分钟材料是连接数字模型与物理实体的关键介质，其特性决定了创意构想向具体产品转化的最终效果。熟练掌握材料特性，意味着获得了实现设计意图的核心能力。当前，随着国产光敏树脂技术的持续突破，材料选择的广度与性能均得到显著提升。期待大家在今后的产品设计过程中，不仅关注建模方案，更能优先考量"如何通过材料选择实现产品功能"这一本质问题，这才是工程思维的根本体现。讲授法布置作业2分钟书后练习板书设计项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务2合理选用光固化耗材一、树脂组成低聚物(Oligomer)->骨架单体(Monomer)->稀释+反应光引发剂(Photoinitiator)->发令员二、选用原则(5大)功能(力学/热学)外观(表面/透明)后处理(水洗?)经济(成本)工艺(设备兼容)增材制造工艺与应用教案课程名称增材制造工艺与应用课题名称（项目、任务、情境）项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务3认识光固化成型设备主要结构授课地点理实一体实训室课时2课时教学目标知识目标掌握SLA、DLP、LCD三种光固化设备的基本结构和工作原理能力（技能）目标能初步根据产品需求（如精度、尺寸、成本），从设备参数表中提取关键信息，并合理选择设备类型。情感目标通过了解光固化技术的发展历程，认识到技术创新永无止境，培养精益求精的工匠精神。教学重点难点重点SLA、DLP、LCD三种设备的技术特点与核心差异难点光固化成型设备的选用教学资源多媒体教学课件、教材能力训练任务及案例课堂反思

步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动旧课复习15分钟上节课我们学习了增材制造技术的基本概念和分类。增材制造技术是以材料累加为基本特征，以直接制造零件为目标的大范畴技术群。我们了解到增材制造与减材制造各自的特点，以及增材制造在工业应用中的优势。请同学们回顾一下，增材制造的主要工艺类型有哪些？（引导学生回答：FDM、LOM、SLA、SLS、DED、BJ等）提问法PPT展示问题，引发学生思考抢答，赢得平时成绩告知2分钟本节课我们将学习光固化成型设备的结构种类和特点，总结光固化成型设备的选用原则，学会从光固化成型设备参数表中获取关键信息，能够针对产品需求合理选择设备。通过本节课的学习，同学们将掌握光固化成型三大主流工艺技术（SLA、DLP和LCD）的工作原理、优缺点，为将来从事三维造型等工作打下坚实基础讲授法引入3分钟展示一件精美的光固化打印模型，如牙科模型或精细工艺品，请看这件模型，它的表面非常光滑，细节非常清晰。大家知道它是用什么技术制造出来的吗？光固化成型技术是增材制造中精度最高的技术之一，广泛应用于牙科、珠宝、精密零件等领域。那么，光固化成型设备有哪些种类？它们各自有什么特点？我们该如何根据产品需求选择合适的设备呢？带着这些问题，我们开始今天的学习。讲授法操练5分钟项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务2认识光固化成型设备主要结构一、光固化成型技术的发展历程光固化成型工艺经过近几十年的发展，技术逐渐成熟。由最早的SLA技术（立体印刷成型技术）发展到DLP技术（紫外数字投影技术），再到近年来的LCD技术（LCD掩模技术）以及CLIP（连续液面固化打印技术）、VLC（可见光固化技术），因此光固化设备的种类繁多，如图4-5所示。虽然市场上的光固化成型设备机型和品牌众多，但是从成型工艺上来看，SLA技术、DLP技术和LCD技术依旧是三大主流工艺技术。不同成型工艺的设备其精度、成型尺寸和速度各不相同，正确了解各种成型工艺的特点是正确选用光固化设备的基础。二、三大主流光固化成型技术【重点】 1.立体印刷成型技术（SLA）工作原理：首先在液槽中装填适量液态光敏树脂，成型开始时，可升降工作台置于液面下一个层厚的位置，紫外激光束在振镜系统的控制下，按照零件截面轮廓进行扫描，使扫描区域的树脂固化。一层固化完成后，工作台下移一个层厚，液槽中的液态树脂覆盖已固化层，再讲授法利用视频、动画展示发展历程记忆步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动10分钟10分钟进行下一层扫描固化，如此循环直至完成整个零件的制造。优点：成型精度高，表面质量好；可成型结构复杂的零件；材料利用率高缺点：成型零件较脆，力学性能较差；需要后处理工艺；设备及材料成本较高2.紫外数字投影技术（DLP）工作原理：DLP技术使用数字微镜器件（DMD）作为核心部件，通过紫外光源照射DMD，DMD上的微镜根据图像信号进行翻转，将图案投影到树脂液面上，使整层树脂同时固化。一层固化完成后，工作台移动一个层厚，继续下一层的投影固化，直至完成整个零件的制造。优点：成型速度快，整层同时固化成型精度高，表面质量好设备结构相对简单缺点：投影系统发热严重，需要冷却；设备及材料成本较高；成型尺寸受投影系统限制3.LCD掩模技术工作原理：LCD技术可以简单地理解成就是DLP技术的光源用LCD来代替。其主要是通过LCD掩膜技术来控制光源逐层固化光敏聚合物液体，从而创建出3D打印对象的一种快速成型技术。这种成型技术首先利用切片软件把模型切成薄片图像，控制液晶显示屏播放图像信号，每一层图像在树脂层很薄的区域产生光聚合反应固化，形成零件的一个薄层，然后成型台移动一层，液晶显示屏继续播放下一个图像信号，继续加工下一层，如此循环，直至打印结束。优点：精度高。很容易达到平面精度100微米，优于第一代SLA技术，和目前桌面级DLP技术有可比性；价格便宜。主要对比前代技术的SLA和DLP，这个性价比极其突出；结构简单。因为没有激光振镜或者投影模块，结构很简单，容易组装和维修；树脂通用。由于采用405nm背光，所有DLP类的树脂或者大部分光固化树脂理论上都可以兼容；同时打印多个零件不牺牲速度。和DLP技术一样，是面成型光源。缺点：对LCD屏要求高，目前可选用的LCD屏是消耗品；光效率没有DLP高。思政融入：光固化技术从最初的SLA发展到现在的LCD、CLIP等技术，体现了科技创新的不断发展。我国在光固化技术领域虽然起步较晚，但近年来发展迅速，部分技术已经达到国际先进水平。这启示我们，要有创新精神和追赶意识，努力学习专业知识，为我国制造读书引导法提出问题让学生看书查找读书回答问题深化15分钟10分钟业的发展贡献力量。三、光固化成型设备的选用原则【难点】精度要求：根据产品的精度要求选择合适的设备。SLA和DLP设备精度较高，适合精密零件制造；LCD设备精度也不错，但可能略低于高端SLA和DLP设备。产品尺寸：根据产品的尺寸选择合适的设备。不同设备的成型尺寸范围不同，需要根据产品最大尺寸选择。材料特性：根据产品对材料性能的要求选择合适的设备和材料。不同设备适用的材料可能不同，需要考虑材料的力学性能、耐候性等。成本预算：根据预算选择合适的设备。SLA和DLP设备成本较高，LCD设备性价比较高。生产效率：根据生产效率要求选择合适的设备。DLP和LCD设备由于是面成型，成型速度较快；SLA设备是点扫描成型，速度相对较慢。四、从设备参数表中获取关键信息成型尺寸：设备能够制造的最大零件尺寸。层厚：设备每层固化的厚度，影响成型精度和表面质量。光源波长：设备使用的光源波长，需要与树脂的固化波长匹配。成型速度：设备每小时能够成型的体积或高度。精度：设备能够达到的最小特征尺寸和表面粗糙度。材料类型：设备适用的树脂类型。图片展示法小组讨论法PPT展示图片在笔记上记录训练10分钟1.小明的公司需要为一个新产品制作一个外观验证模型，该模型对表面光洁度和细节精度要求极高，但暂时不需要测试功能。请问推荐使用哪种光固化技术最为合适？A.LCD技术，因为其设备成本最低，性价比高。B.DLP技术，因为其打印速度最快，能快速完成任务。C.SLA技术，因为其成型精度高且表面质量好，非常适合视觉原型。D.三种技术都可以，因为都是光固化技术，效果差不多。答案：C2.以下关于三种光固化技术工作原理的描述，正确的是？A.SLA技术和LCD技术都是采用面曝光原理来固化树脂。B.DLP技术和LCD技术都是通过控制激光振镜的运动来扫描成型。C.SLA技术是点扫描，DLP和LCD技术是面曝光。D.三种技术的光源系统和成像方式完全相同，只是名称不同。答案：C3.作为一名实训室管理员，你需要在有限的预算内为学校增材制造实训室采购一批光固化设备，主要用于学生日常练习和概念验证。首要的考虑因素是什么？应优先选择哪种技术？A.首要考虑极限打印精度，优先选择SLA技术。B.首要考虑大批量打印速度，优先选择DLP技术。C.首要考虑设备采购和维护成本，优先选择LCD技术。D.首要考虑打印模型的强度，因此技术类型不重要。答案：C4.LCD光固化设备的LCD屏幕和DLP光固化设备的DMD芯片一样，都是设备的核心永久性部件，基本无需更换。()答案：×5.虽然SLA、DLP、LCD三种技术的实现方式不同，但它们在打印前都需要添加支撑结构，打印后也都需要进行清洗、去支撑和二次固化等后处理。()答案：√抢答法PPT展示抢答，为小组得分归纳5分钟本节课我们学习了光固化成型设备的结构种类和特点，重点掌握了SLA、DLP和LCD三大主流工艺技术的工作原理、优缺点，以及光固化成型设备的选用原则。在实际应用中，我们需要综合考虑产品精度要求、尺寸、材料特性、成本预算和生产效率等因素，从设备参数表中获取关键信息，做出合理选择。归纳法根据板书归纳总结3分钟光固化技术作为增材制造的重要组成部分，其发展体现了我国制造业转型升级的方向。希望同学们能够将所学知识与实践相结合，培养工匠精神和信息素养，为将来从事三维造型等工作打下坚实基础。讲授法布置作业2分钟书后练习板书设计项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务3认识光固化成型设备主要结构一、光固化成型技术发展历程SLADLPLCDCLIP/VLC二、三大主流工艺技术SLA（立体印刷成型技术）原理：紫外激光扫描固化优点：精度高、表面光滑、材料特殊缺点：零件脆、怕光照、需后处理DLP（紫外数字投影技术）原理：数字微镜投影固化优点：振动小、无阻塞、安全高效缺点：发热严重、价格高、材料贵LCD（LCD掩模技术）原理：液晶屏掩模固化优点：精度高、价格低、结构简单缺点：LCD屏消耗品、光效率低三、设备选用原则精度要求产品尺寸材料特性成本预算生产效率增材制造工艺与应用教案课程名称增材制造工艺与应用课题名称（项目、任务、情境）项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务4考核光固化成型设备的生产准备授课地点理实一体实训室课时2课时教学目标知识目标掌握手动调平与光源校正的操作时机、目的及核心步骤能力（技能）目标能规范、安全地完成打印平台手动调平操作。情感目标通过调平等精细操作，体会精益求精、严谨细致的“工匠精神”。教学重点难点重点设备操作的全流程规范性与安全性；手动调平的操作方法。难点

理解手动调平的原理并掌握均匀施力、对角锁紧的技巧教学资源多媒体教学课件、教材能力训练任务及案例课堂反思

步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动旧课复习15分钟上节课我们学习了光固化三大技术SLA、DLP、LCD的原理与特点。大家回顾一下，我们实验室的这台BS3DPL-200设备，采用的是哪一类技术？”预期回答：LCD技术（基于其成像屏幕和405nm光源的特征）。“没错。那么，LCD技术有一个核心的消耗品是什么？它有什么特点？”预期回答：LCD屏幕，它是易耗品，需要避免被树脂污染并在寿命到期后更换。“非常好！今天，我们就将从理论走向实践，深入学习这台具体设备的规范化操作与调试。”提问法PPT展示问题，引发学生思考抢答，赢得平时成绩告知2分钟本节课我们将学习BS3DPL-200光固化成型设备的进阶操作与调试方法，掌握该类型设备的生产准备内容和操作方法。通过本节课的学习，大家应能独立完成设备的基本操作、打印准备、耗材回收以及设备调试等工作，为后续生产实践打下坚实基础。讲授法引入3分钟展示一件精美的光固化打印模型，如牙科模型或精细工艺品，请看这件模型，它的表面非常光滑，细节非常清晰。大家知道它是用什么技术制造出来的吗？光固化成型技术是增材制造中精度最高的技术之一，广泛应用于牙科、珠宝、精密零件等领域。那么，光固化成型设备有哪些种类？它们各自有什么特点？我们该如何根据产品需求选择合适的设备呢？带着这些问题，我们开始今天的学习。讲授法操练15分钟项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务4考核光固化成型设备的生产准备一、光固化成型设备基本操作（一）打印机准备1.清理工作操作前请佩戴好护目镜、口罩、医用橡胶手套等防护工具。使用沾有干净酒精的无纺布或纸巾擦拭清洁打印平台、料槽及成像屏幕，确保无残余树脂和尘土。2.开机连接电源线，插入220V三孔插座。打开打印机侧面电源开关，控制面板点亮。操作触控面板【工具】/【手动】，单击回零键，使运动轴归零。3.显示屏菜单说明工具菜单：包含手动运动控制、光源校正、设Z为零和紧急停止等功能。系统菜单：包含系统信息、网络信息、售后服务信息和语言选择等功能。（二）装填打印材料讲授法利用视频、动画展示发展历程记忆步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动10分钟根据打印要求选择合适的光固化树脂材料，装填前手动摇晃树脂瓶，避免色素沉淀。装填时避免树脂飞溅，单次装填量不少于料槽容积的1/3，不超过1/2。（三）准备打印将待打印的.ctb格式文件拷入U盘，插入打印机USB卡槽。单击触控面板【打印】图标，选择文件并开始打印。（四）回收打印耗材打印完成后，佩戴好防护工具，取下制件并清洗打印平台。使用过滤网和漏斗回收料槽中的剩余树脂，用酒精擦拭干净料槽。读书引导法提出问题让学生看书查找读书回答问题深化15分钟二、光固化成型设备的调试（一）手动调平调平前清洗打印平台，撤出料槽。准备扳手和A4纸，松开打印平台上的四颗锁紧螺丝。将A4纸放在成像屏幕上，执行回零操作。对打印平台施加适当压力，压紧A4纸。按对角顺序预紧并锁紧螺丝，确保受力均匀。抽动A4纸验证受力均匀，完成调平。（二）光源校正清洗打印平台、料槽和成像屏幕，撤出工作区域。操作触控面板【工具】/【校正】，进入光源校正设置。设置曝光时间（默认15秒），单击【下一步】。观察成像屏幕曝光的矩形框轮廓是否完整。检查光照强度是否变暗，必要时使用紫外辐照计测试。若轮廓不完整或光照强度变暗，需检修或更换成型屏幕。思政融入：在讲解设备调试过程中，强调工匠精神的重要性。手动调平和光源校正需要耐心和细致，每一步操作都直接影响打印质量。正如我国制造业的发展，离不开每一位技术工人的精益求精和严谨态度。希望同学们在今后的学习和工作中，始终保持这种追求卓越的工匠精神，为我国制造业的转型升级贡献力量。图片展示法小组讨论法PPT展示图片在笔记上记录训练20分钟1.在进行BS3DPL-200光固化设备的操作前，必须佩戴的个人防护装备（PPE）是？A.安全帽和防砸鞋B.护目镜、口罩和医用橡胶手套C.耳塞和防护面罩D.隔热手套和围裙答案：B2.向BS3DPL-200设备的料槽中装填光敏树脂时，单次装填的推荐量是？A.装满料槽，以确保打印量充足B.不超过料槽容积的二分之一C.刚好覆盖料槽底部即可D.不少于料槽容积的三分之一，且不超过二分之一答案：D3.当BS3DPL-200设备完成打印后，对料槽中剩余树脂的正确处理方式是？A.留在料槽中，下次打印可继续使用B.直接用水冲洗干净C.使用过滤网和漏斗将其回收至树脂瓶中以备后用D.作为危险废弃物直接丢弃答案：C4.手动调平操作是每次打印前都必须进行的常规步骤，以确保打印质量。()答案：×5.耗材回收的目的仅仅是为了节约成本，避免浪费。()答案：×抢答法PPT展示抢答，为小组得分归纳5分钟今天我们围绕BS3DPL-200设备，深入学习了两个层面的内容：操作层面，牢记‘防护-清理-装料-打印-回收’的标准化流程，安全与规范是贯穿始终的生命线。调试层面，掌握‘手动调平’与‘光源校正’两大核心维护技能，这是从‘会用’到‘精通’的关键飞跃。归纳法根据板书归纳总结3分钟操作3D打印机，绝非简单的按键操作。它要求我们像对待伙伴一样了解设备，像对待手术一样注重细节，像对待艺术品一样追求精度。希望大家能将今天的规范流程和严谨态度带入每一次实际操作中，真正成长为一名既有熟练技能又有职业素养的专业人才。讲授法布置作业2分钟书后练习板书设计项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务4考核光固化成型设备的生产准备一、基本操作1.打印机准备-清理工作-开机-显示屏菜单说明2.装填打印材料3.准备打印4.回收打印耗材二、设备调试1.手动调平-清洗平台-撤出料槽-使用A4纸调平-锁紧螺丝2.光源校正-清洗屏幕-设置曝光时间-观察矩形框-检查光照强度增材制造工艺与应用教案课程名称增材制造工艺与应用课题名称（项目、任务、情境）项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务5完成遥控器光固化工艺制作授课地点理实一体实训室课时2课时教学目标知识目标对具体产品（遥控器）进行工艺分析，合理确定成型方向、镂空方案和支撑策略。能力（技能）目标能独立操作切片软件（如Chitubox、Lychee）完成模型摆放、镂空、加支撑、参数设置并导出切片文件。情感目标通过亲历从数字模型到实体产品的全过程，体验先进制造的魅力，增强专业认同感。教学重点难点重点光固化工艺的全流程；模型成型方向的确定与支撑添加策略；后处理的安全规范与操作技巧。难点根据模型结构特点制定最优的工艺方案（摆放、镂空、支撑）；打磨抛光工艺的掌握。教学资源多媒体教学课件、教材能力训练任务及案例课堂反思

步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动旧课复习15分钟上节课我们学习了BS3DPL-200光固化成型设备的基本操作与调试方法，掌握了设备准备、装填材料、打印准备、耗材回收以及手动调平和光源校正等操作。请一位同学回顾一下手动调平的步骤？（引导学生回答：清洗平台、撤出料槽、使用A4纸调平、锁紧螺丝等）前几节课我们系统学习了BS3DPL-200设备的操作和调试。现在，如果给你一个模型文件，你知道如何让它从电脑里的三维图变成我们手中的实物吗？这个完整的过程都包括哪些关键步骤？”（引导学生回顾：模型处理->切片->打印->后处理）提问法PPT展示问题，引发学生思考抢答，赢得平时成绩告知2分钟本节课我们将学习光固化成型工艺分析及后处理流程，以遥控器工艺品为例，掌握从模型获取、工艺分析、切片处理到后处理的全流程操作，理解增材制造工艺指示单的填写规范，培养综合应用光固化成型技术解决实际问题的能力。讲授法引入3分钟同学们，3D打印技术已经广泛应用于产品原型制作、小批量生产等领域。今天我们要制作的遥控器模型，不仅需要通过光固化成型工艺完成打印，还需要进行精细的后处理，才能达到评估外观、结构和尺寸的目的。那么，如何科学地进行工艺分析？如何合理设置参数？如何高效完成后处理？这些问题的答案，将在本节课中一一揭晓。讲授法操练15分钟项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务5完成遥控器光固化工艺制作一、任务描述我们需要利用光固化成型工艺对遥控器三维模型进行3D打印加工，并进行打磨、抛光、表面处理等后处理工序，用于产品外观、结构和尺寸设计评估，为该工艺品的最终量化生产提供优化依据。二、工艺分析1.工艺分析的一般思路1）获取制件三维模型数据：网络直接获取；正向建模软件设计获得；逆向建模软件扫描获得2）调整模型摆放姿态：保证容易成型；尽量减少支撑数量；适当减少截面面积3）确定打印方式：实心打印；内部镂空打印（减轻重量、节省耗材、提高成型率）4）镂空打印的注意事项：添加工艺孔（非关键面、方便清洗）；内部型腔适当添加支撑5）支撑类型选择：细支撑：支撑点小，后处理方便，附着力小讲授法利用视频、动画展示发展历程记忆步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动10分钟粗支撑：支撑点大，附着力大，成型率高6）设置合理的切片参数：层厚、曝光时间、打印速度等7）软件切片，导出打印文件8）操作设备开始打印9）观察打印情况，判断是否继续10）打印失败处理：清理平台、回收树脂、清理料槽寻找失败原因，重新设置参数；重新打印验证11）打印成功处理：清理打印平台，清洗制件12）后处理工序：拆除支撑；清洗制件；低温烘干；二次固化；打磨、抛光、上色等2.增材制造工艺指示单填写根据工艺分析结果，包括产品名称、编号、工期、材料、数量、数模来源、设计员、日期、重量等信息，以及具体的工艺名称、工艺要求和备注。读书引导法提出问题让学生看书查找读书回答问题深化15分钟三、切片处理1.切片处理流程1）获取三维模型文件（STL/OBJ格式）2）将模型导入切片软件并正确摆放考虑零件精度、成型时间、零件强度、支撑结构、表面光洁度3）确定模型是否需要镂空处理，进行支撑设置镂空处理考虑：模型壁厚、镂空精度、填充结构支撑设置考虑：支撑大小、支撑角度、支撑密度、支撑接触形状4）参数设置层厚、底层数、曝光时间、底层曝光时间、抬升距离、抬升速度等5）切片运算，检查打印轨迹6）导出保存为.ctb格式文件四、后处理及注意事项1.后处理工艺流程1）做好防护准备（护目镜、口罩、手套）2）去除打印支撑使用尖嘴钳或偏口钳使用雕刻刀去除残留支撑3）打磨处理使用锉刀打磨支撑接触面使用电磨工具处理细节（注意安全）4）粘合处理（如需要）使用AB胶，保持通风5）表面修补使用AB补土修补缺陷6）砂纸打磨遵循"先粗后细"顺序沾水打磨效果更佳2.注意事项规范使用工具，注意安全保持通风，避免吸入有害气体打磨时控制力度，避免损坏工件粘合时保持接缝紧密接触思政融入：每一个参数的设置、每一次操作的精准、每一处细节的处理，都体现了精益求精的工匠精神。作为未来的制造业人才，我们要培养严谨细致的工作态度，追求卓越的品质意识，为我国制造业的高质量发展贡献力量。同时，在团队协作完成项目的过程中，也要培养团结协作、共同进步的集体主义精神。图片展示法小组讨论法PPT展示图片在笔记上记录训练20分钟1.在对遥控器模型进行光固化打印前的工艺分析中，确定模型成型方向时，首要考虑的因素是？A.打印时间最短B.支撑数量最少C.保证模型能够成功成型D.表面质量最好答案：C2.在对光固化打印件进行打磨处理时，正确的操作顺序是？A.先用高目数砂纸精细打磨，再用低目数砂纸粗磨B.先用低目数砂纸粗磨，再用高目数砂纸精细打磨C.始终使用同一目数的砂纸进行打磨D.无需考虑砂纸目数，随意打磨即可答案：B3.当需要将两个光固化打印的零件牢固粘合在一起时，最适合使用的粘合剂及其操作方法是？A.使用502胶水，快速粘合B.使用AB胶，按1:1比例均匀调和，并保持通风C.使用热熔胶枪，加热粘合D.使用透明胶带缠绕固定答案：B4.为了节省打印材料和缩短打印时间，所有的光固化打印模型都应该进行镂空处理。答案：错误(×)5.在去除光固化打印件的支撑时，应使用锋利的剪钳或切割工具，并佩戴防护眼镜，以防树脂碎屑飞溅伤人。答案：正确(√)抢答法PPT展示抢答，为小组得分归纳5分钟我们学习了光固化成型工艺分析及后处理的全流程，包括工艺分析的一般思路、切片处理流程、后处理工艺及注意事项。重点掌握了模型摆放、支撑设置、参数设置等关键环节，难点在于如何根据产品需求合理选择工艺参数和后处理方法。希望大家通过本节课的学习，能够独立完成光固化成型件的制作与后处理，培养解决实际问题的能力。归纳法根据板书归纳总结3分钟完成这个项目，希望大家收获的不仅仅是一个遥控器模型，更重要的是一种系统性的工程思维方式和一份精益求精的职业态度。未来，无论你们面对多么复杂的产品，都能有条不紊地分解流程，制定方案，并用耐心和专注将它完美实现。这就是我们增材制造专业人才的核心竞争力。讲授法布置作业2分钟书后练习板书设计项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务5完成遥控器光固化工艺制作一、工艺分析二、切片处理三、后处理增材制造工艺与应用教案课程名称增材制造工艺与应用课题名称（项目、任务、情境）项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务6完成手持风扇光固化工艺制作授课地点理实一体实训室课时2课时教学目标知识目标掌握手持风扇模型在切片软件中的具体操作步骤，如导入模型、调整尺寸与姿态、进行镂空与抽壳、添加支撑、设置切片参数以及导出打印文件能力（技能）目标能够熟练运用切片软件，对三维模型进行参数化设置，生成符合打印要求的.ctb格式文件。情感目标培养创新意识和科学精神，鼓励学生在工艺分析和参数设置中不墨守成规，敢于尝试和优化教学重点难点重点据手持风扇模型的自身特点和最终用途，进行综合性的工艺分析。难点后处理的质量直观判断方法教学资源多媒体教学课件、教材能力训练任务及案例课堂反思

步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动旧课复习15分钟上节课我们学习了遥控器模型的光固化成型工艺分析与后处理流程，掌握了从模型获取、工艺分析、切片处理到后处理的完整流程。请一位同学回顾一下，在进行模型摆放时，主要考虑哪些因素？（引导学生回答：保证成型、优化时间、减少支撑、表面质量等）提问法PPT展示问题，引发学生思考抢答，赢得平时成绩告知2分钟本节课我们将以手持风扇为例，深入学习光固化成型工艺分析与后处理流程，重点掌握模型姿态摆放、镂空处理、支撑设置、切片参数设置等关键环节，能够独立完成增材制造工艺指示单的填写，并绘制后处理工艺流程图。讲授法引入3分钟（展示手持风扇的3D打印实物和三维模型）同学们，这是一个设计精美的手持风扇工艺品。它不仅外观精致，内部结构也相当复杂。要将这样的设计从数字模型变为实体产品，我们需要运用光固化成型技术。这个过程中，如何摆放模型才能既保证打印成功又节省材料？是否需要镂空？支撑如何添加才能既稳固又便于去除？这些问题的答案，就是我们今天要学习的内容。让我们带着这些问题，一起探索手持风扇的光固化成型之旅。讲授法操练15分钟项目四实践SLA光固化成型工艺高阶应用任务6完成手持风扇光固化工艺制作一、任务描述是一个设计的工艺品—手持风扇的3D打印制件。现在需要利用光固化成型工艺对该模型进行3D打印加工制作，并进行打磨、抛光、表面处理等后处理工序，用于产品外观、结构和尺寸设计评估，为该工艺品的最终量化生产提供优化依据。二、工艺分析1.模型获取与特征分析获取手持风扇三维模型数据（STL/OBJ格式）分析模型结构特征：组合件、包含外壳、风扇叶片、内部结构等虑应用场景：外观评估、结构验证、功能测试2.工艺流程确