增材制造工艺与应用 教案 项目八任务一教案2 扇叶的三维扫描与3D打印

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）项目八综合实训任务1扇叶的三维扫描与3D打印（2）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增材制造成型工艺的基本流程能力（技能）目标能正确进行增材制造成型设备的操作和调试。情感目标使学生养成安全使用设备和工具的良好职业习惯。教学重点难点重点根据增材制造成型工艺的基本流程完成成品制作难点掌握增材制造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告知2分钟1、能正确进行增材制造成型设备的操作和调试。2、根据零件的实际使用工况合理选择耗材种类。3、根据零件的实际使用工况合理选择增材制造成型设备。4、能正确完成增材制造成型工艺的前处理、打印成型和后处理。讲授法引入3分钟生成3D打印格式的三维模型文件。根据生成的三维模型选择合适的3D打印设备。操作3D打印设备进行制件加工，然后对打印完成的制件进行后处理操作。讲授法讲授5分钟任务1扇叶的三维扫描与3D打印—扫描模型的打印一、模型导出1点云采集、处理及导出删除杂点：在3D口中选择杂点,选中的点用红色高亮显示。VisenTOP系统提供多种选点方式:矩形区域选点、多边形区域选点、套索选点、椭圆形区域选点和反向选择等。操作:矩形区域选点。单击按钮后,在3D窗口中按住鼠标左键,拖动鼠标。选择区域后,放开左键。此时,矩形区域内的点被选中。多边形区域选点。单击按钮后,在3D窗口中按鼠标左键放置多边形的角点。最后鼠标左键单击第一个角点,形成封闭多边形。此时,封闭多边形区域内的点被选中。单击鼠标右键取消选中区域，其他选点操作方式与矩形、多边形选点方法类似。单击按钮或者Delete键完成删除杂点操作。演示法教师通过软件实际安装过程演示认真听讲步骤时间分配教学内容教学方法教学手段学生活动学中做10分钟5分钟10分钟保存工程：单击工具栏中的保存或使用快捷键C1+S保存当前点云工程，保存的文件类型为.vtop,文件路径显示在主程序的标题中。单击工具栏中的图标处理点云，弹出导出设置界面，如图8-35，单击“处理点云”后导出当前数据。导出的文件类型包括ASC等。选择导出点云存放路径，设置点云名称，单击“保存”。完成点云导出。注：asc为VisenTOPStudio的点云工程文件类型。ply、asc、xyz、txt、off、pcd、wrl、obj、STL为通用的点云数据文件类型。Obj类型的文件仅保存点云数据，Wrl类型的文件保存点云数据、点的颜色(PointColo)、纹理等信息。用户可根据需要选择文件类型，保存数据。最后使用Asc和Obj类型文件将点云数据加载到GeomagicStudio等逆向工程软件中，加工点云数据，进行减少噪点和面片处理并封装，生成生产制造所需的数据；使用Wrl类型文件展示被测物体的原貌，包括外形和纹理，最后保存为“STL”文件，然后等待打印前的其他处理；二、物体的切片处理立体坐标系模型设计完成之后，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。载入STL模型。打开切片软件，单击，弹出对话框，选择要载入的模型。调整模型，居中，放置到地板；载入模型之后，根据需要对打印参数进行设定：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℃。打印参数设置完成后，单击确定，切片软件开始对模型进行切片处理，并估算打印时间和消耗耗材长度，这时，就可以开始正式打印了。三、物体的打印根据物体的大小进行选择打印机的型号，较小零件可以选择小型的打印机，本项目选择三角洲结构型的打印设备，具体的打印机的调试和打印步骤参照本书项目三的任务4的操作方法进行操作；打印流程如下：打印完成的后处理3D打印是通过逐层打印成形的，在分层制造中会产生台阶效应。因此会有一定厚度的多层台阶，模型表面出现的这些台阶直接影响其表面质量。为更好地解决打印产品的表面质量问题，需要对打印好的模型进行后处理操作，具体后处理操作方法参考项目三任务6-3后处理及注意事项。读书引导法演示法演示法提出问题让学生看书查找实际演示操作实际演示操作读书回答问题听讲+操作听讲+操作训练45分钟实施过程：教师先对点云处理方法及导出方法，前边的项目详细讲解过模型切片处理过程和物体打印方法，然后同学们根据老师讲解的进行分组，分步骤实际操作，最终将模型通过3D打印机打印出来，并对模型进行后处理；操作过程中老师实时指导；思政融入：总结扫描过程出现的问题，讲解问题原因让学生明白只有不断思考出现问题的原因，并独立解决问题，按照步骤操作，才能让扫描更加轻松；实验法实操实际操作归纳5分钟1、模型的处理2、模型导出3、模型在切片软件里进行切片处理4、3D模型的打印及后处理归纳法根据板书归纳总结3分钟本节课我们讲了模型的点云处理及导出，并对模型进行切片处理及打印和后处理，同时大家操作并打印了模型，希望大家在课下复习本节课的内容