3D打印及后处理技术 教案 情景1-4 3D打印技术概况与应用-个性书架建模与打印

52-学年第一学期XX学院教案学院（部）XX学院系（教研室）机电课程名称3D打印及后处理课程代码0103408授课学时64授课教师职称

XX学院教案20_--20__学年第一学期编号1一、课程信息 情境名称情景一3D打印技术概况与应用任务名称任务一3D打印技术分类及原理授课班级增材2401、增材2402、数制2403、数制2404学时4授课时间二、教学目标（知识目标、能力目标、素质目标）能力目标1.能够安装所使用的软件；2.能够将所学知识应用于实际问题的解决中，并具备持续学习和探索新技术的能力;3.能够具备继续学习，获取新知识技能以及独立解决问题的能力等；知识目标1.了解本课程的内容、性质、任务和基本要求；2.了解3D打印技术的基本原理、发展现状、应用领域;3.掌握3D打印发展现状。素质目标1培养学生的具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力；2.培养学生的团队协作意识及严谨工作作风。思政目标培养学生崇尚宪法、遵纪守法、崇德向善、诚实守信、尊重生命、热爱劳动，履行道德准则和行为规范，具有社会责任感和社会参与意识。三、教学重难点（技能点）3D打印发展历史及基础知识的学习、3D打印发展现状四、教学方法及手段讲授法、讨论法、多媒体、提问、任务实施五、教学设计课前教师活动学生活动备注布置课前预习任务：3D打印的分类及原理预习3D打印发展历史课中教师活动学生活动签到线上签到讨论3D打印技术与传统制造技术的不同之处线上参与布置任务线下完成课后教师活动学生活动布置课后复习线上完成六、教学过程一情境导入二任务描述课程讲授1.3D打印技术概述3D打印是一种通过逐层堆叠材料来构建三维物体的技术,3D打印技术又被称为“增材制造技术”（AdditiveManufacturing）、“快速成型”(RapidPrototypingManufacturing)、“材料累加制造”（MaterialIncreaseManufacturing）等。3D打印技术是将CAD设计的模型数据通过切片处理再由打印设备逐层将材料成型，最终堆积出人们所期望的三维物体，是一个从无到有的过程。2.国内外3D打印发展历程与现状1.国外3D打印发展历程与现状1983年，美国科学家查尔斯·胡尔（CharlesW.Hull）发明立体光固化成型技术（StereolithographyAppearance，SLA）并制造出全球首个增材制造部件。1991年，美国Helisys公司MichaelFeygin研发的叠层实体制造技术（LaminatedObjectManufacturing，LOM）获得发明专利。同年，Helisys公司售出第一台叠层实体制造设备。1992年，美国DTM公司发布基于激光选区烧结（SelectiveLaserSintering，SLS）工艺的工业级设备，实现了粉末床熔融工艺的商业化。1993年，美国麻省理工学院EmanualSachs教授提出的三维立体打印（ThreeDimensionalPrinting，3DP）技术获得专利。同年，EmanualSachs团队开发出基于3DP技术的增材制造设备。1995年，德国弗朗霍夫激光技术研究所（FraunhoferInstituteforLaser再由打印设备逐层将材料成型，最终堆积出人们所期望的三维物体，是一个从无到有的过程。简要介绍3D打印技术的起源、发展及重要里程碑。与传统制造方法的对比：阐述3D打印的灵活性和个性化特点。3.3D打印技术分类（1）光固化3D打印（SLA、DLP、LCD）原理：利用紫外线或激光照射液态光敏树脂，使其逐层固化。SLA（StereoLithographyApparatus）：利用紫外激光扫描液体树脂，逐层固化。DLP（DigitalLightProcessing）：通过数字微镜技术，选择性投射面光源固化树脂。LCD（LiquidCrystalDisplay）：利用LCD屏控制紫外光透过，实现曝光固化。应用：珠宝、艺术品、复杂零部件等。（2）熔融沉积成型（FDM）原理：将丝状热塑性材料加热熔化，通过喷嘴逐层挤出并沉积。特点：成本低，材料范围广，但精度有限。应用：原型制作、电气外壳等。（3）粉末床融合（SLS、SLM）原理：在粉末床上使用激光或电子束逐层熔化或烧结粉末材料。SLS（SelectiveLaserSintering）：选择性激光烧结塑料粉末。SLM（SelectiveLaserMelting）：选择性激光熔化金属粉末。应用：航空航天、汽车、医疗等领域。（4）材料喷射与粘合剂喷射材料喷射：使用喷嘴喷射液态材料，逐层固化或凝固。粘合剂喷射：在粉末床上喷射粘合剂，将粉末颗粒粘合在一起。应用：快速原型制作、珠宝、陶瓷、金属零件等。（5）定向能量沉积原理：使用热源（如激光或电子束）将材料熔化并逐层沉积在基底上。应用：大型结构件的快速制造，如航空航天、能源、建筑等领域。（6）片材层压原理：使用切割和粘合的方法，将薄片材料逐层叠加在一起构建物体。应用：原型制作、模型制作等。4.3D打印技术原理详解材料准备：丝状热塑性材料。加热熔化：通过喷头加热熔化材料。逐层挤出：在计算机控制下，喷头沿X轴移动，工作台沿Y轴和Z轴移动，逐层挤出材料并沉积。固化成型：每层材料沉积后，与上一层熔结在一起，形成三维实体。5.3D打印技术的应用与前景应用领域：制造业、医疗、教育、艺术、建筑等。未来展望：随着技术的不断发展，3D打印将在更多领域发挥重要作用，推动制造业和其他行业的变革。分组讨论：3D打印的未来发展及展望学生讨论并回答课程思政：庞天宇，一名来自山东的20岁青年，身患三级肢体残疾，却凭借对3D打印技术的热爱和不懈努力，在3D打印领域取得了显著成就。他目前是山东工业技师学院模具设计专业的学生，并在全国残疾人职业技能大赛中荣获3D打印项目冠军。庞天宇的故事始于高中毕业后。在山东工业技师学院老师的建议下，他开始接触3D打印技术。面对这一新兴领域，庞天宇展现出了浓厚的兴趣。他从三维、软件建模开始学起，每天除了吃饭、睡觉，几乎所有时间都“泡”在实训室里，刻苦钻研3D打印技术。在追求技术精进的道路上，庞天宇面临着诸多挑战。他深知，3D打印技术的关键在于精度和稳定性。为了提升作品的质量，他不断调试打印参数，甚至为了0.1厘米的精度而精益求精。这种对极致的追求让他在实训中快速成长，但也导致了实训设备的快速损耗。据报道，他曾在3个月内用坏了6台熔融堆积3D打印机。凭借不懈的努力和卓越的技术水平，庞天宇制作出了大量极具创意的3D打印作品。这些作品不仅展示了他的技术实力，也为他赢得了众多荣誉和认可。在全国残疾人职业技能大赛中，他一举夺得3D打印项目冠军，成为该领域备受瞩目的新星。此外，庞天宇还积极将3D打印技术应用于实际教学中。他制作的教具成本低廉、效果显著，已经广泛投入到学校的教学应用中。这些教具不仅降低了教学成本，还提高了教学效果，得到了师生的一致好评。庞天宇的故事激励了无数年轻人投身于3D打印技术的研发和应用中。他用自己的经历证明了即使身有残疾，只要拥有梦想和坚持不懈的努力，同样可以在科技领域取得卓越成就。同时，他也展示了3D打印技术在教育、制造等领域的广阔应用前景和巨大潜力。三告知3D打印分类：3D打印工艺流程：四任务实施掌握3D打印原理及发展现状--了解3D打印发展趋势完成任务上传云课堂五任务考核评价期末成绩=课件学习15%+线上活动15%+作业50%+期末考试20%本次考核成绩（工单1成绩）=作业成绩5%七、教学反思

XX学院教案20_--20__学年第一学期编号2一、课程信息 情境名称情景一3D软件介绍与打印任务名称Himalaya3D软件介绍与打印授课班级增材2401、增材2402、数制2403、数制2404学时4授课时间二、教学目标（知识目标、能力目标、素质目标）能力目标1.能够系统地掌握切片软件的基本概念、功能、操作界面以及工具栏和菜单栏的使用方法，能够掌握切片软件的基础知识和操作技能。2.能够熟练掌握切片软件的输出与保存功能，包括设置正确的输出格式、选择合理的保存路径以及规范的文件命名方法。3.能够根据模型的外形、材料特性及打印需求，合理设置打印层厚、填充率、打印速度、打印温度等关键参数。知识目标1.了解切片软件是什么，它在什么场景下使用，以及它的主要功能和作用；2.熟悉切片软件的操作界面，了解各个工具栏、菜单栏、工作区等的功能和使用方法。3.如何使用切片软件的输出与保存功能，包括设置输出格式、选择保存路径、命名文件等。素质目标1运用切片软件解决实际问题，培养学生问题解决能力和创新思维同时引导他们探索切片软件的新应用和新技巧。2.培养学生的团队协作意识及严谨工作作风；思政目标鼓励学生在切片软件的学习和应用过程中，勇于探索新方法、新技术，培养其创新意识和实践能力。通过参与项目实践、竞赛等方式，让学生在解决实际问题的过程中，不断提升自己的综合素质。三、教学重难点（技能点）切片软件使用、HIM-2020B打印机调平和打印流程、FDM型3D打印机软件的应用及打印四、教学方法及手段讲授法、讨论法、多媒体、提问、任务实施五、教学设计课前教师活动学生活动备注预习切片软件的参数设置线上学习课中教师活动学生活动签到线上签到讨论、投票线上参与布置任务线下交流讨论课后教师活动学生活动布置课后复习线上完成六、教学过程一情境导入我们如何将建好的模型打印呢？二任务描述随着3D打印技术的快速发展，切片软件作为连接3D模型与打印机的重要桥梁，其重要性日益凸显。切片软件能够将3D模型转化为打印机可识别的打印路径，同时允许用户根据模型特性设置合适的打印参数，以优化打印效果。1.准备工作检查设备：确保FDM打印机电源连接正常，打印平台平整且稳固，喷嘴干净无堵塞。如果发现平台不平整，可以使用调平螺丝进行调整。准备材料：检查打印材料是否充足，并将其加载到打印机的进料系统中。常见的FDM打印材料包括PLA、ABS等。模型准备：使用建模软件（如TinkerCAD、Fusion360等）创建或下载要打印的3D模型文件，并确保文件格式为STL或OBJ等FDM打印机支持的格式。2.切片处理导入模型：将准备好的模型文件导入到切片软件中。切片软件能够将3D模型转化为一系列二维层片，这些层片将指导打印机逐层打印。设置参数：在切片软件中设置打印参数，包括打印层厚、填充率、打印速度、喷嘴温度、打印平台温度等。这些参数的设置应根据打印材料的特性和模型的具体需求进行调整。打印层厚：层厚越薄，打印精度越高，但打印时间也会相应增加。填充率：填充率决定了模型内部的填充密度，影响模型的强度和重量。打印速度与温度：根据材料的要求和打印机的性能设置合适的打印速度和温度。生成G代码：完成参数设置后，切片软件会生成包含打印指令的G代码文件。这个文件将被传输到打印机中，指导打印机完成打印任务。3.开始打印预热打印机：根据设置的打印温度预热打印机喷嘴和打印平台。预热过程通常需要几分钟时间，以确保材料在打印过程中能够顺利熔化并粘附在平台上。加载G代码：将生成的G代码文件通过USB或SD卡等方式传输到打印机中。启动打印：在打印机控制面板或相关软件中选择开始打印指令，打印机便会按照预定的路径和模型逐层打印。4.监控与调整监控打印过程：在打印过程中，通过打印机的控制面板或相关软件实时监控打印机的运行状态和打印进度。注意观察喷嘴是否正常工作、材料是否均匀熔化喷出以及是否有异常情况发生。调整参数：如果发现打印过程中出现质量问题（如层间剥离、填充不均匀等），可以根据实际情况调整打印参数或暂停打印进行检查和调整。5.后处理冷却与取出：等待打印物体完全冷却后，使用合适的工具（如铲刀、镊子等）小心地将打印物体从打印平台上取下。注意避免损坏打印物体和打印平台。去除支撑结构：如果打印过程中使用了支撑结构，需要将其从打印物体上小心去除。可以使用剪刀、钳子等工具进行辅助操作。表面处理：根据需要对打印物体进行表面处理，如打磨、抛光等，以提高其表面光洁度和美观度三告知打印层厚：设置合适的打印层厚，一般推荐值为0.15-0.2mm，根据模型精度和打印时间需求进行调整。填充率：根据模型强度要求设置填充率，一般中等强度模型可选择30%填充率。打印速度与温度：设置合理的打印速度和打印机喷嘴温度，确保打印质量。支撑物设置：根据模型悬空部分情况选择是否打印支撑物，以及支撑物的类型和打印方式。平台粘附类型：根据模型与平台的接触面积选择合适的平台粘附类型，如边缘线、底座等。切片预览与保存：进行切片预览，检查切片效果是否符合预期，无误后保存切片文件。打印机调平流程：1.准备工作：确保打印机电源已连接并打开，处于正常工作状态，检查打印平台是否干净无异物，必要时进行清洁，准备一张A4纸或其他厚度适中的纸张用于调平测试。2.放置纸张：将A4纸放置于打印平台上，注意纸张应平整无褶皱。3.观察喷嘴与平台距离：打开打印机电源，等待机器复位。观察喷嘴与平台之间的距离，理想状态是喷嘴刚好能够轻轻接触到纸张，但又不会将纸张压入平台（约一张A4纸的厚度）。4.调整平台与喷头的间隙：如果喷嘴与平台的距离不合适，需要调整平台下部的螺母或调平螺丝。这通常涉及到在X/Y方向上移动挤出机，同时调整四个角落的螺母，以确保整个平台的水平度。调整过程中，不断重复放置纸张、观察距离、调整螺母的步骤，直到A4纸能够在喷嘴与平台间顺畅滑动且阻力均匀。5.重新校准：调整完成后，重新检查每个角落和中心点的距离是否均匀。如果发现不均匀，需要重复上述调整过程。6.验证调平效果：在进行正式打印之前，建议先打印一个简单的测试模型（如单层网格或方块），以验证调平效果是否理想。打印流程：1.加载切片文件：将切片后的文件传输至3D打印机。2.启动打印：启动3D打印机，开始打印过程。打印机会根据预设的路径逐层堆积材料，逐层固化，从而逐渐打印出完整的物体。3.监控打印：在打印过程中，密切关注打印机的运行状态，确保打印顺利进行。如有需要，及时调整打印参数或处理可能出现的问题。后处理流程：1.移除支撑结构：打印完成后，首先移除用于支撑模型悬空部分的支撑结构。去除支撑结构时，需要小心操作，避免损坏模型表面。2.表面处理：对模型进行必要的表面处理，如打磨、喷漆等，以提高模型的表面质量和美观性。3.检验和优化：检验打印出的物体质量和细节是否满足要求。如有必要，进行进一步的优化和调整。设备维护与清洁流程：对打印机进行维护和清洁，以确保其长期稳定运行和延长使用寿命。课程思政：杨金安，洛阳中信重工机械股份有限公司铸锻公司冶炼车间的共产党员、电炉班班长，是河南省首位被评为大国工匠的炼钢工人。在2019年全国“大国工匠年度人物”评选中胜出，他的故事激励着无数人。炼钢工作又热又脏又累，夏天炉台温度高达五六十摄氏度，但杨金安从未退缩。为了炼出一炉高纯度的耐磨特种钢材，他和工友们连续奋战了21小时，最终成功攻克技术难关。这种不畏艰辛、执着专注的精神，正是工匠精神的生动体现。面对平炉炼钢改为电炉炼钢的技术挑战，杨金安刻苦攻关，练就了一手绝活儿。他带领团队炼出了航空航天钢、军工钢、核电钢等一系列“高精尖”钢种，成功应用于神舟系列飞船、国产航母、港珠澳大桥等国家重大工程。这种勇于创新、追求卓越的精神，是推动我国制造业高质量发展的宝贵财富。杨金安还练就了一双火眼金睛，能够通过观察钢花和渣样准确判断钢水的碳含量和温度，大大缩短了化验和冶炼时间，提高了炼钢效率，降低了能耗。这种对技艺的极致追求和精湛掌握，令人叹为观止。杨金安不仅自己技艺高超，还乐于分享和传承。他每天记录关键操作内容，至今已记满60多个笔记本。面对各种利益诱惑，他始终坚守初心，以感恩之心回报企业、奉献社会、报效祖国。这种无私奉献和传承精神的精神品质，是新时代工匠精神的典范。杨金安的故事是千千万万大国工匠的缩影，他们用自己的汗水和智慧书写着新时代的劳动者之歌。这些故事不仅激励着广大青年走技能成才、技能报国之路，更为全社会弘扬精益求精的工匠精神树立了榜样。面对困难和挑战，杨金安没有退缩而是迎难而上、勇于担当。这种责任意识和担当精神值得每一个青年学子学习和传承。四任务实施学生练习切片软件参数设置--导入打印机打印完成任务上传云课堂五任务考核评价期末成绩=课件学习15%+线上活动15%+作业50%+期末考试20%本次考核成绩（工单2成绩）=作业成绩10%七、教学反思

XX学院教案20_--20__学年第一学期编号3一、课程信息 情境名称情景三手机支架的建模与打印任务名称任务1手机支架外框的建模授课班级增材2401、增材2402、数制2403、数制2404学时4授课时间二、教学目标（知识目标、能力目标、素质目标）能力目标能够熟练应用三维设计软件中的草图绘制工具，快速准确地绘制出手机支架外框的二维草图，包括基本形状、关键尺寸和必要的几何约束。能够熟练将二维草图转化为三维模型，通过拉伸、旋转、扫掠等建模技巧，构建出手机支架外框的完整三维结构，并具备调整和优化模型细节的能力。3．能够进行精确的装配操作，确保各部件之间的配合无间，并能根据需要进行调试，以达到最佳的使用效果。知识目标1.熟悉三维建模的基本流程，包括从草图到三维实体的转换、模型的细化与优化（如圆角、倒角、螺纹等细节处理）2.掌握几何约束（如平行、垂直、相等）和尺寸约束的添加方法，以及它们在保证草图准确性中的作用。素质目标1.培养学生具备创新意识和创新能力，能够在手机支架设计过程中提出新颖独特的想法，不断优化设计方案，提升产品的实用性和美观性。2.培养学生的团队协作意识及严谨工作作风。3.鼓励学生保持对新技术和新方法的关注和学习，不断提升自己的专业素养和综合能力，以适应不断变化的市场需求和技术发展。课程思政向广大工程技术人员学习，培养学生善于钻研、不畏困难的工匠精神。三、教学重难点（技能点）使用UG建模软件对手机支架外框、固定杆、调节杆进行草图绘制四、教学方法及手段讲授法、讨论法、多媒体、提问、任务实施五、教学设计课前教师活动学生活动备注预习拉伸、边倒圆命令线上学习课中教师活动学生活动签到线上签到讨论、投票线上参与布置任务线下完成课后教师活动学生活动布置课后复习线上完成六、教学过程一情境导入二手机支架外框任务描述1.打开UGNX12.0软件界面如图1.4-1，点击“新建”按钮，在弹出的对话框类型选择“建模”，单位选择“毫米”，在英文条件下命名文件并将文件保存在模型文件夹内，点击“确定”按钮。2.选择XY平面为基准面，点击“草图”创建草图基准面，点击完成手机支架外边框草图绘制，然后点击拉伸命令，输入拉伸距离8mm，垂直于草图面的两个拉伸方向均可，“布尔”类型选择无，点击确定完成。3.完成角度固定杆转轴的建模，创建如图1.4-5箭头所示草图基准面，创建草图绘制一个以该截面中心为圆心的，直径4mm的圆，点击完成草图。点击“拉伸”命令对其进行拉伸30mm，“布尔”类型选择合并，合并对象为手机外框，完成角度固定杆转轴的建模。4.完成角度调节杆旋转轴的建模，新建基准面如下图1.4-7红色箭头所示以此面坐标（x：4mm，y：-4mm）处为圆心，绘制一个直径为4mm的圆后完成草图。点击“拉伸”命令，选择绘制的草图圆，输入拉伸距离10mm，“布尔”类型选择合并，合并对象选择手机外框架，点击确定完成拉伸，另一侧的建模可通过重复以上步骤完成，或者通过镜像命令完成另一侧调节杆旋转轴的建模（镜像操作需要建立一个基准平面，该平面为手机外框的中心对称面）。5.完成手机外边框卡槽的建模，首先选择外边框一侧为基准面，选择XZ面草图基准面，根据图纸绘制手机支架外边框卡槽的特征草图。完成草图绘制后，点击“拉伸”命令，输入距离15mm，“布尔”类型选择合并，合并对象选择手机外框架，完成手机外边框卡槽一侧的建模。6.手机支架另一侧卡槽建模，可再次选择刚刚的草图进行拉伸，拉伸距离选择从45mm拉伸到60mm，“布尔”类型选择合并，合并对象选择手机外框架，其他参数不变，完成该模型的创建，保存文件。根据手机的实际情况，可以适当调整拉伸距离。三手机支架固定杆、调节杆1.新建“草图”基准面，完成基础草图创建，选择“拉伸”命令，拉伸刚刚绘制的草图，向上拉伸8mm，“布尔”类型选择无。2.完成角度固定杆边倒圆与转轴孔的建模，点击“边倒圆”设定角度固定杆边倒圆半径为4mm，确定转轴孔圆心距离上边与右边距离为4mm，确定转轴孔直径4.8mm,完成草图，点击草图完成拉伸距离超过10mm，“布尔”选择减去，减去对象选择固定杆整体，点击确定完成转轴孔的建模。3.完成角度固定杆转轴的建模，新建草图基准面，确定转轴的圆心位置，圆心距离上边3mm，距离左边距离2mm，直径为2mm,完成草图。点击“拉伸”完成对草图圆的拉伸，距离确定为8mm，“布尔”选择合并，合并对象选择固定杆，点击确定，完成转轴建模。4.完成角度固定杆另一半模型的创建，点击“更多”，选择“镜像特征”，选择转轴外侧面为对称面，完成固定杆整体建模，选择特征“合并”两个实体。5.完成角度固定杆模型所有边倒圆的确定，点击“边倒圆”选择模型各条边，倒圆半径设定为0.8mm。6.据任务书所给尺寸的角度调节杆尺寸数据，点击“新建”按钮，在弹出的对话框类型选择“建模”，单位选择“毫米”，在英文条件下命名文件并将文件保存在手机支架外框模型和固定杆相同的文件夹内，点击“确定”按钮。进入建模界面后新建草图基准面，完成草图创建，选择“拉伸”命令，拉伸刚刚绘制的草图，横向拉伸12mm，“布尔”选择无，点击“确定”完成拉伸。7.选择固定杆一侧面为基准面，完成草图绘制（须确保孔的内侧面与固定装置从侧面看是相切的关系），向外拉伸距离为8mm,完成建模。8.完成角度调节杆三维建模，点击草图反向拉伸固定装置草图，拉伸距离从12mm-20mm完成另一半固定装置。选择合并命令将调节杆3个部分零件合并为一体。9.完成角度调节杆模型边倒圆，如图2.4-16点击“边倒圆”选择模型两边，倒圆半径设定为5mm，点击完成。调节杆其他边设定“边倒圆”半径数据为1.5mm,点击完成。课间思政宋彪，原本是一名成绩较差的技校生，但在老师的正确指引下，通过个人不懈的努力，最终成长为一名世界冠军，成为1950年世界技能大赛开赛以来首位获得阿尔伯特·维达尔大奖的中国人。他的故事被广泛传播，成为高校思政课的生动教材。宋彪在技校学习期间，面对学习的困难和挑战，没有放弃，而是选择了坚持和努力。在老师的指导和自己的刻苦训练下，他的技能水平得到了显著提升。在世界技能大赛中，宋彪凭借出色的技艺和稳定的心态，一举夺魁，不仅为祖国争得了荣誉，也为自己的人生书写了辉煌的篇章。在获得世界冠军后，宋彪收到了多家企业的高薪聘请，但他并没有被金钱所诱惑，而是选择了继续深造。他进入江苏理工学院机械师范专业学习，立志成为一名能为社会培养更多高技能人才的教师。宋彪用自己的行动诠释了“执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越”的工匠精神。他不仅在技能上追求极致，更在精神上树立了榜样。他经常回到母校和技校，与学弟学妹们分享自己的成长经历和心得体会，鼓励他们努力学习技能，为国家和社会贡献自己的力量。宋彪的故事告诉我们，无论起点如何，只要勤奋努力、坚持不懈，就一定能够取得成功，通过宋彪的故事，我们可以让学生深刻理解到工匠精神的内涵和价值，引导他们树立正确的职业观和人生观。四任务实施学生安装软件--绘制图形完成任务上传云课堂五任务考核评价期末成绩=课件学习15%+线上活动15%+作业50%+期末考试20%本次考核成绩（工单3成绩）=作业成绩10%七、教学反思XX学院教案20_--20__学年第二学期编号4一、课程信息 情境名称情景三手机支架的建模与打印任务名称任务4手机支架的切片与打印授课班级增材2401、增材2402、数制2403、数制2404学时4授课时间二、教学目标（知识目标、能力目标、素质目标）能力目标1．能够独立完成手机支架模型的切片处理，并输出符合要求的打印文件。2．能够熟练操作3D打印机，完成模型的打印工作。3．在切片、打印及后处理过程中，能够及时发现并解决问题，如打印失败、模型缺陷等。知识目标1.掌握如何导入手机支架模型文件，并进行切片处理。2.了解3D打印机的基本工作原理和操作流程。3.掌握如何将切片后的文件传输到3D打印机，并启动打印程序。4.熟悉打印机控制面板的使用，包括温度设置、打印头移动等。素质目标1培养学生在团队项目中，通过分工合作完成手机支架的建模、切片、打印及后处理，培养学生的团队协作能力。2培养学生细致严谨的工作态度和科学精神。3严格要求操作规范，培养学生的责任意识和职业素养课程思政培养学生精益求精的科学探索精神，工作兢兢业业，刻苦钻研，提高学生的工程意识。三、教学重难点（技能点）print切片软件的应用、学习FDM打印机的操作、简单模型的后处理技巧。四、教学方法及手段讲授法、讨论法、多媒体、提问、任务实施五、教学设计课前教师活动学生活动备注预习打印机打印流程线上学习课中教师活动学生活动签到线上签到讨论、投票线上参与布置任务线下完成课后教师活动学生活动布置课后复习线上完成六、教学过程一复习导入回顾FDM打印流程。二任务描述1.首先打开Himalayaprint切片软件，进入主界面，点击“文件”找到打开文件选项，找到手机支架的STL格式文件，导入模型。2.切片软件参数设置，点击“打印设置”，“配置文件”提供高、中、低三个参数配置文件可选择，同时打印过程中可以根据需求调整填充率，手机支架填充率设定为20%，完成设置。3.文件切片处理，点击“文件切片”完成切片，鼠标左键点击“预览”查看切片效果，并保存G代码文件，导入到打印机U盘中。4.手机支架模型的打印，按下打印机电源开关，打开侧面放料装置，插入U盘。5.在HIM-2020B打印机进行打印，首先点击“Print”按键，找到U盘中的打印文件“手机支架”。6.选择“手机支架”打印文件后，点击“确定打印”进行手机支架的打印。7.手机支架打印完成后进行简单的后处理，用铲刀轻轻从打印底板上铲下，用小刀、尖嘴钳将手机支架支撑取下。8.轻微活动手机支架关节，体验手机支架的应用。三告知课程思政-中国3D打印第之父卢秉恒卢秉恒是中国工程院院士，西安交通大学教授，同时也是我国增材制造技术的奠基人，被誉为“中国3D打印之父”。卢秉恒出生于一个普通家庭，从小受钱学森等老一辈科学家的影响，怀揣着航天梦。然而，由于家庭出身等原因，他未能如愿考入北京大学学习固体力学，而是选择了机械制造专业。大学毕业后，他被分配到工厂做车床工人，这一干就是五年。这段经历虽然与他的初衷有所偏离，但却为他日后的科研工作奠定了坚实的实践基础。在改革开放之初，卢秉恒考取了西安交通大学研究生，并在博士毕业后作为访问学者前往国外交流学习。在那里，他首次接触到了3D打印技术，并敏锐地意识到这一技术的先进性和未来潜力。面对国外高昂的3D打印设备价格和技术封锁，卢秉恒决定回国自主研发。他带领团队从零开始，克服重重困难，最终成功研发出具有自主知识产权的3D打印设备。这一过程中，他展现出了强烈的创新精神和家国情怀。卢秉恒的研究成果不仅为我国航空航天事业提供了有力支持，还推动了3D打印技术在多个领域的广泛应用。他的工作对提升我国制造业的整体水平具有重要意义。卢秉恒紧密关注国家发展战略需求，将个人科研工作与国家发展紧密结合。他积极参与国家重大科研项目和战略规划的制定与实施工作，为我国制造业的崛起和科技进步贡献了自己的智慧和力量。我们要时刻牢记自己的职责和使命，积极投身到国家发展和社会进步的事业中去。四任务实施学生模型切片--打印模型完成任务上传云课堂五任务考核评价期末成绩=课件学习15%+线上活动15%+作业50%+期末考试20%本次考核成绩（工单4成绩）=作业成绩10%七、教学反思

XX学院教案20_--20__学年第一学期编号5一、课程信息 情境名称情景四个性书架建模与打印任务名称任务3个性书架整体结构建模任务1：个性书架整体结构建模任务2个性书架角度调节杆与固定杆建模授课班级增材2401、增材2402、数制2403、数制2404学时4授课时间二、教学目标（知识目标、能力目标、素质目标）能力目标1．能够精准掌握3D建模软件的高级功能，独立完成书架主体从二维草图到三维实体的转换，包括细节处理、结构优化及材料属性设定，确保设计既美观又实用。2.能够运用三维设计软件精确绘制其草图，理解并应用机械原理于设计中，确保组件既符合功能要求又便于制造与安装。知识目标1.熟练应用三维软件完成个性书架主体的草图绘制；2.熟练掌握3D建模软件，完成书架主体的三维建模；3.熟练应用三维软件完成对个性书架角度调节杆与固定杆的草图绘制；4.熟练掌握3D建模软件，根据项目内容完成角度调节杆、固定杆的三维建模。素质目标1.培养学生在设计过程中勇于探索、敢于创新的精神，通过个性化书架的设计实践，激发学生的创造力和解决问题的能力。2.培养学生的耐心和精益求精的工作态度，追求模型的完美呈现；3.引导学生树立追求卓越、精益求精的工作态度，对每一个设计细节都力求完美，培养严谨的科学态度和工匠精神。课程思政通过参与书架设计项目，增强学生的社会责任感与使命感，认识到自己作为未来设计师在推动社会进步、改善人们生活环境方面的重要作用。三、教学重难点（技能点）参数的编辑与修改四、教学方法及手段讲授法、讨论法、多媒体、提问、任务实施五、教学设计课前教师活动学生活动备注预习线上学习课中教师活动学生活动签到线上签到讨论、投票线上参与布置任务线下完成课后教师活动学生活动布置课后复习线上完成六、教学过程一情境导入如图使用ug软件实现个性书架的创建？二任务描述书架主体的建模：第一步:选择XY平面为基准面，点击“草图”创建草图，完成书架背板草图绘制。第二步：完成书架背板草图绘制后点击拉伸命令，输入拉伸距离180mm，点击确定完成。第三步：选择XY平面为基准面，点击“草图”创建草图，完成图1.4-4草图绘制。完成草图绘制后点击拉伸命令，输入拉伸距离16mm，“布尔”类型选择减去，对象选择上一步的实体，点击确定完成。第四步：选择XY平面为基准面，点击“草图”创建草图，根据图1.4-6完成调节杆转轴孔草图绘制。完成调节杆转轴孔草图绘制后点击拉伸命令，输入拉伸距离开始15.5结束25.5mm，点击确定完成。第五步：再次选择上一步绘制的草图，点击拉伸命令，拉伸距离不变，方向相反，点击确定完成。第六步：选择YZ平面为基准面，点击“草图”创建草图，根据任务书完成固定杆转轴孔草图绘制。完成固定杆转轴孔草图绘制后点击拉伸命令，输入拉伸距离开始15.5mm结束20.5mm，”布尔”类型选择合并，点击确定完成。第七步：再次选择上一步绘制的草图，点击拉伸命令，拉伸距离不变，方向相反,点击确定完成。第八步：再次选择先前绘制的草图，点击拉伸命令，拉伸开始20mm结束35mm,点击确定完成，再次重复上一步操作，距离不变，改变方向进行拉伸，第九步：选择XZ平面为基准面，点击“草图”创建草图，任务书尺寸完成草图绘制。完成背板固定孔草图绘制后点击拉伸命令，输入拉伸距离贯穿模型，”布尔”类型选择减去,点击确定完成。学生练习书架固定杆和调节杆的创建第一步：根据任务书所示尺寸，新建“草图”，完成基础草图创建，选择“拉伸”命令，拉伸刚刚绘制的草图，开始41.5mm结束50.5mm，点击“确定”完成拉伸。第二步：选择先前绘制的草图，点击拉伸命令，方向点击相反，拉伸距离9mm，“布尔”类型选择无，点击确定完成。第三步：选择XZ平面为基准面，点击“草图”创建草图，根据任务书完成草图绘制。完成草图绘制后点击拉伸命令，输入拉伸距离41.5mm，”布尔”类型选择合并，第四步：点击“合并”命令，选择2个模型零件，点击“确定”完成。第五步：打开“UG”新建书架调节杆项目，文件名及路径保持输入为英文。第六步：根据图2.4-8所示调节杆尺寸数据，新建“草图”，完成调节杆草图绘制，选择“拉伸”命令，拉伸距离输入30mm，点击“确定”完成拉伸。学生练习，教师巡视并解答学生遇到的问题。课程思政何小虎出生于陕北延安一个普通的农村家庭，自小对航天充满无限向往。2003年，当他看到神舟五号飞船成功发射，杨利伟成为中国首位进入太空的航天员时，心中便种下了“航天梦”的种子。尽管面对周围人的质疑和嘲讽，何小虎却坚定了自己的梦想。他深知，要实现航天梦，不仅需要成为高精尖的设计师或工程师，同样需要技术精湛的工人。因此，他选择了进入陕西工业职业技术学院学习机械制造与自动化专业，为未来的航天事业打下坚实的基础。在校期间，何小虎全身心投入学习，除了上课、吃饭、睡觉外，几乎所有时间都在实训基地度过。他通过参加各种专业比赛，如数学建模竞赛、机械创新设计大赛等，不断提升自己的机械加工创意和综合能力，最终在全国比赛中屡获佳绩。毕业后，何小虎以实操第一名的成绩从众多应聘者中脱颖而出，成功进入中国航天科技集团六院西安航天发动机有限公司。在这里，他师从全国劳动模范曹化桥等技艺高超的师傅，学习并掌握了高超的机械加工技能。作为液体火箭发动机动力之源的“守卫者”，何小虎主要负责各型号液体火箭发动机关键零部件的精密加工。他加工的航天零部件产品精度极高，直接影响火箭发动机能否精准入轨。面对技术难题，何小虎敢于挑战、勇于创新。他先后独创了微小孔高效加工法、异型零件高效找正法、极限加工稳定性控制法等技术工艺方法，有效提升了火箭发动机喷注燃烧系统的工作可靠性。同时，他还带领团队攻克了多项技术难题，如长征五号、长征七号燃烧室喷管难加工材料铌钨合金的高效切削问题等。何小虎的杰出贡献得到了广泛认可。他先后荣获全国五一劳动奖章、全国技术能手、中国青年五四奖章等殊荣。此外，他还被评为陕西省首席技师、陕西省带徒名师等称号。作为技能专家，何小虎深知人才培养的重要性。他积极承担起传帮带的责任，将自己总结出的新方法、新工艺、新技术、新技能无私地传授给徒弟们。在他的悉心指导下，已有20多名徒弟成长为技术骨干。何小虎的故事激励了无数年轻人投身航天事业。他用自己的实际行动诠释了航天精神、劳模精神和工匠精神的深刻内涵，为祖国的航天事业贡献了自己的力量。四任务实施学生绘制草图--书架卡槽实体完成任务上传云课堂五任务考核评价期末成绩=课件学习15%+线上活动15%+作业50%+期末考试20%本次考核成绩（工单5成绩）=作业成绩10%七、教学反思XX学院教案20_--20__学年第二学期编号6一、课程信息 情境名称情景四个性书架建模与打印任务名称任务3个性书架整体结构建模授课班级增材2401、增材2402、数制2403、数制2404学时4授课时间二、教学目标（知识目标、能力目标、素质目标）能力目标1．能够准确、详细地绘制出个性书架卡槽与书本支撑结构的