《3D打印實訓(xùn)》教案

《3D打印實訓(xùn)》教案開課院系：機電學(xué)部智能制造系任課教師:專業(yè)班級:班級人數(shù)：22授課地點：工程實訓(xùn)樓A321日期日期2020.2.24周次日期2020.2.24日期2020.2.24周次1節(jié)次7,8已完成0課時，第1次課教學(xué)目標(biāo)1、了解常見FDM類型打印機結(jié)構(gòu)及工作原理2、掌握切片軟件Cura使用方法教學(xué)重點1、零件從設(shè)計到打印到后處理的整個工藝流程2、不同類型打印機的優(yōu)缺點3、切片主要參數(shù)的功能教學(xué)方式理論講解，教師演示，提問，課后作業(yè)注釋注釋注釋教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計注釋一、零件從設(shè)計到打印到后處理的整個工藝流程了解需求-概念設(shè)計-詳細設(shè)計-設(shè)計仿真優(yōu)化-工藝仿真-加工制造-后處理-成品二、不同類型打印機的結(jié)構(gòu)，工作原理和各自優(yōu)缺點常見類型有13,MB,UM,CoreXy三、切片軟件Cura的使用以及主要參數(shù)的功能層高，回抽，壁厚，速度等參數(shù)的功能，具體參見《Cura詳解使用教程》安全教育：機電安全教育，防止受傷或損壞設(shè)備分組：兩人一組，機器輪換實驗：每次實驗先完成規(guī)定的任務(wù)，過程中要記錄實驗數(shù)據(jù)，截圖或者拍照。實驗過程中的認識，體會，創(chuàng)意都可以記錄下來。如果時間還有多的，可以打印自己喜歡的小模型。除了規(guī)定上交的兩次，其它的打印結(jié)果都可以帶走課后練習(xí)：實驗指導(dǎo)書中的任務(wù)一，任務(wù)二日期日期日期周次節(jié)次已完成2課時，第日期周次節(jié)次已完成2課時，第2次課3、能夠打印模型1、能夠完整的進行打印前的調(diào)整測試工作教學(xué)重點2、能完成模型的打印工作教學(xué)方式學(xué)生實踐，教師指導(dǎo)，提問教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計注釋一、打印前的準(zhǔn)備工作認識打印機結(jié)構(gòu)-打印機各軸運動測試-歸零測試-平臺調(diào)平-加熱測試-擠絲測試-準(zhǔn)備打印二、打印模型準(zhǔn)備好切片文件-調(diào)試好打印機并預(yù)熱-打印指定模型-仔細觀察前面幾層的打印情況-隨時處理打印過程中出現(xiàn)的問題三、打印完成后的檢查拆除支撐，檢查形狀尺寸精度，表面質(zhì)量是否達到要求，考慮下次打印如何改善效果日期周次節(jié)次4已完成4課時，第3次課教學(xué)目標(biāo)1、打印鑰匙扣，花盆等簡單模型教學(xué)重點1、完整打印生活實用件模型教學(xué)方式學(xué)生實踐，教師指導(dǎo)，提問教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計注釋1、打印日常生活中實際用到的物品、零件等能自己建模的最好，用現(xiàn)成的模型也行，比如鑰匙扣，花盆，裝飾品等2、改變打印參數(shù)，測試最佳參數(shù)，加深參數(shù)功能的理解層高，壁厚，打印速度，填充比例等參數(shù)都會影響打印質(zhì)量，強度和效率日期日期日期周次節(jié)次日期周次節(jié)次2已完成8課時，第4次課教學(xué)重點1、測試回抽參數(shù)對打印質(zhì)量的影響教學(xué)方式學(xué)生實踐，教師指導(dǎo)，提問教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計注釋一、理解回抽的目的，并根據(jù)機器大小，模型的情況適當(dāng)調(diào)整回抽參數(shù)模型表面的拉絲，受打印溫度，回抽參數(shù)影響較大，根據(jù)手上的機器，選擇合適的回抽參數(shù)打印鳥籠模型。要求能夠成型，拉絲盡可能少。日期周次節(jié)次4已完成10課時，第5次課教學(xué)目標(biāo)1、打印工頭等人偶模型教學(xué)重點1、能根據(jù)模型的實際情況，選擇合適的擺放姿態(tài)和支撐位置教學(xué)方式學(xué)生實踐，教師指導(dǎo)，提問教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計注釋一、打印工頭等人偶模型，能根據(jù)模型的實際情況，選擇合適的擺放姿態(tài)和支撐位置模型如果豎著放，打印時間較長，橫著放，有支撐，而且第一層接觸面很小，能否粘牢很重要日期周次節(jié)次4已完成14課時，第6次課教學(xué)目標(biāo)1、打印自選模型并提交教學(xué)重點1、綜合考慮各方面因素，選擇合適參數(shù)教學(xué)方式學(xué)生實踐，教師指導(dǎo)，提問教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計注釋一、、綜合考慮表面質(zhì)量，打印速度，零件強度，支撐是否易拆除等因素，盡可能提高最終效果可以自己設(shè)計一個簡單的產(chǎn)品，也可以用現(xiàn)有模型。主要考慮綜合質(zhì)量和效率，要求最好的效果教學(xué)目標(biāo)1、用Magics軟件進行模型修復(fù)和拆分2、Simplify3D切片軟件使用方法教學(xué)重點1、模型數(shù)據(jù)缺陷的修復(fù)，大模型拆分成小部件2、高級切片軟件Simplify3D的學(xué)習(xí)教學(xué)方式理論講解，教師演示，提問，課后作業(yè)教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計注釋一、Magics軟件中修復(fù)功能和切分功能STL格式的文件，很多時候模型表面會有缺陷，比如孔洞，縫隙，重復(fù)的三角形面片等，這個時候需要用軟件檢查并修復(fù)。修復(fù)并不是萬能的，有些時候還是需要手工操作。我們的打印機加工尺寸有限，大模型需要拆分成小塊來進行打印，這個時候需要用軟件來切分模型，并使用輔助工具來保證將來能合并對齊二、Simplify3D切片軟件使用方法這個軟件的控制功能比早期版本的Cura多很多，有很多參數(shù)來控制打印的細節(jié)。我們可以通過測試，來進一步了解打印的細節(jié)，以提高打印質(zhì)量日期周次節(jié)次4已完成20課時，第8次課教學(xué)目標(biāo)1、拆分打印綠巨人等模型教學(xué)重點1、能夠把大模型拆分成小塊單獨打印，并拼裝成一體模型教學(xué)方式學(xué)生實踐，教師指導(dǎo)，提問教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計注釋一、拆分大型模型，并分別打印成型，最后拼裝在一起拆分的位置，需要仔細選擇。需要考慮到方便打印，減少支撐，方便拼裝等諸多因素教學(xué)目標(biāo)1、打印犀牛組合模型教學(xué)重點1、學(xué)習(xí)組合模型的設(shè)計方法2、掌握設(shè)計過程中如何避免使用支撐教學(xué)方式學(xué)生實踐，教師指導(dǎo)，提問注釋注釋注釋教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計一、打印犀牛模型，學(xué)習(xí)它的設(shè)計思想注釋這個模型是組合拼裝的，打印過程中不需要支撐。我們要學(xué)習(xí)它是如何分解模型，并盡量不用支撐的，這些創(chuàng)意對我們以后設(shè)計模型，有很好的啟示作用。關(guān)于支撐的使用，能不用盡量不用，這就要求我們在設(shè)計過程中，充分利用支撐臨界角的限制，來調(diào)整設(shè)計方案日期周次節(jié)次已完成28課時，第10次課教學(xué)目標(biāo)1、打印測試軸孔配合，螺紋聯(lián)接等結(jié)構(gòu)教學(xué)重點1、掌握聯(lián)接與配合過程中，打印工藝精度對配合尺寸的影響教學(xué)方式學(xué)生實踐，教師指導(dǎo)，提問教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計注釋一、通過設(shè)計裝配體，研究配合與聯(lián)接的實現(xiàn)方式絕大部分產(chǎn)品，都不是一個零件構(gòu)成的，通常有很多零部件組成。即使我們掌握了3D打印技術(shù)，也只是減少了裝配零件的數(shù)量，并不能做到無裝配。本次實驗的目的，就是通過打印裝配體，比如軸孔，螺紋聯(lián)接等結(jié)構(gòu)，來了解聯(lián)接的功能，掌握打印工藝的精度對配合尺寸的影響。FDM打印機的精度有限，打印配合零件的時候，通常在配合尺寸上需要適當(dāng)放大或縮小，這一點需要大家在實驗中去學(xué)習(xí)，驗證，并形成自己的經(jīng)驗。本次實驗的打印模型，可以參考制圖，機械原理等教科書上的經(jīng)典零件，自行建模。教學(xué)目標(biāo)1、建模并打印減速箱裝配模型2、裝配模型并提交教學(xué)重點1、設(shè)計，打印裝配體并提交結(jié)果教學(xué)方式學(xué)生實踐，教師指導(dǎo)，提問注釋教學(xué)內(nèi)容與過程設(shè)計一、參考制圖，機械原理教材中的減速箱，