《3D打印-密碼筒的設(shè)計與制作》微課教學設(shè)計

《3D打印——密碼筒的設(shè)計與制作》微課教學設(shè)計授課教師姓名學科增材制造技術(shù)應(yīng)用教齡7微課名稱3D打印——密碼筒的設(shè)計與制作視頻長度16分48秒錄制時間知識點來源學科：增材制造技術(shù)應(yīng)用年級：二年級知識點描述讓學生通過觀看3D打印——密碼筒的設(shè)計與制作實例，讓學生從想法構(gòu)思、設(shè)計建模、產(chǎn)品組裝試用再到產(chǎn)品知識拓展四個方面進行了全面的了解。預(yù)備知識本微課為介紹型微課，之前需了解3D打印的相關(guān)知識。教學類型講授型適用對象二年級學生設(shè)計思路3D打印是快速成型技術(shù)的一種，它基于數(shù)字模型文件，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層加工制作的方式來構(gòu)造物體。教育領(lǐng)域中常用的3D打印技術(shù)為FDM技術(shù)，全稱叫做熔融沉積成型技術(shù)。打印機將原材料送入熱熔噴頭、加熱被融化成絲狀噴出，按計算機設(shè)計路徑沿截面輪廓運動，將半流動狀態(tài)的原材料填充到指定位置并最終冷卻凝固成型，依此逐層堆疊最終成型。常用的材料為PLA（Polylacticacid，聚乳酸）是一種可生物降解的熱塑性塑料，來源于可再生資源，比如玉米，甜菜，木薯和甘蔗。智能制造工程師通過3D設(shè)計軟件來設(shè)計三維模型，本次體驗將使用簡單易用的IME3D系列化軟件作為設(shè)計工具，設(shè)計完成的數(shù)字模型文件先通過切片軟件對模型進行切片處理，然后再上機打印，本次體驗將使用FDM3D打印機。教學過程內(nèi)容時間一、微課片頭同學們好，這節(jié)課我們來介紹一個3D打印——密碼筒的設(shè)計與制作實例。00:00-00:32二、微課目錄我們將從想法構(gòu)思、設(shè)計建模、產(chǎn)品組裝試用再到產(chǎn)品知識拓展四個方面進行介紹。00:33-00:39三、正文講授第一部分內(nèi)容：想法構(gòu)思、產(chǎn)品分析（1）密碼筒基本原理密碼筒是常見的保存重要文件的工具，它上鎖的原理非常巧妙和可靠。每一圈數(shù)字轉(zhuǎn)盤內(nèi)部都有對應(yīng)的密碼環(huán)，密碼環(huán)上有唯一的一個缺口對應(yīng)著數(shù)字環(huán)上的某個數(shù)字。以3個轉(zhuǎn)盤的密碼筒為例，內(nèi)筒上有3個凸起會頂在密碼環(huán)上。只有轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到缺口位置時，內(nèi)筒才能抽出。（2）密碼筒結(jié)構(gòu)分析密碼筒由數(shù)字環(huán)、密碼環(huán)、定位環(huán)、外筒和內(nèi)筒結(jié)構(gòu)組成。00:40-03:00第二部分內(nèi)容：設(shè)計建模與制作（1）設(shè)計密碼筒使用IME3D軟件-3D魔術(shù)師，通過參數(shù)化積木堆疊的方式設(shè)計密碼筒模型，如圖所示。（2）切片與打印將設(shè)計好的密碼筒結(jié)構(gòu)模型導出為STL格式的數(shù)字模型文件進行切片處理，然后將文件拷貝至3D打印機中進行打印，如圖1-11所示。03:01-09:16第三部分內(nèi)容：產(chǎn)品組裝與試用（1）組裝如圖所示，按照圖片順序依次組裝密碼筒的其它各部分零件。將密碼環(huán)與數(shù)字環(huán)組裝在一起，記錄下密碼環(huán)缺口對應(yīng)的數(shù)字環(huán)數(shù)字，避免密碼筒鎖死或密碼丟失。（2）試用組裝好密碼筒后，使用不易掉色的記號筆在數(shù)字盤上按順序標記0-9數(shù)字，如圖1-13所示。然后隨機撥亂密碼筒，完成上鎖，開鎖時需以內(nèi)外筒的凹槽為基準，數(shù)字盤旋轉(zhuǎn)到設(shè)置密碼的位置。09:17-16:48四、效果檢測學習這節(jié)課后，我們來思考幾個問題。1.通過這次體驗，你認為智能制造工程師需要具備哪些重要技能？2.智能制造工程師所需的技能和現(xiàn)在學習的知識有什么關(guān)聯(lián)？3.你認為3D打印技術(shù)未來是否能夠應(yīng)用到每家每戶，為什么？4.通過這次體驗，你對這一行業(yè)有什么新的認識？5.如果將來要從事這一行業(yè)，需要現(xiàn)在做哪些準備？6.通過這次體驗，你認為未來該職業(yè)會有怎樣的發(fā)展？五、教學反思本微課利用17分鐘的時間介紹了3D打印——密碼筒的設(shè)計與制作實例，讓學生從產(chǎn)品分析、產(chǎn)品設(shè)計與制作、產(chǎn)品組裝試用再到產(chǎn)品知識拓展四個方面對3D打印進行了全面的了解。通過密碼筒的設(shè)計與制作整個流程的介紹體驗，讓學生通過形