川教版信息技術(shù)八年級(jí)下冊(cè)第一單元第3節(jié) 打印展示作品教案

川教版八年級(jí)下冊(cè)第一單元第3節(jié)打印展示作品件教學(xué)設(shè)計(jì)

課題打印展示作品單元第一單元學(xué)科信息技術(shù)年級(jí)八年級(jí)

1、了解三維打印。

學(xué)習(xí)

2、體驗(yàn)三維打印機(jī)切片軟件操作。

目標(biāo)

3、學(xué)會(huì)打印創(chuàng)意作品及對(duì)作品進(jìn)行后期處理。

重點(diǎn)體驗(yàn)三維打印機(jī)切片軟件操作；學(xué)會(huì)打印創(chuàng)意作品及對(duì)作品進(jìn)行后期處理。

難點(diǎn)體驗(yàn)三維打印機(jī)切片軟件操作；學(xué)會(huì)打印創(chuàng)意作品及對(duì)作品進(jìn)行后期處理。

教學(xué)過(guò)程

教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

導(dǎo)入新課完成了設(shè)計(jì)建模，怎樣將數(shù)字模型文件使用三聽(tīng)老師講解調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的

維打印機(jī)打印出成品，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意物化呢？這節(jié)課我積極性，為以下

們一起來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。的學(xué)習(xí)打下良好

的基礎(chǔ)

講授新課一、三維打印

1.三維打印

三維打印技術(shù)是以三維數(shù)字模型文件為基

礎(chǔ)，使用原材料（工程塑料、樹(shù)脂、鈦合金粉末、

巧克力糖面等）沉積或者黏合材料層以構(gòu)成三維

實(shí)體的數(shù)字化增材制造技術(shù)，也稱“3D打印”。通過(guò)教師的講通過(guò)小組合作，

三維打印機(jī)打印過(guò)程解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

三維打印就是平面打印的累加，圖像一層一作的方式，開(kāi)結(jié)、共同完成任

層覆蓋、凝固，從平面逐漸增高，慢慢形成了立體展探討交流，務(wù)

的物體。完成任務(wù)。

2.三維打印機(jī)

常見(jiàn)的三維打印機(jī)及打印材料見(jiàn)下表。

3.三維打印技術(shù)的發(fā)展

三維打印無(wú)須機(jī)械加工或模具，就可以制造復(fù)

雜的結(jié)構(gòu)零件且流程簡(jiǎn)單、周期短。

三維打印技術(shù)能夠用于航空航天、汽車制造、

生物醫(yī)學(xué)、零件制造、電子、建筑、珠寶等行業(yè)。

打印材料豐富，利用率高，且隨著打印成本的

降低，個(gè)性化定制三維產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)共享打印等已變

得普及，將對(duì)未來(lái)制造業(yè)生產(chǎn)模式與人類生活方式

產(chǎn)生重要影響。

二、三維打印機(jī)切片操作體驗(yàn)

完成建模以后，我們進(jìn)入三維打印的第二個(gè)環(huán)

節(jié)：模型切片。

切片可以將數(shù)字三維模型轉(zhuǎn)換為三維打印機(jī)

可識(shí)別的打印代碼，讓三維打印機(jī)執(zhí)行打印命令，

控制噴頭的移動(dòng)，一層一層地打印。通過(guò)教師的講通過(guò)小組合作，

切片軟件種類很多，但部分切片軟件需要適配解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

對(duì)應(yīng)的硬件，我們選擇通用性切片軟件Cura。作的方式，開(kāi)結(jié)、共同完成任

Cura是一款入門(mén)級(jí)開(kāi)源切片軟件，普及率非常展探討交流，務(wù)

高，可以兼容大部分3D打印機(jī)。完成任務(wù)。

掃掠是指一個(gè)草圖輪廓沿著一條路徑(可以

是不規(guī)則的曲線)移動(dòng)形成實(shí)體。

Cura支持stl>3mf和obj文件格式，支持文

件修復(fù)，支持顯示打印路徑、打印時(shí)間和材料使用

量設(shè)置。

切片打印軟件需要與3D打印機(jī)匹配，軟件參

數(shù)調(diào)節(jié)影響打印精度及打印時(shí)間。

選擇“一般模式”，快速進(jìn)行打印，如果選擇通過(guò)老師演示培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操

“專家模式”，可以更精確地打印。學(xué)生動(dòng)手操作能力，并且鍛

軟件設(shè)計(jì)參數(shù)如圖所示。作，提高動(dòng)手煉學(xué)生的語(yǔ)言組

(1)層厚：設(shè)置每層耗材的高度，若數(shù)值太大，能力。小組交織能力和表達(dá)的

則打印成品粗糙，數(shù)值太小，打印成品精度過(guò)高，流、分享能力。

耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。

(2)壁厚：影響成品強(qiáng)度。

(3)填充率：填充的比例越高，打印時(shí)間越長(zhǎng)，

耗材損耗越高。通常情況下，填充率在10獷20%。

如果需要更堅(jiān)固的成品，則設(shè)置為75%以上。

(4)打印速度：指擠出機(jī)在擠出耗材并且行進(jìn)

時(shí)的速度，受耗材、層數(shù)、溫度等影響，一般推薦

速度是40~60mm/s。

(5)支撐類型：添加支撐為最終模型創(chuàng)造一個(gè)

沒(méi)有下垂的高質(zhì)量環(huán)境，可根據(jù)實(shí)際需求選擇是否

添加支撐。

三、打印創(chuàng)意掛件及后期處理

完成切片后，我們進(jìn)入第三個(gè)步驟：打印。

學(xué)校多采用熔融沉積成型(FDM)三維打印機(jī)，

打印機(jī)使用的材料為樹(shù)脂(ABS)、聚乳酸(PLA:一

種從玉米、木薯等提取出淀粉原料制成的新型的通過(guò)教師的講

通過(guò)小組合作，

生物降解材料)，它們?cè)趪婎^被加熱熔化后，層層解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

堆積而形成成品。作的方式，開(kāi)結(jié)、共同完成任

務(wù)

ABS和PLA會(huì)吸收水分從而影響打印效果，要展探討交流，

小心存放。完成任務(wù)。

1.三維打印準(zhǔn)備

(1)平臺(tái)調(diào)整

在平臺(tái)刷膠或者貼美工紙，保證打印過(guò)程的穩(wěn)

定性，避免翹曲等。

(2)核算準(zhǔn)備材料

根據(jù)設(shè)計(jì)圖，核算所需打印材料的用量，準(zhǔn)備

不同顏色的打印材料。如圖所示。

2.裝料打印

三維打印過(guò)程中，需要注意以下問(wèn)題：通過(guò)老師演示培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操

(1)檢查入料端口，保證材料充足，檢查噴嘴。學(xué)生動(dòng)手操作能力，并且鍛

煉學(xué)生的語(yǔ)言組

(2)關(guān)注3D打印材料變脆、易斷的問(wèn)題。作，提高動(dòng)手織能力和表達(dá)的

(3)保證打印過(guò)程中四周溫度正常。能力。小組交能力。

(4)調(diào)試、設(shè)置3D打印機(jī)參數(shù)，保證打印精流、分享

度。

(5)解決打印層無(wú)法對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。

3.表面處理：剝離、打磨、上色

(1)剝離：用剪鉗去除底座支撐。如圖所示。

(2)打磨：用不同規(guī)格型號(hào)的砂紙打磨拋光表

面。

(3)上色：用丙烯顏料手涂上色或者用噴槍噴

涂油漆上色。

任務(wù)一學(xué)生小組間討鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言

請(qǐng)根據(jù)你的三維掛件作品，核算所需打印材料論，共同完成組織能力和表達(dá)

的能力。

用量，準(zhǔn)備打印材料，將完成切片的模型文件選擇任務(wù)。

連接打印機(jī)或者保存到SD卡打印生成實(shí)物。將三

維掛件剝離底座支撐，并用細(xì)砂紙打磨拋光表面。

四、展示創(chuàng)意作品，自評(píng)及互相評(píng)鑒

通過(guò)教師的講通過(guò)小組合作，

各小組將制作的三維模型文件導(dǎo)出三維效果

解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

圖，上傳至云盤(pán)或網(wǎng)站，陳列打印完成的三維設(shè)計(jì)作的方式，開(kāi)

展探討交流，結(jié)、共同完成任

作品，匯總填寫(xiě)三維打印作品自評(píng)表，如下表所示。

完成任務(wù)。務(wù)

三維打印作品自評(píng)表

任務(wù)二

分組進(jìn)行創(chuàng)意作品展示匯報(bào)，請(qǐng)老師和同學(xué)互學(xué)生小組間討

論，共同完成鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言

相評(píng)價(jià)。

任務(wù)。組織能力和表達(dá)

五、分享、交流與反思

的能力。

與同學(xué)們通過(guò)動(dòng)手設(shè)計(jì)，讓想象變得具體。

我們需要獨(dú)立思考，彼此合作，共同解決問(wèn)

題。

任務(wù)三

學(xué)生小組間討鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言

分組討論并記錄各自的想法，盡可能地發(fā)揮想

論，共同完成組織能力和表達(dá)

象力，找出各種解決問(wèn)題的方法，共同研究三維打任務(wù)。

的能力。

印作品的創(chuàng)新及改進(jìn)方法。

可以設(shè)計(jì)班徽、校牌、馬拉松賽獎(jiǎng)牌等，期待

你們的作品！

拓展閱讀

三維打印的兩種應(yīng)用方式

1.三維設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)軟件是核心，實(shí)體建模軟件提供立方體、

球體等形狀庫(kù)，可以將這些形狀剪裁、拉伸在一

起，實(shí)現(xiàn)快速定制和紐合，用于工業(yè)設(shè)計(jì)和制造。通過(guò)教師的講通過(guò)小組合作，

解，以小組合

曲面建模用多邊形表面網(wǎng)格來(lái)構(gòu)建一個(gè)物體作的方式，開(kāi)加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

的形狀，關(guān)注曲面表層，通過(guò)光影的渲染生成高展探討交流，結(jié)、共同完成任

完成任務(wù)。

度逼真的影像，可用于電影和視頻游戲。務(wù)

設(shè)計(jì)軟件推動(dòng)了3D打印技術(shù)的發(fā)展，只要你

能想到的，就能設(shè)計(jì)和打印。

例如：利用三維設(shè)計(jì)打印房屋模型的過(guò)程如圖

所示。

2.三維掃描

用掃描儀捕捉物體在三維空間中每個(gè)點(diǎn)的x、y

和z坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件通過(guò)一系列快速

計(jì)算將其轉(zhuǎn)換成表面網(wǎng)格坐標(biāo)值，根據(jù)圖形變化

計(jì)算丟失的數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)填充表面空缺。

利用三維掃描儀可以掃描文物和破碎的部件

以合成對(duì)應(yīng)的形狀。

通過(guò)三維掃描能方便地進(jìn)行文物測(cè)量，保證文

物在修復(fù)過(guò)程中不受傷害，且數(shù)字文件可以長(zhǎng)期保

存。

例如：利用三維掃描打印三星堆青銅面具的

過(guò)程如圖所示。

利用三維打印復(fù)制文物

2013年，四川廣漢三星堆博物館引進(jìn)了三維掃

描儀和三維打印機(jī)，掃描文物需要兩三天，打印只

用10個(gè)小時(shí)，復(fù)制一件文物的誤差不超過(guò)2微米。

不用接觸文物表面，快速、精準(zhǔn)、多角度獲取

文物的三維細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)，使用計(jì)算機(jī)三維建模軟件

虛擬修復(fù)文物，避免直接修復(fù)不當(dāng)而造成的本體

損害，文物研究者可以運(yùn)用現(xiàn)有的三維文物模型進(jìn)

行輔助研究。

三維掃描和三維打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)文物的

高清數(shù)據(jù)存檔、仿制和、修復(fù)，為文物展示和保

護(hù)工作提供了有效解決方案。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完

學(xué)生小組間討

課堂練習(xí)