讲授人

孙宁

教学目标

知识与技能

1.了解3D打印技术对我国制造业发展的重要性；

2.掌握建模方法以及产品工艺参数的调整；

3.学会使用3D打印机完成产品打印及相关后处理工作；

过程与方法

通过了解3D打印技术的原理及工艺分类，学习建模方法、作品工艺参参数调整及打印机的使用，从而突破传统制造方法局限性，实现作品最大限度的自由化；

思政与价值观

通过3D打印快速打印定制化医疗器械、全球最大3D打印工程-羊曲发电站以及“金属3D打印技术”C919机头钛合金主风挡整体窗框等案例，增强民族自豪感，笃行科技报国之志。

教学重点

参数化建模和工艺参数的处理

教学难点

参数化建模的方法、工艺参数对产品打印效果的影响

教   具

多媒体课件、桌面式3D打印机

教 材

《工程训练指导书》-湘潭大学出版

教 学 过 程 设 计

教学环节

教学内容

教学方法、手段

时间

课程引入

通过3D打印快速打印定制化医疗器械、全球最大3D打印工程-羊曲发电站、王华明教授用“金属3D打印技术”做出了C919机头钛合金主风挡整体窗框等案例引入3D打印技术。

讲授

1min

新课讲授

新课讲授

一、3D打印技术的原理

3D打印技术的原理是依据计算机设计的三维模型，将复杂的三维实体模型 “切”成设定厚度的一系列片层，从而变为简单的二维图形，逐层加工，层叠增长。

讲授

1min

二、3D打印技术的应用

作为一种新兴的先进制造技术，蕴含着“创造、创新”思维。广泛应用于航空航天、医疗、建筑、工业、文创等诸多领域。

讲授

1min

二、3D打印工艺的分类

1.FDM工艺：熔融沉积制造

FDM工艺的材料一般是热塑性材料，以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。

2.SLA工艺：激光光固化

用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。

3.SLS工艺：造择性激光粉末烧结

将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平;用高强度的光器在刚铺的新层上扫描出零件截面;材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与,成形的部分粘接;当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面。

讲授

提问

3min

三、工程教学中的3D打印

工程教学中的3D打印课程通过理论实践并重，通过设计校园文创作品，掌握参数化建模、工艺参数设计两大模块学习方法。

讲授

3min

实操讲授

1.讲授打印机加工工艺；

2.讲授打印机操作方法及注意事项；

3.对校园文创产品进行打印；

4.对打印完成的产品进行去除支撑、去除底座等处理。

讲授

实操

3min

课堂总结

中国正处于从“中国制造”向“中国创造”迈进的重要时期，同传统制造技术相比，3D打印技术能够很大程度地解放从制造工艺及装备带来的约束，从而提高产品的创意创新、功能性能。因此，3D打印（增材制造）技术对于增强我国制造业自主创新能力具有重要义。

师生互动

1min

布置作业

了解3D打印技术有哪些加工工艺原理、特点及应用领域

讲述