《工程材料及成形工艺基础》教案 第十章 3D打印成形技术.pdf

课题第十章3D打印成形技术

课时4课时（180min）

知识目标：

（1）掌握3D打印的原理、实现过程和特点

（2）掌握3D打印的主要工艺

教学目标

（3）了解3D打印的应用和发展趋势

素养目标：

培养优化意识，持续提升个人能力

教学重点：3D打印的原理、实现过程和特点，3D打印的主要工艺，3D打印的应用和发展趋势

教学重难点

教学难点：掌握3D打印的主要工艺

教学方法情景模拟法、问答法、讨论法

教学用电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程主要教学内容及步骤

考勤【教师】使用APP进行签到

【学生】班干部报请假人员及原因

【教师】提出问题：

问题导入

什么是3D打印技术？其原理是什么？

【学生】聆听、思考、回答

【教师】通过学生的回答，引入新知，讲解3D打印的基本原理、主要工艺、应用和发展趋势等知识

3D（3Dimensions）打印是基于离散-堆积原理，由零件三维数据模型驱动，采用材料逐层累加的方法制

造实体零件的技术。相对于传统的“自上而下”去除材料的加工技术，3D打印是一种“自下而上”的制造方法，

所以又称增材制造（AM，AdditiveManufacturing）。

3D打印的概念最早可以追溯到19世纪，J.E.Blanther在专利中提出用堆叠系列蜡片的方法来制作三维地

貌图的地图模型。1984年，CharlesW．Hull在UVP公司的支持下，完成了一个能自动制造零件的系统，称

为光固化3D打印。1988年，美国3DSystems公司推出了第一台现代商用3D打印机——SLA-250，标志着3D

打印机商用化的开始。

……（详见教材）

第一节3D打印的基本原理

传授新知一、3D打印的原理

【教师】利用多媒体展示“3D打印原理图”图片（详见教材），并进行讲解

3D打印技术是基于离散-堆积原理的累加式打印，如图所示。

【教师】播放“3D打印原理”视频（详见教材），并提出以下问题：

请谈谈你对3D打印原理的了解？

【学生】观看、思考、举手回答

【教师】总结学生回答

3D打印时，零件的三维数据模型通过特定的数据格式存储、转换，并由专用软件对其进行切片离散，得到

各层截面的二维轮廓信息。计算机按照二维轮廓信息自动生成加工路径，在控制系统的控制下，层层累积打印

材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步按顺序叠加成三维实体，最后进行适当的后处理，获得目标零件。

【教师】随机邀请学生回答以下问题：

1

传统的“去材加工”有哪些缺点？

【学生】聆听、思考、回答

【教师】总结学生的回答

传统的“去材加工”是在做“减法”，通过车、铣、磨等工艺将不需要的地方去掉，但会存在着“伸不进、

够不着”的问题，因此在加工复杂形状的产品时较为困难，而且切削下来的材料也被浪费了，降低了材料的利

用率。

二、3D打印的实现过程

【教师】利用多媒体展示“3D打印实现过程图”图片（详见教材），并进行讲解

3D打印实现的基本过程包括前处理