3D打印理論與實踐教師培訓計劃

時間：2022-12-07 09:11:34 培訓計劃我要投稿

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3D打印理論與實踐教師培訓計劃

　　培訓目的：

3D打印理論與實踐教師培訓計劃

　　通過本次培訓，使教師基本掌握相關軟件的使用方法，可以在助教的協助下完成課程教授的全過程。同時，開拓教師授課視野，使教師在其他的教學環境下也可以運用3D打印技術的思維，從新的觀點看待問題。通過本次培訓及教師正式對學生進行授課，使教師與學生的動手創作的能力得到實質性的提升、提高教師的創新能力。

　　培訓要點：

　　熟練掌握3D打印機的操作方法、軟件sketchup8的使用方法。具體培訓安排：

　　本培訓計劃通過兩課時的時間對相關教師進行對應課程的培訓。培訓內容主要是三維制圖軟件——sketchup8的使用與3D打印機的使用。

　　預計使用一個課時的時間對教師進行3D打印機相關操作及切片軟件的學習的培訓，其余的時間對作圖軟件的學習進行培訓。

　　主要具體培訓重、難點：對配合鍵盤操作的工具的使用，如復制、鏡像操作。另外則是一些技巧性的操作，如創建群組、與合理的使用實體工具使實體創建更為流暢。在培訓的過程中，應該時刻強調軟件的工具性。“所見即所得。”應該盡量保持清醒的思維，能夠清晰地解剖想要構建的三維模型。

　　培訓過程中，展示各種與相關操作相關的實例。同時，介紹相關的拓展網絡資源。另外對預設的主題進行簡單介紹（建筑、教室一角、家的一角、學科關聯、運動、工具、身邊的事物、玩具、家具）

　　注意在教學過程中進行適時適當的指導、引導。觀察學生狀態，積極與學生溝通。發現學生創意點。肯定學生的成果，鼓勵進行分享、交流。

　　教師相互間也應該加強交流，相互促進。

　　課程具體實施：

　　第一課時

　　要點：發展史10min，選素材、打印機操作、指導20min，學習軟件、熟悉推拉工具15min。交流15min。

　　（所選素材應該在1h左右可以完成打印，使學生可以在本課時結束時，拿到自己的成果。）起、承、發展

　　3D打印技術出現在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。這打印技術稱為3D立體打印技術。

　　3D打印存在著許多不同的技術。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構建創建部件。 3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。

　　打印過程

　　三維設計三維打印的設計過程是：先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面，即切片，從而指導打印機逐層打印。

　　切片處理

　　打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。這種技術的特點在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。

　　完成打印

　　有些技術可以同時使用多種材料進行打印。有些技術在打印的過程中還會用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。

　　實例展示

　　實際操作

　　操作3D打印機完成自主選定的素材（經過調整）

　　學習軟件

　　教授基本的繪圖工具，引入三維立體基本工具——推拉工具。

　　簡單三維立體實例展示

　　對完成的3D打印實體物件進行交流，對在軟件操作中發現的問題進行討論。

　　通過對3D打印技術的介紹、3D打印機實操，打印出準備好的3D打印素材，為同學們展示3D打印機的強大功能，讓同學們對3D打印技術有更直觀的認識，進而增強學習相關技能的興趣與動力。

　　第二課時開始

　　引入SU。打開SU。介紹界面。

　　設置文件保存路徑——英文數字組成、有意義的文件名。

　　“簡單相框”的制作

　　視圖設置在“前視圖”選取“矩形工具”，點擊原點處，移動鼠標到隨意某處，再點擊鼠標左鍵得到一個大小未定的矩形，然后由鍵盤輸入矩形大小（400,500）即紅軸=400，藍軸=500.單位為預設模板的單位。這里為mm。得到一個400*500的矩形。“拉伸工具”，點擊矩形形成的面，移動鼠標，點擊左鍵，得到厚度未定的長方體，鍵盤輸入100，設定該長方體在綠軸上的長度為100。得到一個三維尺寸確定的長方體。“偏移工具”,點擊長方體正面的邊沿。順著正面向內移動鼠標。輸入50mm得到與外延等比例的長方形。運用“拉伸工具”將得到的較小的長方形向里推50mm得到一個凹進去的效果。在菜單欄選“視圖”卡內的“陰影”可以更好地體現出立體效果。

　　如果需要打印，則導出為OBJ格式。

　　切片軟件打開所保存的文件。

　　通過切片軟件調整想要打印出來的效果。

　　——帶支撐架的相框

　　——梳妝臺（細節部分的繪制）

　　“小柜子”

　　“小茶杯”

　　視圖設置在“前視圖”準備繪制“小茶杯”的外部輪廓的縱截面。

　　點選“鉛筆工具”，原點處時，出現黃色捕捉指示，點選確定，紅軸上繪制線段，鍵盤輸入50mm確定線段第二點。出現綠色捕捉指示。大致斜向右上做出杯體外輪廓線，或者由原點延藍軸向上移動鼠標繪處預想的茶杯高，假設為100mm。然后假設茶杯上沿半徑80mm。選取橡皮擦工具，刪除上沿線段。選擇偏移工具假設茶杯壁厚10mm，封閉茶杯截面，刪除多余線段。視圖切換到頂視圖，作出半徑50mm圓。可以更改圓邊數50s。切換視圖到等軸視圖，點選路徑跟隨工具。選擇截面、路徑，構成茶杯實體。

　　查看圖形。如果有缺陷，及時完善之。

　　保存構圖。

　　如果需要打印，則導出為.dae格式。

　　切片軟件打開所保存的文件。

　　通過切片軟件調整想要打印出來的效果。

　　——設計一套茶具

　　第三~八課時

　　完成sketchup8其他操作、功能的學習。可以實現較復雜實體的創建。

　　簡單三維立體作圖工具學習，輔助工具的學習，視圖工具學習

　　復雜立體圖形創建群組，卷尺工具、標注工具、量角器工具學習

　　三維文字工具、剖切工具、油漆桶工具、布爾運算的學習

　　經過相應的實例操作展示，指導教師完成更重操作的認識。然后逐步輔導教師完成對各操作的熟悉，使教師可以完成對給出模型的模仿，進而創作出可以通過3D打印機打印出來實體的三維模型。逐步深入對軟件功能的認識，展開思維，將自己的教學經驗與三維制圖軟件的教學結合起來，使學生可以更加容易接受、學習這個創造性的工具。

　　通過具體軟件的教學，教師必須熟悉3D打印技術、3D打印機的發展概史、三維制圖軟件的操作進而教導學生相關知識，使學生形成堅持創造、樂于分享的意識。

　　與各具體學科結合

　　數學課——立體數字—分析立體模型，創新呈現方式。

　　體育課——體育器材（球拍、球體、）

　　美術課——畫具、操作、實物—水果、方塊雕像

　　歷史課——歷史建筑

　　展示以上各方面的已經做好的實體、就某個實體進行操作演示。

　　“蘋果”——圓弧工具的學習。

　　想象，蘋果的截面狀態

　　“直線工具”原點由藍軸向上作出一段輔助線段，點擊“圓弧工具”經過幾次操作，繪出大致的蘋果的表面弧線。

　　作出蘋果蒂的截面圖。在等軸視圖中，作出紅綠面上的小圓，作為路徑跟隨的放樣軌跡。使用路徑跟隨，形成立體的“蘋果”。

　　選用“材質工具”改變“蘋果”表面材質。