8-9岁美式少儿3D打印课教案：水杯挂坠.docx

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1、21.水杯挂坠教师背景知识L对于3D打印技术的了解3D打印(3D printing)技术又称三维打卬技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末 状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。它无需机械加工或任 何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周 期，提高生产率和降低生产本钱。灯罩、身体器官、珠宝、根据球员脚型定制的足球靴、赛 车零件、固态电池以及为个人定制的手机、小提琴等都可以用该技术制造出来。3D打印技术出现在上世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等方式实现快速成 型的技术。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有粉末

2、状金属或塑料等可粘合材 料，与电脑连接后，通过层又一层的多层打印方式，最终把计算机上的蓝图变成实物。三 维打印技术的魅力在于它不需要在工厂进行操作，仅仅用桌面上的打印机就可以打印出小物 品。而自行车车架、汽车方向盘甚至E机零件等大物品，那么需要更大的打印机和更大的放置 空间。这一技术如今在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力 甜品等。但是3D打印技术在中国并没有非常成熟，很多公司和个人都是用主流的打印技术。2.Autodeskl23D软件熟练使用Autodesk 123D was a suite of hobbyist CAD and 3D modelling tool

3、s created by Autodesk. It is similar in scope to Trimble Sketch Up and is based on Autodesk Inventor.As well as the more basic drawing and modelling capabilities it also has assembly and constraint support and STL export. Available for the software is also a library of ready-made blocks and objects.

4、Autodesk is also working in collaboration with three companies (Ponoko, Techshop and 3D Systems)4 to enable users of 123D to create physical objects from their designs using 3D printing technology.All 123D apps were discontinued7 by Autodesk beginning November 2016 and completing March 2017.8 The to

5、ols in the 123D group were replaced by Tinkercad, Fusion 360, and ReMake. Only Autodesk 123D Circuits survived.a、认识界面翻开程序：点下方的StartaNewPreject,开始新工程。保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。融化温度在190-210度之间，一般设置200 度即可。ABS材料的颜色种类很多，如象牙白、白色、黑色、深灰、红色、蓝色、玫瑰红色等，在汽 车、家电、电子消费品领域有广泛的应用。融化温度在230度左右。打印煎饼的打印机原料是调和的面粉打印房子的打印机原料是混凝土

6、打印蛋糕的打印机原料是奶油、巧克力教学目的工,工了解3D打印技术3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料 等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打 印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而 3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料。L2练习3D设计软件绘图AUTODESK 123D软件，是Autodesk（欧特克）公司推出的一款全新的免费3D建模软件，可 以完成简单的3D文件设计。123D提

7、供了非常有用的工具，能够实现：快速将你的想法表 现出来，导出它，最为重要的是，实现它。123D免费3D建模软件将内容和制作服务相结 合，支持创立、导出和构造你的工程。1-3认识和操作3D打印机3D打印机一般采用热堆积固化成型技术（FDM） o打印机参数：（最终根据打印机型号确定）1.4文件切片并打印打印尺寸210*210*210mm喷头数量1打印材料PLA ( 190-210 Jg) ABS打印层厚打印精度0.1mm耗材直径1.75mm打印机如何知道怎么打印文件；Cura进行切片操作，生成Geode代码。上课流程建立关系工,老师做自我介绍大家好，我是（）老师，今天我给大家带来一个神奇的魔法，你

8、们知道是什么吗？今天呀， 老师要用打印机给你们打印好玩的东西，老师用的打印机不是普通的打印机哦，而是我身边 的这位好朋友，3D打印机，它能打印很多神奇的东西，接下来我们就要去探索一下其中的 奥秘啦2.学生自我介绍（记住所有学生的名字）3,熟悉场地、规贝！I：没有老师的允许不能使用教室内的工具；没有老师的允许不能离 开自己的座位；举手提出问题或者I可答问题；操作过程中必须带防护用具。提问同学们，老师说今天要带大家去探索3D打印的奥秘，老师想问问同学们有了解过3D打印 技术么？3D打印技术与普通的打印机有什么区别呢？设想一下，3D打印能打印哪些东西？你觉得它应该能打印哪些东西呢？学生回答，填写气泡

9、图。带着学生观看视频3D打印房子，拓展学生的思路。下面我们一起看看我身边的这位朋友一一3D打印机是如何工作的吧。指导学生操作3D打印机，打印内存卡中预存文件。继续上课的过程中，打印机不要停止, 一直工作中的状态计划学生想自己进行3D打印设计，需要具备哪些能力？电脑操作能力，绘图设计能力，操作打印机能力等等。一般情况下，学生不具备这些能力，老师进行引导到要学习电脑操作能力和绘图设计能力实施进行123D软件的教学。操作界面介绍：菜单栏、视图栏、操作区。建议进入123D的软件进行介绍，一边进行讲解 一边练习。完成简单的画圆拉伸、操作，设计杯子挂监。建模流程主要操作草图绘制、拉伸、旋转、相减操作，导出

10、STL文件切片操作打印机打印文件建模流程绘制直径分别为20mm和16mm的草图圆拉伸两个圆之间形成的区域，拉伸高度为18mm,得到空心圆柱绘制直径为20mm厚度为2mm的圆柱将拉伸得到的空心圆柱吸附到圆柱上，得到一个水杯的模型绘制半径为3mm，次半径为1mm的圆环将圆环移动和旋转到水杯模型上，成为把手，也是钥匙孔绘制直径为16mm,高度为20mm的圆柱，将圆柱吸附到水杯内底面通过相减操作，利用圆环减去圆柱将杯子内部多余的圆环减去，即可得到水杯挂坠模型。详见参考视频。教师反应A家长您好，我是B教育机构的C老师。今天我们授课的主要内容是：1 .探究3D打印技术原理；.学习简单的制图绘图操作；2 .

11、操作打印机完成设计文件打印。A同学今天上课遵守课堂的纪律，表现枳极，带动其他小朋友的上课积极性（此处可以根据 学生实际表现来填写），对于3D打印展现了极大的兴趣。但是在3D制图的时候，由于接 触电脑较少，空间结构理解能力还有待提升，所以绘图的时候遇到了一定的困难，这些在接 下来的课程中都会有老师带着进行学习和练习。3D打印技术能帮助小朋友们实现自己的想法，将想法变成现实，激发孩子的创造兴趣和能 力，通过绘图可以提高设计能力和审美能力。Tips:翻开程序，就会出现一个简明教程，建议浏览一下，不想它下次再出现，就勾选左下 角Don t show,想看随时可以点右上角的“？，点Quick Start

12、 tips。界面就是这样，上面一行图标，右边一条图标，中间一个淡蓝色的坐标（pan,托盘，就是 工作台），有X轴和Y轴，坐标，相当简洁。菜单在哪？对不起，没有我们熟悉的菜单，就是上面的图标。工具栏在哪？就是右边的一条 图标。b、放入物体开始工作，放几个物体到台上：点击红色选框：这是基本图元（Primitives）,左边五个立体的，右边四个平面的。点中左 边任一个，在蓝色的台上（pan）再点一下，就进来了，把立体的一个个点进来。如下列图：点进来的物体，都放在台上，都是贴紧台面放的。糟糕，放的乱七八糟的，那个圆环还放歪 了，没在台面！W寸器99煞T初Primitives 11 0 0 B A O

13、I 口 O。 基本图形三二C、移动物体没关系，你可以点击拖动物体。好看多了，站在一条直线上了。真的站在一条直线上了？不一定！记住，我们现在是画三维图，可是电脑屏幕是平面的（二 维），所以我们看到的只是一个角度，这个角度是站在一条直线，换个角度就不一定了。不 信你看其实是这样的：d、工作面操作怎么会这样？你是怎么看的？这就要学会工作面的操作，很简单：1、按住中键拖动鼠标，就能平移台面，2、按住右键，拖动鼠标，就能改变视角，3、滚动滚轮，就能缩放视图！顺便告诉你，右边工具栏上也有这三个功能，不过在我看来是多余的，可能是为没中键的用 户设计的吧。Tips:这个工具栏主要是用来调整视角，显示或隐藏物体

14、和轮廓线等。参看菜单祥解P。可是我还是不知道是否在正上方观察的，说不定还是歪的。没关系，你注意工具条上面有个 小方块，标明了 top（顶视），left（左视），front（前视），点一下顶视就行了。注意：光标移到 这个小方块上，左上角还会出现一个有用的按钮home（回到默认视图），点下试试。老师，那个圆环还是歪的！Qe、全方位移动物体说的是，不但是歪的，而且悬在空中，我们要把它拉到台面，并且平躺。默认，我们只能在台的平面移动物体（X、Y轴）,不能上下移动（Z轴）。为了说明问题， 我们把所以物体都删除（点中物体，按键盘上的delete）,留下一个圆环。在物体上点击，下面出现一个菜单（如果没出现，

15、先在空白处点击鼠标）：点击第一个（Move移动）后变成这样：上面有三个大箭头，拖动它分别可以沿X、Y、Z轴移动，还三个小I员I点，圆点上有两个小 箭头，拖动它，就可以分别在三个面上转动物体了。这样，你就可以随心所欲地改变物体的 位置和方向了。终于放好了：这个物体太小，我想大一点，怎么办？f、放大缩小物体删除所有物体，我们再放进一个正方体。在物体上点击，下面出现一个菜单：点击第二个Scale（缩放），物体上会出现一个箭头，左右移动，就能缩放物体了。果然是放大了，可是，我只想拉高一点，不要整个放大！可以的。Scale的意思：规模、比例，所以默认是各方向按同一比例变化的。大家仔细看一下点中缩放后的工

16、具，其实是有选项的：Uniform （统一）,Non-uniform （不统一）。选中不统一后，就会出现三个箭头，可以分别拉长、拉宽、拉高。明白了吧。g、保存把光标移到左上角，就会出现下拉菜单，点Save （保存），有两个选项:To my projectes （保存到我的工程）To my computer （保存到我的电脑）更多教程请百度123D使用例程即可3切片软件CURA的使用Cura是Ultimaker公司设计的3D打印软件，使用Python开发，集成C+开发的CuraEngine 作为切片引擎。由于其切片速度快，切片稳定，对 3D模型结构包容性强，设置参数少等诸 多优点，拥有越来越多的

17、用户群。Cura提供3D打印模型使用专门的硬件设备的简单方法。Cura的特点是切片速度快，用户 体验好，用起来感觉非常爽。配置是广泛和库拉索将允许您调整打印质量和使用的材料。您 可以设置很多参数包括速度、精度、退缩和更多。首先我们用3D软件绘制文件导出STL格式文件之后，会得到一个命名为“fkuai”的文件， 然后我们就可以在Cura软件中进行设置具体参数进行打印了。接下来我们翻开Cura软件，将我们导出的STL格式的三维模型文件在Cura软件中翻开。接下来告诉大家怎么设置Cura软件的打印选项设置: 需要注意“基本”选项栏中的“层高”的设置.，这对于3D打印机的打印质量的影响攸关重 要，需要

18、参考模型的形状及要打印模型的具体要求。层高单位是亳米，一般采用0.2进行打印，如果对精度有较高要求可采用0.1进行打印,也可用 0.3进行高速但相对低质量进行快速打印外壳厚度指模型两侧壁的厚度如图示开启回抽是指如果在同时打印两个或多个模型的时候喷头在物体之间非打印区域移动的时 候回抽一局部耗材,防止拉丝现象底部/顶部厚度同外壳厚度原理一样填充密度是指模型内部填充结构0%为空心物体100%为实心物体填充密度越大重量越 大,相对的时间也会增加打印速度需要根据实际打印模型的大小结构等合理调整，初始打印第一层时打印机默认速度 为20,可根据此速度自行设置推荐高质量打印30-40速度，一般打印50-60

19、速度，高速打印 80-100打印温度根据所用耗材的材质来决定一般PLA材料为210左右,ABS为230左右支撑内分为两种类型:第一项为外部支撑:即与打印机平台能有接触的支撑结构第二项 Everywhere是指所有出现悬空结构的地方均给予支撑辅助平台附着类型也是有两个类型:第一项为模型外围附加一圈底座帮助模型更牢固的粘附在平 台上，第二项为模型整个底部附加底座来帮助模型粘附在平台上这里一般推荐使用第一项即 可线材直径是指3D打卬机所使用的耗材的直径大小，这里因为是使用的1.75mm的耗材，输入 1.75即可流量值100%我们还需要对其他的两个重要参数进行设置.： “机器设置和“高级设置”。机器设

20、置需要 注意的设置选项是“平台大小”及“挤出量”的设置。高级设置一般只需要将这里支撑的填充密度改动即可，具体设置参数如下列图所示: Cura -14.01文件工目机2s高级选项帮助基本高级1插件，启动/结束(弋码Bai身经典pngyjn ha*du coman质里层高(mm)0.2外壳厚度(mm)1.2开启回由，喷充底部原部厚度(mm) 1.2填充密度(%)1。速度&温度打印速度(mnVs)40打印温度(C)215支律支接类型Touching buMpbte平台用着类型None)线材线材直径(mm)2.95流里(%)100.0pearaTA VM 幅ft制t a高裳Miff 国闻t亲一代羽聒坦

21、ES (mm)0.2外次厚度(e)1.2底就饵If度(E)2 (%)-10连虐&W度 打印通度(rmVs)40打口上度(O215充作支我SS2JToudwgbuMpbte .平占用管尖2?同8。线材 ttM 饺(mm)2 958 (%)100.0”5Expert configa修母觎RetractionSupport璘链度：最小阈闻感(mm)图境充as (%I启用smgJ(mm)0.7HHIA8 (回|畸最小并比a(E)Slcirt0.02(mm)0.1Sprahzc支行ww0Spraiza th outer contour 巴身疸工5班区(mm)0Bnm孑台阳管二线机最小长度(W)Cod15

22、0.0RatiMI6 (FjnMon at Kqht (mm) 0.5WMMHmm)5s8 (%)俄小展()100好：诩(n*n)1.0盘大度(%)队度(mm)0.3或小逢度(E$)1RSiJK (twn)0.7左切ft勒卬去i见第翻开的阳帆旬俎驾弓潞第m裳装1,久断废凄后面InftiQJC5 (mm)0.2Ftt homblc夜踞V0六 而睡5天a. j事先交叉(%)1!加台所育打印相你(3) 姐台新育打印方建俸会2n 保持开舲泉面Ok4 打印材料的相关知识3D打印机可以使用的材料是多种多样的，根据不同材料设置不同打印温度。PLA是一种新型的生物基及可再生生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出 的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度 的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用 后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对