第一篇：產品造型快速成型實踐環節作業報告-創意鼠標快速成型第二部分

三、產品設計方案及展示

3.1設計方案初步草圖

見附件。

3.2手繪效果圖（表現技法表達）

見附件。

3.3建模軟件效果圖（渲染出效果圖）

三視工程圖

3.4產品設計的詳細說明

鼠標外形靈感來自蘭博基尼Murcielago.具有跑車的流線感、簡練感和力量感，外形結合了鼠標的特點，寬大的兩側及魚形的構造符合人手抓握，左右鍵隱藏了原有的按鍵空隙，是整體感覺更加一體化。主配色使用勃艮第酒紅色，讓人更有跑車高貴、激情的感覺。滾輪則使用摩卡咖啡金，既與酒紅色相映襯又起到了畫龍點睛的作用。而此位置恰好是跑車品牌LOGO的位置。

3.5設計制作展板

見附件。

四、實驗報告

4．1 CAID造型

CAID，即在計算機技術和工業設計相結合形成的系統支持下，進行工業設計領域內的各種創造性活動。與傳統的工業設計相比，CAID在設計方法、設計過程、設計質量和設計效率等各方面都發生了質的變化，它涉及了CAD技術、人工智能技術、多媒體技術、虛擬現實技術、敏捷制造、優化技術、模糊技術、人機工程等許多信息技術領域，是一門綜合的交叉性學科。

CAID以工業設計知識為主體，以計算機和網絡等信息技術為輔助工具，實現產品形態、色彩、宜人性設計和美學原則的量化描述，從而設計出更加實用、經濟、美觀、宜人和創新的新產品，滿足不同層次人們的需求。

4．2 數據格式轉換

把3dm文件在Rhino中打開，另存為stl格式，并選擇公差系數0.01毫米。如圖。

4．3 軟件系統導入文件并確定擺放位置

使用ZPrinter250自帶的軟件ZEdit Pro來編輯模型，導入，上色。最后另存為zpr。

4．4 切片分層、材料用量分析

打開ZPrint軟件，導入鼠標的zpr文件。

按File→3D Print Time Estimator，查看用料分析。

4．5 打印過程及原理敘述

Zcorp三維打印成型機使用標準噴墨打印技術，通過將液態連接體鋪放在粉末薄層上，逐層創建各部件，三維打印成型機是在一層粉末的上方移動打印頭，打印由Zcorp軟件傳送橫截面數據。Zcorp系統要求將粉末精確且均勻的分布在制作平臺上。三維打印成型及通過逐層升高的供給活塞和平臺來完成這項工作。墨輥裝置將供給活塞送出的粉末在制作平臺上鋪開，并特意在每層多鋪大約30%的粉末，以確保制作平臺的整個層面都被粉末密實地覆蓋。多余的粉末會掉到溢流槽中，然后流入一個容器，以備下次制作時重新使用，如圖所示。

1）隨機附帶軟件將CAD文件切片成數以千計的薄層

2）Zprinter 250系統每層成型實物模型的一個切面

3）噴墨頭在粉上噴出粘結液固化松散的粉末

如圖所示，左邊是儲粉筒或者說是送粉活塞，材料被放置在三維快速過程的起始位置，零件是由粉末和膠水組成的。所有Zcorp的粉材都是其科學研究小組研發的專有配方制作出來的，是高度工程化的材料，右邊就是部件制作的地方。在工作平臺的里面是平整的金屬盤，上面一層層微細的粉末由滾筒鋪開，然后在制作過程中由HP噴墨頭噴出粘著劑進行粘結。為簡化其工作原理，我們將粘結劑想象成傳統的辦公室的噴墨打印機的噴墨頭噴出的墨水。我們還可以看到，送粉活塞式向上移動，而加工平臺式向下移動。每次儲粉筒向上移動，加工平臺就向下移動相應的距離。這個機械裝置中，我們指的臺架部分包括一個滾筒，用于將很薄一層的粉末鋪在加工平臺上，而HP的噴墨頭則噴出粘結劑粘結零件。

4．6 原型后處理

1）取出模型

2）表面去粉

3）固化模型

4）表面打磨

4．7 3DP技術特點

三維印刷工藝，也稱為三維打印。1989年，美國麻省理工學院的Emanuel M.Sachs和John S.Haggerty等在美國申請了三維印刷技術的專利，之后Emanuel M.Sachs和John S.Haggerty又多次對該技術進行完善，形成了今天的三維印刷快速成型工藝。通過這個工藝，在每一層粘結完畢后，成型缸下降一個距離（等于層厚），供粉缸上升一段高度，推出多余粉末，并被鋪粉輥推到成型缸，鋪平并被壓實。噴頭在計算機控制下，按照下一個截面的二維幾何信息進行運動，有選擇地噴射粘結劑，最終構成層面。原理和打印機非常相似，即為三維打印這一名稱的由來。鋪粉輥鋪粉時多余的粉末被粉末收集裝置收集。如此周而復始地送粉、鋪粉和噴射粘結劑，最終完成一個三維粉體的粘結，從而生產制品。三維P工藝與SLS工藝都是將粉末材料選擇性地粘結成為一個整體。其最大的不同之處在于三維P工藝不用將粉末材料熔融，而是通過噴嘴本身會噴出粘合劑，將這些材料粘合在一起，既經濟又簡單。

4．8 原型分析與設計總結

原型分析：

成品外觀相似，但表面比較粗糙。最大的特點就是顏色色差偏得很厲害。

但另一個優點就是整個過程操作非常方便，盡管這樣可能有些浪費材料。

設計總結：

總體來說，快速成型可生成高復雜度的產品。產品制造過程幾乎與零件的復雜程度無關，相比傳統制造方式（如鑄造），使用快速成型技術可以制作出外形極為復雜的產品，對于傳統工藝來說，一些特殊的形狀無法完成。

第二，它便于修改，生產迅速。整個生產過程數字化，與CAD模型具有直接的關聯，可隨時修改數據后進行制造，尤其適用于產品設計階段的模型制造。

第三，固定的制造成本。傳統的模型制作往往先需要模具，需要耗費大量時間，且模具的制造成本往往較高。快速成型技術的單個成品制作成本往往高于使用模具進行批量生產的平均成本，但是無需模具的一次性投資，對于只需要小規模生產的情況（比如在新產品開發中的設計模型），使用快速成型技術可以降低成本。

最后，固定的的生產效率。使用快速成型技術生產任何產品均使用雷同的材料堆積方式，對某一特定的產品的生產而言可能不是最優的方式。比如，生產時間會隨著產品體積的增大而迅速增加。

形象地講，快速成形系統就像是一臺“立體打印機”。綜上所述，快速成型技術必將能承擔起21世紀制造業持續高速發展的重任，為現代制造業提供源源不斷的超動力

參考文獻

《快速成型與快速模具制造技術及其應用》《人機工程學》

《產品設計方法學》

第二篇：廣州學院產品造型快速成型實踐環節作業報告鼠標快速成型第四部分

4、軟件系統導入文件并確定擺放位置

在Zprint自帶的Zprint軟件中打開“mouse.zpr”文件，如圖5-17所示。打開后顯示對話框中選擇“Millimeter”，然后選NEXT，即可進入主界面，如圖5-18所示。

圖5-17 圖5-18

接著，選擇放大縮小

圖5-19

圖表，在彈出的對話框中輸入如圖5-19所示數值，將鼠標放大，并將其移動到適合的位置和貼近底部，不要超出白色線框，5、切片分層、材料用量分析

接著上一步，在file中打開3D Print Time Estimator，就會彈出對話框“Time Estimation Report”，如圖5-21所示。在圖中可以看出切片高度為40.31mm，每層厚度0.1016mm，要分成399層，所用到的時間是1小時56分。看起來用得時間好像比較久，但是適當擺放模型，讓幾個模型同時打印的話是會更省時間。而材料用量上，總共需要膠水118.3ml，顏料55.7ml。相對于其他快速成型三維打印機來說是比較省材料的，而且切片層分得比較細，表面精度也會相對提高和更加精準。

圖5-21

6、打印過程及原理敘述

打印過程：

第一步，推粉。將前面工作臺填充滿粉末，過程如下組圖5-22所示。

組圖5-22 第二步，刮平和打印。將多余的粉末刮掉，然后就開始加膠水和顏料打印。由于每層很薄，一二層幾乎沒什么感覺。到刮刷打印第三層的時候就開始看到有顏色，而且三維打印機會先推粉后打印，不斷地重復這個動作，如下組圖5-23所示。

組圖5-23 第三步，吸粉。在打印完模型以后會發現工作臺周圍有很多灑落下的粉末，這些粉末和工作臺中沒有加膠水的粉末都能回收利用。所以這個時候就會使用吸管把多余的粉末吸走，吸到模型附近的時候要特別小心，因為剛成型的模型比較脆弱。如組圖5-24所示。

組圖5-24 第四步，搬動模型到真空箱并進一步除粉。用A4紙輕輕把模型移動到紙上，再搬動到真空箱里，防止空氣中粉塵的污染。如組圖5-25所示。

組圖5-25 第五步，清理好打印機中粉末，再將機器進行復位。用吸管把余下的粉末吸走，然后蓋上打印機，用真空吸塵，將雜物和粉末分開，以便循環利用。最后進行機器的復位。

ZPrinter工藝原理：

首先鋪粉機構在加工平臺上精確地鋪上一薄層粉末材料，然后噴墨打印頭根據這一層的截面形狀在粉末上噴出一層特殊的膠水，噴到膠水的薄層粉末發生固化。然后在這一層上再鋪上一層一定厚度的粉末,打印頭按下一截面的形狀噴膠水。如此層層疊加，從下到上，直到把一個零件的所有層打印完畢。然后把未固化的粉末清理掉，得到一個三維實物原型。

第三篇：快速成型讀書報告

《快速成型》讀書報告

摘要

本文簡單介紹了多個先進制造系統的特點及快速成型制造技術產生的背景系統地說明了快速成型制造技術的工作原理列舉了多種主要的快速成型制造工藝方法分析了國內外研究和開發的現狀并就快速成型制造技術中重要研究應用方向――快速模具制造的方法進行了說明還著重說明了快速成型制造技術體系的關鍵單元技術及其應用中所存在的問題詳細介紹了快速成型制造技術在醫學領域的最新應用并預計醫學領域將成為快速成型制造技術的一個重要應用領域最后說明了快速成形制造技術的發展趨勢通過上述的介紹說明我們對快速成型制造技術有了系統的了解可知由多種工程學科集成的快速成型制造技術還有很大的研究空間必將進一步地發展擁有更為廣泛的應用領域

前言

快速成型制造技術（RPT），它是20世紀80年代末出現的成型方式，是先進制造技術的重要組成部分。目前，產業策略是以市場響應速度為首的狀況，RPT可以縮短產品開發周期，降低開發成本，提高企業的競爭力，帶來巨大的經濟效益，因而越來越引起人們的重視，成為機械制造領域中的一重要研究課題

正文

一.快速成型制造技術原理

快速成型制造(Rapid Prototyping ManufacturingRPM)材料堆積法(Material Increase Manufacturing)是根據零件的三維模型數據迅速而精確地制造出該零CAD 技術數控技術激光加工新材料科學以及機械電子工程等多學科多技術為一體的新技術快速成型制造技術原理的基本構思是任何三維零件都可以看作是許多等厚度的二維平面輪廓沿某一坐標方向疊加而成因此依據計算機上構成的產品三維設計模型可先將CAD系統內的三維模型切分成一系列平面幾何信息即對其進行分層切片得到各層截面的輪廓按照這些輪廓激光束選擇性地切割一層層的紙(或固化一層層的液態樹脂燒結一層層的粉末材料)或噴射源選擇性地噴射一層層的粘接劑或熱熔材料等形成各截面輪廓并逐步疊加成三維產品

二.快速成型制造技術的主要工藝方法

隨著新型材料特別是能直接快速成型的高性能材料的研制和應用產生了越來越多的更為先進的快速成型工藝技術目前快速成型已發展了十幾種工藝方法其中較成熟和典型的工藝有 1)液態光敏樹脂選擇性固化(Stereo Lithography Apparatus,簡稱SLA)液態光敏樹脂選擇性固化是最早出現的一種快速成型技術快速成型機上有一個盛滿液態光敏樹脂的液槽這種液態樹脂在紫外線的照射下會快速固化成型開始時可升降工作臺處于液面下一個截面厚度的高度聚焦后的紫外激光束在計算機的控制下按截面輪廓的要求沿液面進行掃描使掃描區域固化得到該截面輪廓然后工作臺下降一層高度其上覆蓋另一層液態樹脂以便進行第二層掃描固化新固化的一層牢固地粘結在前一層上如此重復直到整個產品成型完畢

2)薄型材料選擇性切割(Laminated Object Manufacturing,簡稱LOM)這種方法根據三維模型每個截面的輪廓線在計算機的控制下用CO2激光束對薄型材料(如底面涂膠的卷狀紙)進行切割逐步得到各層輪廓并將其粘結在一起形成三維產品 3)粉末材料選擇性燒結(Selected Laser Sintering,簡稱SLS)它采用CO2激光器和粉末狀材料(如塑料粉陶瓷和粘結劑的混合粉金屬與粘結劑的混合粉)成型時先在工作臺上鋪一層粉末材料然后激光束在計算機的控制下按照截面輪廓的信息對制件的實心部分所在的粉末進行燒結逐步得到各層輪廓一層成型完成后工作臺下降一截面層的高度再進行下一層的燒結如些循環最終形成三維產品 4)絲狀材料選擇性熔覆(Fused Deposition Modeling,簡稱FDM)快速成型機的加熱噴頭在計算機的控制下可根據截面輪廓的信息作x-y平面運動和z方向的運動絲材(如塑料絲)有供絲機送至噴頭并在噴頭中加熱熔化然后被選擇性地涂覆在工作臺上快速冷卻后形成截面輪廓一層成型完成后工作臺下降一截面層的高度再進行下一層的涂覆如此循環最終形成三維產品

5)粉末材料選擇性粘結(Three-Dimensional Printing,簡稱3DP)快速成型機的噴頭在計算機的控制下按照截面輪廓的信息在鋪好的一層層粉末材料上有選擇性地噴射粘結劑使部分粉末粘結形成截面輪廓一層成型完成后工作臺下降一截面層的高度再進行下一層的粘結如此循環最終形成三維產品4-9 6)固基光敏液相法(Solid Ground Curing,簡稱SGC)固基光敏液相法的一層成型過程有五步添料掩膜紫外光曝光清除未固化的多余液體料向空隙處填充蠟料和磨平掩膜的制造采用了離子成像技術因此同一底片可以重復使用由于過程復雜SGC成型機是所有成型機中最復雜的一種SGC工藝每層的曝光時間和原料量是恒定的因此應盡量排滿零件由于多余的原料不能重復使用若一次只加工一個零件會很浪費由于蠟的添加可省去設計支撐結構逐層比逐點曝光要快得多但由于多步驟的影響在加工速度上提高不很明顯只有在加工大零件上才體現出優越性 7)熱塑性材料選擇性噴灑

在計算機控制下噴嘴在X-Y平面上移動噴灑成型用的熱塑性材料材料迅速冷卻后形成固態截面層每層截面成形后工作臺下降一個截面層的高度再進行后一層的噴灑如此循環最終形成三維產品

8)變長線掃描SLS RPT 我國華北工學院發明的變長線掃描SLS RPT是將CO2激光束通過柱面透鏡在工作面上形成具有恒定的能量密度的細長線束此線束長度可隨x-y二維直線導軌掃描同步變化使之與當前燒結層截面的幾何形狀相適應這一長度可變而能量密度不變的線狀熱源對工作臺上的粉末材料進行燒結形成由任意曲線圍成的片層實體片層疊加形成所需的三維產品 9)高功率激光二極管線陣能量源SLS RPT 這也是我國華北工學院發明的其能量源是高功率激光二極管若干個高功率激光二極管通過光纖耦合后將光線的輸出端精密地排列成線陣在此線陣后面設置微透鏡陣列使各二極管發出的光束在工作面上形成直徑約為0.25mm的光斑多個光斑構成激光線束各個激光器可獨立驅動加工效率高 10)選擇性電鑄

選擇性電鑄是傳統電鑄在快速成型技術中的新應用不同于傳統的快速成型方法它利用離子沉積的方法有選擇地沉積金屬離子形成三維零件實體的一個層面一個層面的制造完成后作為陰極的工件下降一定的高度快速成型機軟件系統通過數據處理得到新層的數據控制陽極噴頭開始新層的沉積如此層層疊加得到金屬零件

三．快速成型技術應用現狀

近年來,快速成型技術在工業造型、制造、建筑、藝術、醫學、航空、航天、考古和影視等領域得到迅速良好的應用。主要包括以下幾個方面: 1.設計和功能驗證

通過快速成型技術可以快速制作產品的物理模型,以驗證設計人員的構思,發現產品設計中存在的問題。而使用傳統的方法制作原型意味著從繪圖到工裝模具設計和制造,一般至少歷時數月,經過多次返工和修改。采用快速成型技術則可節省大量時間和費用。同時,使用快速成型技術制作的原型可直接進行裝配檢驗、干涉檢查和模擬產品真實工作情況的一些功能試驗,如運動分析、應力分析、流體和空氣動力學分析等,從而迅速完善產品的結構和性能、相應的工藝及所需工模具的設計。2.非功能性樣品制作

在新產品正式投產之前或按照定單制造時,需要制作產品的展覽樣品或攝制產品樣本照片,采用快速成型是理想的方法運用快速成型技術代替傳統手工模型制作能夠更加精確、快速、直觀、完整地傳遞產品的信息。更重要的是建立起一種并行結構的設計系統,將設計、結構分析、制造三位一體優化集成于一個系統,使不同分工的人員能及時相互反饋信息,從而縮短開發周期,并保證設計、制造的高質量。3.在首飾設計

方面提出首飾設計是立體的物質實體性設計,在設計展開的不同階段,具體創意靠效果圖檢驗不出實體體量關系,必須輔以立體模型對設計方案加以不斷檢測和修改。運用快速成型技術代替傳統手工模型制作能夠更加精確、快速、直觀、完整地傳遞產品的信息。更重要的是建立起一種并行結構的設計系統,將設計、結構分析、制造三位一體優化集成于一個系統,使不同分工的人員能及時相互反饋信息,從而縮短開發周期,并保證設計、制造的高質量。4.快速成型制造技術在醫學領域的應用

目前RP主要運用于種植體原型監視系統和很多其他醫療設備原型的制作運用生理數據的原型制作方法中采用了SLALOMSLS和FDM等技術這些模型向那些想不通過開刀就可觀看病人骨結構的研究人員種植體設計師和外科醫生提供了幫助這些技術在很多專科如顱外科神經外科口腔外科整形外科和頭頸外科等得到應用幫助外科醫生進行手術規劃其中應用最多的是制作種植體其次是改進手術計劃具體應用有

(1)采用DICOM文件作為三維建模的輸入文件為遠程治療提供了可能同時在計算機上提供可視化的三維模型為臨床診療和教學提供了可操作的工具為不同層次的醫療人員提供了共同對話的參照物有利于醫療人才的培養

(2)利用醫學影像信息快速制造實物模型可作為輔助手術的一種手段例如采用手術模擬方法使外科醫生在未進行手術的情況下預先模擬手術過程對可能遇到的問題事先考慮補救方法和預防措施并通過不同手術方案的模擬比較各種方案的優劣找出較好方案使手術快速準確完成

(3)精確物理模型可直接用于器官移植和矯形手術一方面可以原型為模具用傳統方法做替代器官或矯形器械另一方面可采用生物活性或生物兼容性材料制成的原型直接植入人體與合金制品相比具有更好的生物兼容性

四．發展趨勢

目前國內外快速成型技術研究、開發的重點是其基本理論、新的快速成型方法、新材料開發、模具制作技術、金屬零件的直接制造以及生物技術與工程的開發與應用等,同時還要求更快的制造速度、更高的制造精度、更高的可靠性,使RPM設備的安裝使用外設化,操作智能化 具體說來,有以下幾點:(1)直接成型是快速成型技術重要發展方向。美國Michigan大學的Manzumd采用大功率激光器進行金屬熔焊直接成型鋼模具;Stanford大學的Prints用逐層累加與五坐標數控加工結合方法,激光將金屬直接燒結成型,可獲得與數控加工相近的精度

(2)不同制造目標相對獨立發展。從制造目標來說快速成型制造主要用于快速概念設計成型制造、快速模具成型制造、快速功能測試成型制造及快速功能零件制造。由于快速概念型制造和快速模具型制造的巨大市場和技術可行性,將來這兩個方面將是研究和商品化的重點。由于彼此特點有較大差距,兩者將是相對獨立發展的態勢,快速測試型制造將附屬于快速概念型制造

(3)向大型制造與微型制造發展。由于大型模具和微型制造的制造難度和RPM(快速成型制造)在模具制造方面的優勢,可以預測,將來的RPM市場將有一定比例為大型和微型原型制造所 占據

五．總結

21世紀將是以知識經濟和信息社會為特征的時代,制造業面臨信息社會中瞬息萬變的市場對小批量多品種產品要求的嚴峻挑戰。作為當今制造行業中急劇潛力的工藝技術,快速性、高度集成化等優點使快速成型技術在推廣應用后將明顯縮短新產品的上市時間,節約新產品開發費用。但是,快速成型技術仍然是一種處在發展完善過程的高新技術,其技術本身和應用領域尚需進行大量的開發研究。隨著人們對快速成型技術研究越來越深入,其將被廣泛的應用到生產、生活的各個領域。在未來,作為一門多學科交叉的先進制造技術,快速成型技術將推動相關技術、產業的發展,其與其他技術的結合運用將是制造業發展的趨勢

六．參考文獻

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第四篇：快速成型制造實訓報告

快速成型制造實訓報告

1.實習目的

1）.通過快速成型制造實訓了解怎么利用快速成型設備制作模型，學會怎么操作快速成型機，然后根據模型做出硅膠模具，讓我們對塑料模具的基本結構有了更深的理解，再用硅膠模具澆注出工件。

2.實習要求

1）.自己用PRO-E軟件設計模型，用快速成型機器制造出模型，模型做好后，用硅膠做出硅膠模具。等模具固化后，用AB膠澆注出一個工件。

3.模型的設計與選擇

1）用PRO-E設計出一個豬仔的模型，尺寸自定，模型有明顯的分型面，所以比較容易做分模。（模型如圖所示）

4.原型的制作

1）.用PRO-E造型的模型用stl格式保存好后，拿到 FDM 200快速成型機上，開始做模型。（制作過程如圖所示）

5.硅膠模方案與結構的設計

1）制作硅膠模，我們用上下分模的結構，對角做了兩個突起作為導柱。我們沒有用油泥，而是直接在澆硅膠時控制好只澆到分型面處。

硅膠與固化劑攪拌均勻.模具硅膠外觀是流動的液體，A組份是硅膠，B組份是固化劑。取250克硅膠，加入25克固化劑（注：硅膠與固化劑一定要攪拌均勻，如果沒有攪拌均勻，模具會出現一塊已經固化，一塊沒有固化，硅膠會出現干燥固化不均勻的狀況就會影響硅膠模具的使用壽命及翻模次數，甚至造成模具報廢狀況。

6.硅膠模的制作流程

1）.先用紙板圍成一個能包住模型的框，模型要距離紙板10到15MM，用鉛筆尖的一頭連接模型，作為澆注工件時的膠口。在框里面噴上脫模劑，方便做好后的處理。然后把配好的硅膠澆到框中，澆完后拿到真空機中做抽真空處理。

抽真空排氣泡處理： 硅膠與固化劑攪拌均勻后，進行抽真空排氣泡環節，抽真空的時間不宜太久，正常情況下，不要超過十分鐘，抽真空時間太久，硅膠馬上固化，產生了交聯反映，使硅膠變成一塊一塊的，無法進行涂刷或灌注，這樣就浪費了硅膠，只能把硅膠倒入垃圾桶，重新再取硅膠來做。

抽真空完后就拿到烤箱中烤2個小時，等固化后再澆另一半的模具。澆另一半時也要涂上凡士林或脫模劑。

硅膠模已經做好，為了做樹脂澆注模件，在分型面上開幾個排氣槽。

7.樹脂澆注復模件的制作流程

1）.把模具做好后，就可以進行樹脂澆注復模件。澆注前應先噴脫模劑，計量好模件的體積，再算出AB膠的需要量，根據A：B1：2的比例稱量AB膠。把AB膠放到真空機中抽真空，抽5分鐘后把AB膠混合，攪拌１分鐘后澆注，澆注好就放到烤箱中烤１個小時，就可以做出復模件。

8.心得體會

1）.通過這次實訓，我知道了應該怎么操作快速成型機，怎么設計工。2）.對塑料模具的結構有了進一步的了解，知道了怎么利用硅膠模較快的做出幾個工件。

3）.知道了澆注模具時應該注意什么內容知道了排氣的重要性。

第五篇：任務驅動法在“零件快速成型――3D打印”教學中的實踐

任務驅動法在“零件快速成型――3D打印”教學中的實踐

摘?要：本文探討運用任務驅動法進行教學，讓學生更快、更牢地學會“零件快速成型――3D打印”，并以“槽輪機構撥盤快速成型”為例進行了論述分析。

關鍵詞：3D打印?任務驅動法?零件3D打印方案

3D打印作為一門新開設的課程，如何讓學生盡快掌握這門技術，并能夠加以運用，這對教師的教學方法提出了較高的要求。為此，筆者結合以往教學經驗，運用任務驅動法進行教學，以“槽輪機構撥盤快速成型”任務為例進行教學探討。

一、槽輪機構撥盤快速成型任務設置

本課程是在學生已經學習了Solidworks、UG等三維立體造型軟件的基礎上，通過“任務驅動法”培養學生獨立完成從測繪到建立三位數字模型，再到利用3D打印機打印出一個可以使用的零件的能力，使學生能夠在今后走上工作崗位后解決類似問題。

1.任務的確定

教學中使用的槽輪機構教具，由于長時間使用，其撥盤上的圓柱銷斷裂，無法帶動槽輪轉動，需要更換新的撥盤零件。本任務就是制作槽輪機構撥盤零件。

2.任務的提出

學生在規定時間內用3D打印機打印出一個撥盤零件，并且安裝到槽輪機構中，使槽輪機構的運轉恢復正常。

3.研究任務，制訂方案，創建零件模型

首先回顧零件快速成型法的加工過程，如圖所示。然后將學生分成若干小組，各小組各自獨立進行零件測繪、在電腦上利用solidworks創建零件的三維模型（數字模型）并根據任務要求制訂零件3D打印方案，要根據零件的打印質量、打印速度以及材料的用量和支撐材料是否容易移除等因素，合理設置打印參數。要求既要速度快，又要保證零件質量，符合設計要求。

圖?零件快速成型法的加工過程

二、任務實施

各組完成制訂零件3D打印方案后，根據自己的方案，用3D打印機打印撥盤零件。

在打印零件過程中，要不斷強調3D打印的注意事項，并利用多媒體演示一些由于不當做法造成的不良后果。如：UP打印軟件僅支持STL和UP3格式的文件；在模型布局時，模型應盡量靠近打印平臺中心區域，否則打印時模型邊緣會翹曲；在打印時，應盡量使打印機遠離氣流，防止氣流對打印質量造成影響；要先把模型撤下打印平臺，再移除，否則會使整個平臺彎曲；在噴嘴和打印平臺溫度較高時，要嚴禁用手直接觸摸等等。

三、任務交流

在完成打印后，教師請每組派一位同學上前演示零件模型的創建過程以及制訂3D打印方案參數的依據，展示本組的打印作品，并把它安裝到槽輪機構中，進行工作演示。

在教學中，有的小組片面追求打印速度，減少打印時間，結果在參數設置上考慮不全面，雖然速度比較快，但是打出的撥盤強度較低。在安裝槽輪機構后，撥盤零件一受力就會發生塑性變形，造成槽輪機構無法使用。

筆者借此機會進一步指出合理設置打印參數的重要性。在設置打印參數時要綜合考慮各種因素，結合其他課程所學的知識，針對具體要求，尋找最佳打印參數。

四、任務評價

各組學生根據任務完成任務的情況，進行自評、小組評議；不同小組之間根據任務完成評價表進行互評。學生填寫《任務完成評價表》。

《任務完成評價表》主要包括以下幾項內容：能否設計合理方案；能否正確測繪零件并創建零件數字三維模型；作品是否外表平整光潔；能否完成零件替代，并達到使用要求；能否遵守安全操作規程；是否有團隊協作精神；是否學習積極主動，不怕困難等個人項目和組間互評項目。

五、任務總結

教師根據各組完成任務的情況加以點評，指出各自的優缺點，強調應根據零件使用要求來確定打印質量、打印速度，要考慮材料的用量等因素，合理設置打印參數。

利用“任務驅動法”進行教學，可以使學生在學中做、做中學，趁熱打鐵，及時應用所學知識來解決實際問題，從而極大地提高學生學習興趣。同時，當學生在動手過程中出現問題時，教師可以及時加以指導，使學生更加加深印象，防止今后出現類似問題。

（作者單位：江蘇省常州技師學院）