资源简介

(共37张PPT)
做中学 尝试3D打印
劳
动
教
育
【长江版】五年级上册
内容总览
学习目标
01
新知导入
02
新知讲解
03
新知拓展
06
分享成果
05
板书设计
07
目录
课堂总结
04
08
课后作业
学习目标
劳动观念：认识到使用3D打印笔进行创作对个人成长和社会进步的重要性，尊重他人在创作过程中的努力，并珍惜自己通过劳动所获得的成果。
劳动能力：掌握使用3D打印笔的技巧和操作步骤，培养学习能力和实践能力，在不断学习和实践的过程中提升创作技巧水平。
劳动品质与习惯：培养细致认真、注重细节、具备责任感和持之以恒的态度，在使用3D打印笔创作的过程中注重每个步骤的准确性和美观度，并对自己的作品负责。
劳动精神：培养积极参与任务、亲身实践的精神，在使用3D打印笔创作时主动参与各个步骤，要有耐心和毅力，提升个人发展的劳动能力和培养良好的劳动品质和习惯。
新知导入
新知讲解
这是一种化整为零的打印方式,就是将要打印的物品分解成几个简单的平面分别制作,再将做好的平面进行立体拼接。操作时主要包括绘制草图、勾边、填充和拼接几个环节。下面以方形笔筒为例,学习拼接打印的方法。
拼接打印
新知讲解
绘制草图
拼接打印
方形笔筒由四个长方形(侧面)和一个正方形(底面)组成,所以先要根据草图绘制出五个平面的大小和样式。可以手绘,也可以用电脑绘制。一定要将外边框、图案的边界描绘清楚,形成明确的分区,便于后期涂色。
新知讲解
勾边
拼接打印
勾边就是用3D打印笔先沿设计图的外边框线和图案主干线打印一遍,形成这个面的主要框架。为了使框架牢固,可以沿图线重复打印几遍。
新知讲解
填充
拼接打印
填充就是在上一步分割出的区域内用3D打印笔更换色料进行填充打印﹐就像用水彩笔涂色一样,搭配各种颜色,使色片变得生动。要想色彩协调漂亮,下笔之前一定要预先搭配一下颜色。
填充是要讲究一定规则的,选择合适的填充方式才能使我们的作品更美观、更省料。
新知讲解
填充是要讲究一定规则的,选择合适的填充方式才能使我们的作品更美观、更省料。一般来说,填充方式可以分为以下几种。
1、直线填充
2、网格填充
3、三角填充
4、波浪填充
5、 蜂窝填充
新知讲解
直线填充
技术要点
填充方式
以图形边界为端点,逐行直线打印,下一条直线要紧挨上一条,所有直线密集排列。如果颜色不够清晰还可以进行第二次填充,但第二次填充的直线方向应与第一次垂直。直线填充是较为省时高效的一种方式。
新知讲解
网格填充
技术要点
填充方式
这种操作方法与直线填充相似。所不同的是直线间不需紧密排列,但要注意保持平行。为了保持填充的稳固和造型上的对称,需要进行多层反复填充,每一层都与前一层互相垂直,最后就形成网格的样子了。
新知讲解
三角填充
技术要点
填充方式
由直线填充经过特定组合形成的,也需要分层操作,但层与层之间不是互相垂直,而是成一定的角度,使打印轨迹最终形成三角形支撑。这种结构,稳定性比较强。
新知讲解
波浪填充
技术要点
填充方式
这种填充方式要求操作者有一定的熟练程度,才能使打印出的波浪线均匀分布、紧密连接。波浪填充效果紧密充实,是非常节省材料的一种填充方式。
新知讲解
蜂窝填充
技术要点
填充方式
分为大小两种填充,这种填充在横向和纵向上的支撑强度都非常好,所以常用于立体造型的内部支撑。由于路线复杂,不好掌握,所以更多应用于机器执行的3D打印。
新知讲解
拼接
拼接打印
拼接就是再次利用熔化的打印耗材将制作好的侧面和底面连接起来,使之成为一个整体的过程。就像缝衣服时用针和线把不同的布片缝合在一起。这时,3D打印笔就是针,起牵引作用;挤出的耗材就是线,起连接作用。
新知讲解
对于模型的拼接,连接方式是非常重要的,常见的连接方式如下：
1.点连接
2.直线连接
3.垂直线连接
4.交叉线连接
新知讲解
点连接
技术要点
模型的连接方式
1、常用于拼接片接触点较少的作品,只需要用打印笔挤出少量耗材,压成一两个连接点,就可以实现二者拼接。此连接法花费时间少，用料也比较少。
新知讲解
直线连接
技术要点
模型的连接方式
2、对于接触点比较多的两个拼接片,可以用打印笔沿拼接部位反复挤出紧密排列的直线,这样连接顺滑、粘接牢固,但不能折叠。
新知讲解
垂直线连接
技术要点
模型的连接方式
3、用打印笔垂直于拼接方向，也就是跨两平面,反复挤出短线,既保证了平面连接的强度,又保留了可折叠性。
新知讲解
交叉线连接
技术要点
模型的连接方式
4、相比于垂直线连接,只需要将连接路线稍作倾斜。这种连接强度高,也具有可折叠性。
新知拓展
拼接打印
在进行3D打印的拼接工作时，有几个注意事项需要考虑：
（1）设计阶段的准备：确保你的模型可以适当地分割成多个部分，这些部分可以轻松地重新组装。使用CAD软件，如Fusion 360, Solidworks等，可以帮助你更好地完成这一步骤。
（2）对接和定位：为了确保各部分能正确对接，应在设计阶段就预设好连接点或者导向槽。这对于大型模型的精确拼接尤其重要。
（3）材料选择：选择合适的材料以确保最佳的拼接效果。有些材料比其他材料更容易粘合，例如PLA和ABS。
新知拓展
拼接打印
在进行3D打印的拼接工作时，有几个注意事项需要考虑：
（4）打印设置：根据打印的部分尺寸和形状，调整打印设置，包括填充率、层高、打印速度等，以获得最佳的打印结果。
（5）后处理：清理打印出来的零件，去除支撑结构，并确保接口处的尺寸精度。可能需要砂纸打磨或化学处理以实现理想的表面质量。
（6）粘合方法：使用适当的粘合剂（例如环氧树脂、超级胶水或ABS溶液）将部件粘合在一起。确保粘合剂对所选材料有良好的粘附性。
稳定性和强度：对于承受力量或压力的部件，需要考虑部件拼接后的整体强度。可能需要使用螺丝或其他机械固定方法加强结构。
分享成果
1、经过绘制草图、勾边,填充和拼接这四个环节的操作,你的笔筒打印成功了吗 每个环节都完成得怎样 选择的是哪种方式 遇到了什么困难 把你的做法和成果都晒出来,跟大家分享吧。
成功了
分享成果
拼接打印的笔筒
拼接打印的笔筒
步骤 描述 遇到的困难 解决的方法
草图 在3D建模软件中绘制笔筒草图，选择形状并确定大小。 确定合适的尺寸和比例。 利用软件工具进行精确测量和调整。
勾边 对图形进行细化处理，平滑边缘，增加装饰元素。 边缘不够平滑或装饰元素细节丢失。 使用更高的分辨率，并确保所有细节都被正确地捕捉和渲染。
填充 调整模型的内部结构，找到最佳的打印设置。 笔筒的厚度不足或需要添加支撑结构。 更改切片软件的设置以增加填充密度或壁厚。
拼接 如果笔筒设计复杂，将其分解为几个部分进行打印，然后再拼接。 拼接部分不匹配或稳定性不足。 确保所有部分的尺寸精确，可以使用胶水或其他物质进行固定。
打印方法 使用FDM（熔融沉积建模）3D打印机。 打印过程中的层移位、速度和质量的平衡。 调整3D打印机
新知讲解
直接打印
直接打印就是不拆分、不借助辅助工具,用3D打印笔的基本手法直接打印出作品。与拼接打印相比,直接打印的优点是节省时间,耗材少,但是作品细节不如拼接打印精致。
新知讲解
直接打印
第一步:制作底座
用打印直线的方法先打印出长方形或正方形边框,并进行直线填充,形成笔筒的底座。
第二步:挑高
用打印垂线的方法制作出笔筒的四条侧棱。注意四条棱的高度要一致。
新知讲解
直接打印
第三步:封顶
将四条侧棱的一端连接起来,形成笔筒的框架。
第四步:填充
对笔筒的四个侧面进行直线填充,填充的时候可以让直线间隔大一些。
新知拓展
拼接打印
直接3D打印需要考虑的一些主要因素和技巧包括：
1. 设计优化：在开始打印之前，确保你的设计已进行优化。这可能涉及到查看设计中的薄壁、过度悬挂的部分和复杂细节，并进行必要的调整。
2. 层高设置：层高是3D打印质量的重要参数。较低的层高可以产生更平滑的表面和更精细的细节，但打印时间将增加。
3. 填充密度和模式：填充密度决定了打印物体的内部空间被填充的程度。更高的填充密度会使物体更坚固，但也会提高材料使用和打印时间。各种填充模式（如格子、蜂窝等）可为强度和速度提供不同的权衡。
新知拓展
拼接打印
直接3D打印需要考虑的一些主要因素和技巧包括：
4.支持结构：对于有悬垂或突出部分的设计，可能需要添加支持结构。正确使用支撑可以帮助防止打印过程中的形变和滴落。
5. 打印速度：打印速度影响着打印的时间和质量。过快可能导致打印质量下降，而过慢可能不必要地增加打印时间。
6. 材料选择：根据你的项目需求选择适当的打印材料。例如，PLA是最常用的3D打印材料，易于打印，适合初学者；ABS具有更好的强度和耐热性，但打印难度更大。
新知拓展
拼接打印
直接3D打印需要考虑的一些主要因素和技巧包括：
7. 设备维护：定期清理并维护你的3D打印机，包括打印头、构建平台等，以保证打印质量和设备寿命。
8. 后处理：打印后，可能需要通过砂纸打磨、上色或涂漆等步骤提高产品的外观和功能。
分享成果
2、如果希望笔筒更加稳固结实,也可以对底面和侧面进行第二次填充,填充方向与原先的方向垂直。你是怎样操作的 有哪些经验和问题 晒出来跟大家分享一下吧。
分享成果
图片 步骤 操作试验 遇到的困难 解决的方法
1. 打开3D模型文件 在切片软件中打开你的3D模型文件。 文件格式不兼容或模型有错误。 确保使用正确的文件格式（如.STL、.OBJ等），并在专用软件中检查和修复模型错误。
2. 查找并更改设置 找到相关的设置来改变壁厚度或外壳厚度，这通常在"打印设置"或"高级设置"中。 可能难以找到正确的设置选项，或者不清楚应该选择什么样的值。 根据切片软件的文档或在线教程进行查阅，逐步调整并测试不同的设定值。
3. 增加填充量 增加这个值以使得笔筒的底部和侧面有更多的材料填充，从而使其更加坚固。 笔筒可能变得过于厚重，或者打印时间和材料消耗过多。 适度增加填充量，要在结实度和材料消耗之间找到平衡。
4. 保存并开始打印 保存设置并开始打印。 打印过程中可能出现各种问题，比如层移位，打印质量差等。 及时监控打印过程，发生问题时按照制造商的指示进行排错。
课堂总结
在本次课程中，我们学习了如何使用3D打印技术制作笔筒。我们首先了解了3D打印笔的基本操作方法，然后探讨了两种主要的打印方式：拼接打印和直接打印。我们通过实例学习了每种方法的具体步骤，包括绘制草图、勾边、填充和拼接，并讨论了可能遇到的困难及其解决方案。我们还学习了如何通过适当的填充和连接方式，增强3D打印物品的稳定性和耐用性。总的来说，3D打印是一个需要细心和耐心的过程，但只要我们掌握了正确的方法和技巧，就能创作出令人满意的作品。未来，我们可以尝试打印更多不同类型和风格的物品，进一步提高我们的3D打印技能。
板书设计
尝试3D打印
尝试3D打印
拼接打印：操作时主要包括绘制草图、勾边、填充和拼接
填充方式可以分为以下几种。
1、直线填充 2、网格填充 3、三角填充 4、波浪填充 5、 蜂窝填充
常见的连接方式如下： 1.点连接 2.直线连接 3.垂直线连接 4.交叉线连接
直接打印
作业布置
1、设计并3D打印一个自定义钥匙扣。
谢谢
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劳动教育五年级四单元第十四课时教学设计
课题 《尝试3D打印》 单元 第四单元 学科 劳动 年级 五年级
学习目标 劳动观念：认识到使用3D打印笔进行创作对个人成长和社会进步的重要性，尊重他人在创作过程中的努力，并珍惜自己通过劳动所获得的成果。劳动能力：掌握使用3D打印笔的技巧和操作步骤，培养学习能力和实践能力，在不断学习和实践的过程中提升创作技巧水平。劳动品质与习惯：培养细致认真、注重细节、具备责任感和持之以恒的态度，在使用3D打印笔创作的过程中注重每个步骤的准确性和美观度，并对自己的作品负责。劳动精神：培养积极参与任务、亲身实践的精神，在使用3D打印笔创作时主动参与各个步骤，要有耐心和毅力，提升个人发展的劳动能力和培养良好的劳动品质和习惯。
重点 认识到使用3D打印笔进行创作对个人成长和社会进步的重要性，尊重他人在创作过程中的努力，并珍惜自己通过劳动所获得的成果。
难点 培养细致认真、注重细节、具备责任感和持之以恒的态度，在使用3D打印笔创作的过程中注重每个步骤的准确性和美观度，并对自己的作品负责。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 看视频 观看视频，激发学生学习兴趣，启发思维。
讲授新课 拼接打印这是一种化整为零的打印方式,就是将要打印的物品分解成几个简单的平面分别制作,再将做好的平面进行立体拼接。操作时主要包括绘制草图、勾边、填充和拼接几个环节。下面以方形笔筒为例,学习拼接打印的方法。绘制草图方形笔筒由四个长方形(侧面)和一个正方形(底面)组成,所以先要根据草图绘制出五个平面的大小和样式。可以手绘,也可以用电脑绘制。一定要将外边框、图案的边界描绘清楚,形成明确的分区,便于后期涂色。勾边勾边就是用3D打印笔先沿设计图的外边框线和图案主干线打印一遍,形成这个面的主要框架。为了使框架牢固,可以沿图线重复打印几遍。填充填充就是在上一步分割出的区域内用3D打印笔更换色料进行填充打印﹐就像用水彩笔涂色一样,搭配各种颜色,使色片变得生动。要想色彩协调漂亮,下笔之前一定要预先搭配一下颜色。填充是要讲究一定规则的,选择合适的填充方式才能使我们的作品更美观、更省料。 填充是要讲究一定规则的,选择合适的填充方式才能使我们的作品更美观、更省料。一般来说,填充方式可以分为以下几种。1、直线填充 2、网格填充 3、三角填充 4、波浪填充 5、 蜂窝填充直线填充以图形边界为端点,逐行直线打印,下一条直线要紧挨上一条,所有直线密集排列。如果颜色不够清晰还可以进行第二次填充,但第二次填充的直线方向应与第一次垂直。直线填充是较为省时高效的一种方式。网格填充这种操作方法与直线填充相似。所不同的是直线间不需紧密排列,但要注意保持平行。为了保持填充的稳固和造型上的对称,需要进行多层反复填充,每一层都与前一层互相垂直,最后就形成网格的样子了三角填充由直线填充经过特定组合形成的,也需要分层操作,但层与层之间不是互相垂直,而是成一定的角度,使打印轨迹最终形成三角形支撑。这种结构,稳定性比较强。波浪填充这种填充方式要求操作者有一定的熟练程度,才能使打印出的波浪线均匀分布、紧密连接。波浪填充效果紧密充实,是非常节省材料的一种填充方式。蜂窝填充分为大小两种填充,这种填充在横向和纵向上的支撑强度都非常好,所以常用于立体造型的内部支撑。由于路线复杂,不好掌握,所以更多应用于机器执行的3D打印。拼接拼接就是再次利用熔化的打印耗材将制作好的侧面和底面连接起来,使之成为一个整体的过程。就像缝衣服时用针和线把不同的布片缝合在一起。这时,3D打印笔就是针,起牵引作用;挤出的耗材就是线,起连接作用。对于模型的拼接,连接方式是非常重要的,常见的连接方式如下：1.点连接2.直线连接3.垂直线连接4.交叉线连接1、常用于拼接片接触点较少的作品,只需要用打印笔挤出少量耗材,压成一两个连接点,就可以实现二者拼接。此连接法花费时间少，用料也比较少。2、对于接触点比较多的两个拼接片,可以用打印笔沿拼接部位反复挤出紧密排列的直线,这样连接顺滑、粘接牢固,但不能折叠。3、用打印笔垂直于拼接方向，也就是跨两平面,反复挤出短线,既保证了平面连接的强度,又保留了可折叠性。4、相比于垂直线连接,只需要将连接路线稍作倾斜。这种连接强度高,也具有可折叠性。在进行3D打印的拼接工作时，有几个注意事项需要考虑：（1）设计阶段的准备：确保你的模型可以适当地分割成多个部分，这些部分可以轻松地重新组装。使用CAD软件，如Fusion 360, Solidworks等，可以帮助你更好地完成这一步骤。（2）对接和定位：为了确保各部分能正确对接，应在设计阶段就预设好连接点或者导向槽。这对于大型模型的精确拼接尤其重要。（3）材料选择：选择合适的材料以确保最佳的拼接效果。有些材料比其他材料更容易粘合，例如PLA和ABS。（4）打印设置：根据打印的部分尺寸和形状，调整打印设置，包括填充率、层高、打印速度等，以获得最佳的打印结果。（5）后处理：清理打印出来的零件，去除支撑结构，并确保接口处的尺寸精度。可能需要砂纸打磨或化学处理以实现理想的表面质量。（6）粘合方法：使用适当的粘合剂（例如环氧树脂、超级胶水或ABS溶液）将部件粘合在一起。确保粘合剂对所选材料有良好的粘附性。稳定性和强度：对于承受力量或压力的部件，需要考虑部件拼接后的整体强度。可能需要使用螺丝或其他机械固定方法加强结构。直接打印就是不拆分、不借助辅助工具,用3D打印笔的基本手法直接打印出作品。与拼接打印相比,直接打印的优点是节省时间,耗材少,但是作品细节不如拼接打印精致。第一步:制作底座用打印直线的方法先打印出长方形或正方形边框,并进行直线填充,形成笔筒的底座。第二步:挑高用打印垂线的方法制作出笔筒的四条侧棱。注意四条棱的高度要一致。 第三步:封顶 将四条侧棱的一端连接起来,形成笔筒的框架。 第四步:填充对笔筒的四个侧面进行直线填充,填充的时候可以让直线间隔大一些。直接3D打印需要考虑的一些主要因素和技巧包括： 1. 设计优化：在开始打印之前，确保你的设计已进行优化。这可能涉及查看设计中的薄壁、过度悬挂的部分和复杂细节，并进行必要的调整。 2. 层高设置：层高是3D打印质量的重要参数。较低的层高可以产生更平滑的表面和更精细的细节，但打印时间将增加。 3. 填充密度和模式：填充密度决定了打印物体的内部空间被填充的程度。更高的填充密度会使物体更坚固，但也会提高材料使用和打印时间。各种填充模式（如格子、蜂窝等）可为强度和速度提供不同的权衡。 4.支持结构：对于有悬垂或突出部分的设计，可能需要添加支持结构。正确使用支撑可以帮助防止打印过程中的形变和滴落。 5. 打印速度：打印速度影响着打印的时间和质量。过快可能导致打印质量下降，而过慢可能不必要地增加打印时间。 6. 材料选择：根据你的项目需求选择适当的打印材料。例如，PLA是最常用的3D打印材料，易于打印，适合初学者；ABS具有更好的强度和耐热性，但打印难度更大。 7. 设备维护：定期清理并维护你的3D打印机，包括打印头、构建平台等，以保证打印质量和设备寿命。 8. 后处理：打印后，可能需要通过砂纸打磨、上色或涂漆等步骤提高产品的外观和功能。 新知讲解，讲解3D打印的一些基础知识新知讲解拼接打印新知讲解拼接打印新知拓展新知讲解直接打印新知拓展 提高学生调动、整合知识的能力。引导学生尝试3D打印引导学生尝试3D打印引导学生尝试3D打印提高学生调动、整合知识的能力。提高学生调动、整合知识的能力。提高学生调动、整合知识的能力。
分享成果 1、经过绘制草图、勾边,填充和拼接这四个环节的操作,你的笔筒打印成功了吗 每个环节都完成得怎样 选择的是哪种方式 遇到了什么困难 把你的做法和成果都晒出来,跟大家分享吧。 2、如果希望笔筒更加稳固结实,也可以对底面和侧面进行第二次填充,填充方向与原先的方向垂直。你是怎样操作的 有哪些经验和问题 晒出来跟大家分享一下吧。 完成练习积极发言，举手回答 引导学生巩固本课所学。强化教学目标激发学生学习，思考的积极性、主动性、创造性。
课堂总结 在本次课程中，我们学习了如何使用3D打印技术制作笔筒。我们首先了解了3D打印笔的基本操作方法，然后探讨了两种主要的打印方式：拼接打印和直接打印。我们通过实例学习了每种方法的具体步骤，包括绘制草图、勾边、填充和拼接，并讨论了可能遇到的困难及其解决方案。我们还学习了如何通过适当的填充和连接方式，增强3D打印物品的稳定性和耐用性。总的来说，3D打印是一个需要细心和耐心的过程，但只要我们掌握了正确的方法和技巧，就能创作出令人满意的作品。未来，我们可以尝试打印更多不同类型和风格的物品，进一步提高我们的3D打印技能。 学生总结发言 小结提升感悟。
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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