《3D打印-密碼筒的設(shè)計(jì)與制作》微課教學(xué)設(shè)計(jì)

《3D打印——密碼筒的設(shè)計(jì)與制作》微課教學(xué)設(shè)計(jì)授課教師姓名學(xué)科增材制造技術(shù)應(yīng)用教齡7微課名稱3D打印——密碼筒的設(shè)計(jì)與制作視頻長(zhǎng)度16分48秒錄制時(shí)間知識(shí)點(diǎn)來源學(xué)科：增材制造技術(shù)應(yīng)用年級(jí)：二年級(jí)知識(shí)點(diǎn)描述讓學(xué)生通過觀看3D打印——密碼筒的設(shè)計(jì)與制作實(shí)例，讓學(xué)生從想法構(gòu)思、設(shè)計(jì)建模、產(chǎn)品組裝試用再到產(chǎn)品知識(shí)拓展四個(gè)方面進(jìn)行了全面的了解。預(yù)備知識(shí)本微課為介紹型微課，之前需了解3D打印的相關(guān)知識(shí)。教學(xué)類型講授型適用對(duì)象二年級(jí)學(xué)生設(shè)計(jì)思路3D打印是快速成型技術(shù)的一種，它基于數(shù)字模型文件，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層加工制作的方式來構(gòu)造物體。教育領(lǐng)域中常用的3D打印技術(shù)為FDM技術(shù)，全稱叫做熔融沉積成型技術(shù)。打印機(jī)將原材料送入熱熔噴頭、加熱被融化成絲狀噴出，按計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)路徑沿截面輪廓運(yùn)動(dòng)，將半流動(dòng)狀態(tài)的原材料填充到指定位置并最終冷卻凝固成型，依此逐層堆疊最終成型。常用的材料為PLA（Polylacticacid，聚乳酸）是一種可生物降解的熱塑性塑料，來源于可再生資源，比如玉米，甜菜，木薯和甘蔗。智能制造工程師通過3D設(shè)計(jì)軟件來設(shè)計(jì)三維模型，本次體驗(yàn)將使用簡(jiǎn)單易用的IME3D系列化軟件作為設(shè)計(jì)工具，設(shè)計(jì)完成的數(shù)字模型文件先通過切片軟件對(duì)模型進(jìn)行切片處理，然后再上機(jī)打印，本次體驗(yàn)將使用FDM3D打印機(jī)。教學(xué)過程內(nèi)容時(shí)間一、微課片頭同學(xué)們好，這節(jié)課我們來介紹一個(gè)3D打印——密碼筒的設(shè)計(jì)與制作實(shí)例。00:00-00:32二、微課目錄我們將從想法構(gòu)思、設(shè)計(jì)建模、產(chǎn)品組裝試用再到產(chǎn)品知識(shí)拓展四個(gè)方面進(jìn)行介紹。00:33-00:39三、正文講授第一部分內(nèi)容：想法構(gòu)思、產(chǎn)品分析（1）密碼筒基本原理密碼筒是常見的保存重要文件的工具，它上鎖的原理非常巧妙和可靠。每一圈數(shù)字轉(zhuǎn)盤內(nèi)部都有對(duì)應(yīng)的密碼環(huán)，密碼環(huán)上有唯一的一個(gè)缺口對(duì)應(yīng)著數(shù)字環(huán)上的某個(gè)數(shù)字。以3個(gè)轉(zhuǎn)盤的密碼筒為例，內(nèi)筒上有3個(gè)凸起會(huì)頂在密碼環(huán)上。只有轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)到缺口位置時(shí)，內(nèi)筒才能抽出。（2）密碼筒結(jié)構(gòu)分析密碼筒由數(shù)字環(huán)、密碼環(huán)、定位環(huán)、外筒和內(nèi)筒結(jié)構(gòu)組成。00:40-03:00第二部分內(nèi)容：設(shè)計(jì)建模與制作（1）設(shè)計(jì)密碼筒使用IME3D軟件-3D魔術(shù)師，通過參數(shù)化積木堆疊的方式設(shè)計(jì)密碼筒模型，如圖所示。（2）切片與打印將設(shè)計(jì)好的密碼筒結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)出為STL格式的數(shù)字模型文件進(jìn)行切片處理，然后將文件拷貝至3D打印機(jī)中進(jìn)行打印，如圖1-11所示。03:01-09:16第三部分內(nèi)容：產(chǎn)品組裝與試用（1）組裝如圖所示，按照?qǐng)D片順序依次組裝密碼筒的其它各部分零件。將密碼環(huán)與數(shù)字環(huán)組裝在一起，記錄下密碼環(huán)缺口對(duì)應(yīng)的數(shù)字環(huán)數(shù)字，避免密碼筒鎖死或密碼丟失。（2）試用組裝好密碼筒后，使用不易掉色的記號(hào)筆在數(shù)字盤上按順序標(biāo)記0-9數(shù)字，如圖1-13所示。然后隨機(jī)撥亂密碼筒，完成上鎖，開鎖時(shí)需以內(nèi)外筒的凹槽為基準(zhǔn)，數(shù)字盤旋轉(zhuǎn)到設(shè)置密碼的位置。09:17-16:48四、效果檢測(cè)學(xué)習(xí)這節(jié)課后，我們來思考幾個(gè)問題。1.通過這次體驗(yàn)，你認(rèn)為智能制造工程師需要具備哪些重要技能？2.智能制造工程師所需的技能和現(xiàn)在學(xué)習(xí)的知識(shí)有什么關(guān)聯(lián)？3.你認(rèn)為3D打印技術(shù)未來是否能夠應(yīng)用到每家每戶，為什么？4.通過這次體驗(yàn)，你對(duì)這一行業(yè)有什么新的認(rèn)識(shí)？5.如果將來要從事這一行業(yè)，需要現(xiàn)在做哪些準(zhǔn)備？6.通過這次體驗(yàn)，你認(rèn)為未來該職業(yè)會(huì)有怎樣的發(fā)展？五、教學(xué)反思本微課利用17分鐘的時(shí)間介紹了3D打印——密碼筒的設(shè)計(jì)與制作實(shí)例，讓學(xué)生從產(chǎn)品分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作、產(chǎn)品組裝試用再到產(chǎn)品知識(shí)拓展四個(gè)方面對(duì)3D打印進(jìn)行了全面的了解。通過密碼筒的設(shè)計(jì)與制作整個(gè)流程的介紹體驗(yàn)，讓學(xué)生通過形