高中信息技术选修《3D打印及AUTODESK123D建模设计》校本课程教案.doc

前言 3D打印目前还是个新鲜事物，还没有正真走进公众的视野。所以这方面的书不多，即使有，也大多是泛泛的介绍。3D打印最关健的部分，是 3D建模，制约普通人学习和使用 3D的瓶颈，正是三维设计软件。如果自己不能设计一个作品，只是下载别人的作品去打印，没有参与度，意义不大。 本人接触过各种三维设计软件，不是一时半会能学会的。有没有让初学者快速入门并立即体验的三维设计软件呢？有，就是 Autodesk公司推出的面向初学者的免费软件：123D系列。其中 123D Design适合机械设计，123D Sculpt+则适合艺术创新，还有一款 Sculptris类似泥塑，分别适合不同的制作需求和年龄层次。本书正是以这三款软件为主线，写作教程。b5E2RGbCAP 本书试图从初学者的需求角度，从认识 3D，制作 3D，打印作品等方面，引导读者全面掌握和使用 3D打印。就象当年电脑培训一样，教会学生打字，排版，设置和使用打印机，一条龙。p1EanqFDPw 一般软件教程，大多是这种模式：先把各个菜单或工具的功能讲得很清楚，然后，通过实例学习使用，步骤很清楚，讲解很祥细，可是，初学者按部就班的学习，往往会因一个小细节卡住！DXDiTa9E3d 这是因为，作者自己对软件很熟悉，就想当然地以为读者按图索骥一定不会出错。事实上，按照莫非定律，凡是有可能出错的地方，一定出错！RTCrpUDGiT 一旦出错，学习效率就会大幅降低，学习热情就会受到打击，学习兴趣就会大减。 记得本人刚学一个动画软件时，就因为不知如何移动对话框而不知所措，无法学习下去，相当郁闷。如果作者能预见到这种小细节，作出提示，就能避免这种情况。5PCzVD7HxA 道路以多歧亡羊。一种软件的学习，不知会遇到多少困扰。只有作者站在初学者的角度思考，充分考虑初学者的感觉，写出的教程才接地气。jLBHrnAILg 作者本人 3D打印知识都是通过自学掌握的，对初学者的困扰感同身受。因此作者尝试用试错的模式来写教程：就是在读者可能出错的地方，故意设置陷阱，让读者在错误中学习，贴合读者的感受，而不是给出一个完全正确的步骤。遇到问题，分析原因，给出解决办法。读者跟着操作，就象有一个老师站在身边，随时解答遇到的困扰。xHAQX74J0X 本书写作特点：从整体到局部，从粗到精，从易到难，循序渐进。一个实例重点学习一个操作。不仅如此，3D作品设计从简单的零件，到实用小制作，并且渗入创造性思维，创新发明，直到创客。LDAYtRyKfE 第一章：初识 3D打印 一、3D打印原理 3d是 three-dimensional的缩写，就是三维图形。一维就是直线，比如时间。二维就是平面，比如字。我们平时用的打印机，就是打印二维的，所以，打印头左右移动（一维），Zzz6ZB2Ltk 然后，进纸器前后移动（二维），就打出平面的字来了。如果我们打完一个字后，再将打印头升起一点，再重复打一次，字就有了厚度，就是三维的了，这就是 3D。dvzfvkwMI1 没有，字糊了！你骗我。 对不起，忘记告诉你，3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。常用的原料有 ABS树脂， PLA（再生塑料,聚乳酸，英文名称 Polylactic acid），PLA是使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。PLA具有良好的生物可降解性，最终生成二氧化碳和水，是公认的环境友好材料。rqyn14ZNXI 当然，金属、普通塑料、食物、水泥等等等，都可以做“墨水”。 这些材料是固体的，在打印头中加热变成液体，挤出，在空气中迅速冷却，又变成固体，所以是有厚度的。 现实生活中就有 3D打印，比如在生日蛋糕上用巧克力写字，比如易熔枪，玻璃胶枪，唯一不同的，它们是由人脑而不是电脑控制的。EmxvxOtOco 二、3D打印简史 1984年，Charles Hull在一家公司工作时产生 3D打印的想法的。这家公司用紫外线使桌面涂料快速固化，他想，何不直接用这些材料来制造立体的东西？于是他将这种用瞬间固化的液体“打印”物体的技术取名stereolithography（光固化），直到创立自己的公司 3D Systems后，他才称这种技术为“3D打印”。SixE2yXPq5 1988年，Scott Crump发明了另外一种 3D打印技术——热熔解积压成形(FDM)，利用蜡、ABS、PC、尼龙等热塑性材料来制作物体。1989年，6ewMyirQFL C．R．Dechard博士发明了选区激光烧结技术(SLS)，利用高强度激光将尼龙、蜡、ABS、金属和陶瓷等材料粉来烤结成形。1993年，麻省理工大学教授 EmanuaI Sachs创造了三维打印技术(3DP)，将金属、陶瓷的粉末通过粘接剂粘在一起成形。1995年，麻省理工大学的毕业生 J