3.3 模型切片处理 教学设计 高中通用技术粤科版（2019）选择性必修11 产品三维设计与制造.docxVIP

普通高中教科书

《通用技术》选择性必修11：产品三维设计与制造

第三章三维模型设计

第三节模型切片处理

教学设计

教学背景

三维打印是近年来受到人们广泛关注的一项高新技术，被誉为开启新工业革命的钥匙，它的发明实现了人类的生产制造模式从等材、减材到增材的重大转变。由于其独特的优势，三维打印技术经历了30多年的发展仍方兴未艾，新技术、新材料、新应用仍源源不断问世，而且被广泛应用于工业制造、航空航天、医疗教育、艺术设计等领域，这一切都展示了三维打印技术强大的生命力和难以估量的发展前景。

教学目标：

知识与技能目标:

1.掌握Cura软件的安装及相关参数的设定。

2.能使用Cura切片软件对三维数字模型进行分层切片。

3.了解切片路径规划及切片文件格式。

教学内容分析:

教材分四章：三维打印原理、三维产品技术分析、三维模型设计和三维打印技术应用。由浅入深，带领同学们了解三维打印技术的产生和发展历程，了解三维打印的基本原理、设备的结构和操作方法；熟悉不同材料和成型工艺的特点，能结合产品设计要求制订合适的产品制作方案；学习三维建模，掌握三维模型设计的基本思路和方法；通过实践操作教学，设计和制作出哨子、台灯等立体模型。

学情分析:

学生对三维打印的了解认识有限，面对未来，他们需要学习有关三维打印的知识。

教材注重发展同学们的核心素养。通过了解三维打印的原理及其应用，感悟三维打印技术对人们生产、生活的影响。选取能突出反映三维打印特点的案例，通过对不同工艺的对比，让同学们深刻体会三维打印技术和传统制造技术的区别，帮助同学们树立技术意识。所选案例贴近日常生活，方便同学们学以致用，在制订方案的过程中，引导同学们从实际出发，具体问题具体分析，通过对比、权衡和优化得到最佳方案，以此培养工程思维。在实践操作教学中，帮助同学们较全面地掌握三维打印的设计技巧和制作方法，引导同学们思考与探究，从而提高实践能力和创新能力。

教学重难点:

掌握Cura软件的安装及相关参数的设定。

能使用Cura切片软件对三维数字模型进行分层切片。

了解切片路径规划及切片文件格式。

教学策略:

在教学过程中，注重对同学们科学态度、价值观的引导和培养。本书设计的案例、实践活动、思考、讨论等栏目充分融合了科技与人文理念，如为体育老师制作哨子、为母亲制作杯子、三维打印是否可取代传统制造业、三维打印文物仿品可否代替真品进行展览、三维打印器官的伦理思考等，引导同学们从社会、科技、人文等方面进行考虑，从而发展综合素养。

运用三维打印技术，不用依赖机床和车间，也不用削、钻、铸等手段，只要借助一台计算机和一台三维打印机，我们就能变成产品的设计者、制造者。让我们一起走进三维打印的世界，领略它的神奇与不凡；让三维打印技术成为我们的好帮手，助我们实现脑海中奇妙的构想吧。

教学准备:

展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。

教学过程:

情景导入:

老师：本节课我们学习《通用技术》选择性必修11：产品三维设计与制造第三章三维模型设计第三节模型切片处理。

三维数字模型是三维打印制作立体实物的基础，获取三维数字模型的方式有很多种，其中软件建模是最基础、最常用的，掌握了软件建模的方法，就能随心设计自己的创意模型了。但是三维打印机无法直接识别这个模型，还需要对三维数字模型进行切片，即将模型分成一层一层的截面，才能指导打印机进行逐层打印。可见三维数字模型的切片设置对打印十分重要，不仅关系到成型质量的好坏和打印效率的高低，甚至还关系到打印的成败。

本章我们将学习三维数字模型的设计及其切片处理，为自己动手制作三维产品打下基础、做足准备。

一、认识切片软件

有了三维数字模型，我们还需要把三维数字模型用切片软件切成一层层的薄片，设置好参数（层高、打印速度、填充密度等）并生成GCODE格式的文件，这样三维打印机才能识别并使用。合理设置切片参数，不仅能提高打印的成功率，还能提高打印的效率和成型的质量。

切片软件有很多，常用的有Simplify3D、3DSlicer、Cura等。有些建模软件自带切片功能，可以输出GCODE格式的文件，如UG、SolidWorks等。

下面我们以Cura软件为例，向大家介绍切片软件的使用方法。

安装软件，选择可识别的模型文件格式和三维打印机型号。

安装完毕后打开软件进入切片参数设置界面（如图3-35所示）（参见教材P48）。

层高：指每层打印的高度，是决定侧面打印质量的重要参数，最大层高不得超过喷嘴孔径的80%。一般默认参数是0.1mm，可调范围为0.1～0.3mm。

外壳厚度：指模型侧面外壁的厚度，一般设置为喷嘴孔径的整数倍。默认参数是1.0mm，可根据需要调整。

开启回抽：指当喷头打印到物体边缘的时候，回抽一小部分耗材，以防出现拉丝现象，可