逆向工程与3D打印技术 逆向工程与3D打印技术 17.1.6 SLS打印材料性能（教案）0.doc

《逆向工程与3D打印技术》 课程教案 授课对象： 章 节： 17.6 SLS打印材料性能 授 课 人： [逆向工程与3D打印技术] 授课班级： 时间： 子项目名称 17.6 SLS打印材料性能 任务 描述 使学生了解在SLS工艺中尼龙材料的性能，了解金属粉末的性能，了解陶瓷粉末材料的性能。 学时 课程单元教学教案 教案头 单元名称 17.6 SLS打印材料性能 学时： 2学时 引入案例 某公司引进一批SLS打印新材料，现要求对此批材料的性能进行测试，对比合格参数，检验材料质量是否合格。 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 (1)能够根据使用要求选择工件材料。 (1)了解尼龙材料性能； (2)了解金属材料性能； (3)了解纳米材料性能。 (1)具有严谨求实精神； (2)具有团队协同合作能力； (3)具备5S职业素养。 训练任务 检测SLS不同材料的性能是否满足要求。 教学重点 教学难点 重点：了解尼龙、金属等纳米粉末材料的性能； 难点：检测SLS打印粉末材料的性能是否合格。 教学方法、手段 教法：演示、讲授、情景设置、对比； 学法：讨论、练习、动手操作。 教学组织形式 采用项目化教学，任务驱动。任务开展过程采用“资讯→决策→计划→实施→检查→评估反馈”，教学组织按激学导思、讲授新知、教学巩固、教学提升、教学延伸5个环节进行。 教学条件 PPT、 电脑、打印机 作 业 训练单（项目单卡） 备 注 教学内容 概述 通过教学单元的学习，要求学生了解在SLS工艺中尼龙材料的性能，了解金属粉末的性能，了解陶瓷粉末材料的性能。 预备知识 SLS打印工艺所需粉末材料种类的认知； 教学步骤 课程引入（资讯） ① 公司某公司新购进一批SLS打印粉末材料，如何检测这些粉末是否满足性能要求。 （2）讲授新知（内容） ① 教师讲解尼龙材料的性能； （3）教学巩固与训练（反馈与训练） ① 学生按照讲解内容进行检测尼龙材料的性能。 （4）教学提升与训练（内容、反馈与训练） ① 教师讲解金属粉末材料的性能； ② 学生按照讲解内容进行检测金属粉末材料的性能。 （5）教学延伸（内容） ① 教师讲解其他纳米粉末材料的性能； （6）课程总结，5S整理 ① 课程总结，将本次课程内容进行回顾； ② 布置作业，进一步检验教学效果； ③ 对相关物品进行整理，小组成员相互评价。 教学内容 （1）典型案例引入………………………………………………………3分钟 公司新引进一批SLS粉末材料: 提出问题：如何检测这些粉末是否满足性能要求？ 目的：激发学生的兴趣，培养学生思考、分析、综合归纳能力。 （2）讲授新知…………………………………………………………………40分钟 ①讲授新知：（10分钟） 课件演示，教师讲解：尼龙粉末材料的性能。 目的：通过讲授法，使学生了解尼龙粉末材料的性能。 尼龙粉末材料是研究最早、应用最广泛、最成功的SLS原材料，此类材料与金属基、陶瓷基材料相比，具有成形温度低，所需烧结激光功率小等优点。尼龙（Polyamid，PA）是一种结晶态聚合物，具有耐磨、强韧、轻量、耐热、易成型等优点，使得PA经选择性激光烧结制备出的功能性零件在很多方面得到了应用：如用来制造助听器材、F1方程式赛车零部件和口腔外科上颌面等。PA 的品种有几十种，目前广泛使用的有以下几种成分材料： 标准的DTM 尼龙（Standard Nylon），能被用来制作具有良好耐热性能和耐蚀性的模型； DTM 精细尼龙（DuraForm GF），不仅具有与DTM 尼龙相同的性能，还提高了制件的尺寸精度、降低表面粗糙度，能制造微小特征，适合概念型和测试型制造。 （3）教学巩固与训练…………………………………………………………40分钟 ①训练：（20分钟） 针对训练单卡“训练一”，阐述尼龙材料的工件在哪方面有相应的应用。 要求：（1）填写项目单卡。 （4）教学提升与训练…………………………………………………………30分钟 ①金属粉末材料的性能：（5分钟） 课件演示，教师讲解：金属粉末材料的相关性能。 目的：使学生了解金属粉末材料的相关性能。 对于单一的金属粉末，主要用于低熔点金属粉末的烧结，对熔点高的金属粉末，需要在保护气体下采用大功率激光器。目前用这种方法成型的制件会出现明显的球化和集聚现象，不仅会使得制件烧结变形，精度变差；而且还会造成组织结构多孔，导致制件密度低、机械性能差。SLS 烧结单一金属粉末主要有Sn、Zn、Pb、Fe 等。