师：同学们，大家好。今天我们学习初中九年级广州版综合实践活动劳动教育第五单元第二节——3D打印装置。上节课大家已经学习了3D打印材料，来看这个兔子模型，知道它是用什么做的吗？
生：是用上节课学的PLA材料制成的。
师：非常好。那大家知道它是用什么装置打印出来的吗？
生：是用3D打印机打印出来的。
师：没错。3D打印是21世纪一项重要技术，改变了传统工业生产模式，让很多新奇想法得以实现。不仅能打印塑料小玩具，像金属甚至人体组织这些都能打印。那这么神奇的技术，大家想知道它的原理是什么吗？3D打印技术可以分成很多种，生活中最常见的有三种：一、熔融沉积技术，简称FDM；二、立体光固化技术，简称SLA；三、选择性激光烧结技术，简称SLS。它们各自的工作原理是怎样的呢？我们先来看第一种，熔融沉积技术。它使用的主要是热敏性材料，常见的有PLA、ABS等。我们先通过一个短片了解一下它的工作原理。
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师：看完短片，韩冰这种打印成型的方式在专业上称为熔丝沉积，就是将丝状热溶性材料加热融化，通过带有微细喷嘴的喷头挤喷出来，按照电脑指令喷挤在制作面板上，经过低温固化，层层堆积，最终打印出成品。因为是逐层打印，所以会造成物品层与层之间的台阶效应。同学们，看完短片后，是不是觉得这种技术有点像小时候玩的搭积木，把材料一层一层垒起来，最终形成想要的模型？熔融沉积技术是目前应用最广泛的一种技术，它有以下优点：一、系统原理简单，操作方便，价格便宜；二、可以使用无毒原材料，能在家庭办公环境中使用；三、工艺简单，材料利用率高，可备选材料多。当然，这种技术也有缺点，主要有：一、精度低；二、成型速度相对较慢；三、很多模型需要添加支撑。熔融沉积技术应用领域广泛，特别是对制作尺寸要求不高、表面处理要求不高的零件，优势明显，而且它还是中小学3D打印技术教育的主要技术机型。接下来看第二种，立体光固化技术。它所使用的材料主要是光敏树脂，一般为液态，可在特定波长紫外线照射下发生聚合反应，完成固化。我们还是先通过一个短片看看它的工作原理。
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师：3D打印机使用光敏聚合材料，打印成型过程中，由喷头喷射光敏材料到工作台，紫外光灯发出特定形状光线，受光部分产生固化反应，层层堆叠成型。最后将完整物体从凝胶状支撑材料中剥离出来，就能得到完整复制品。我们发现这种技术和熔融沉积技术很相似，都是逐层打印。立体光固化技术是利用紫外线照射光敏树脂使其固化成型，而熔融沉积技术是通过加热热塑性材料使其固化成型。立体光固化技术主要优点有：一、成型速度快、自动化程度高；二、尺寸精度较高；三、表面质量优良；四、系统分辨率较高，可以制作结构比较复杂的模型或零件。但也有不足，主要缺点是：一、零件容易弯曲和变形；二、设备运转及维护成本较高；三、可使用的材料种类较少，主要是光敏树脂，液态树脂有气味和毒性，需要避光处理。立体光固化技术是目前研究最深入、应用最广泛的快速成型技术之一，主要运用于对打印精度及表面质量要求较高的模型，比如首饰或精密配件等。下面来看第三种，选择性激光烧结技术。它所用的主要材料是金属粉末或非金属粉末，如尼龙等。它是用激光束逐层扫描金属粉末来制造金属零件。我们通过一个短片了解一下它的工作原理。
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师：这台3D打印机使用的是钛金属粉末材料，具有融化、烧结、粘合的特性。打印物品时，由上方的激光头发射出高温激光束，进行选择性烧结，粉末迅速融化、粘合成型。工作台下降铺粉打印直至完成。通过视频介绍，我们发现它的原理和立体光固化技术相似，只不过使用不同波长的激光。这种技术优点是：一、可直接制作金属零件，这是独有的功能；二、制作工艺简单，材料选择广泛，成本较低；三、可以制造比较复杂的零件或模具。缺点是：一、模型表面比较粗糙，往往呈现颗粒状；二、在加工过程中会产生有害气体，需要额外进行废气处理。它主要应用在航空航天、汽车、玩具制造等行业。以上就是3D打印最常见的三种技术。同学们，了解了3D打印技术原理，接下来学习3D打印装置。这台打印机使用的技术是熔融沉积技术。大家看，这是打印机的外观结构，主要由以下部件构成：电源、打印线材、水平左右移动杆、水平前后移动杆、喷头、工作台面、升降杆。我们观看一个视频，了解一下每个部分的作用。