Kênh giáo viên » Giáo án chuyên đề công nghệ 11 - Công nghệ cơ khí kết nối tri thức

Giáo án chuyên đề Công nghệ cơ khí 11 kết nối CĐ 3 Bài 9: Một số công nghệ in 3d

Giáo án giảng dạy theo sách Chuyên đề học tập Công nghệ 11 - Công nghệ cơ khí bộ sách kết nối tri thức CĐ 3 Bài 9: Một số công nghệ in 3d. Bộ giáo án giúp giáo viên hướng dẫn học sinh mở rộng kiến thức, phát triển năng lực, nâng cao khả năng định hướng nghề nghiệp cho các em sau này. Thao tác tải về rất đơn giản, tài liệu file word có thể chỉnh sửa dễ dàng, mời quý thầy cô tham khảo bài demo.

Hướng dẫn tải giáo án

Xem toàn bộ: Giáo án chuyên đề Công nghệ cơ khí 11 kết nối tri thức đủ cả năm

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 9: MỘT SỐ CÔNG NGHỆ IN 3D

MỤC TIÊU BÀI HỌC
Kiến thức

Sau bài học, HS sẽ:

Mô tả được một số công nghệ in 3D cơ bản.

Năng lực

Năng lực chung:

Năng lực tự học: Lựa chọn được các nguồn tài liệu học tập qua youtube, tìm các video về các công nghệ in và quan sát các công nghệ in 3D.
Năng lực giải quyết vấn đề: Nhận diện và phân tích được công nghệ in 3D khác nhau. Liên hệ thực tế để vận dụng kiến thức chỉ ra công nghệ in 3D được sử dụng cho một số ứng dụng.

Năng lực riêng:

Năng lực nhận thức công nghệ: Trình bày được khái niệm, phân biệt được sự khác biệt giữa các công nghệ in về dạng đầu in, dạng vật liệu.

Phẩm chất

Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thực hành.

THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
Đối với giáo viên

SGK Chuyên đề học tập Công nghệ 11 – Công nghệ cơ khí, SGV Chuyên đề học tập Công nghệ 11 - Công nghệ cơ khí, Giáo án (kế hoạch dạy học).
Tài liệu, hình ảnh, video minh họa về các công nghệ in 3D để hiểu bản chất và nguyên lí cơ bản của từng công nghệ in 3D, so sánh một số công nghệ in với nhau.
Máy tính, máy chiếu (nếu có).

Đối với học sinh

SGK Chuyên đề học tập Công nghệ 11 – Công nghệ cơ khí.
Đọc trước bài học trong SGK, chuẩn bị các tài liệu theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
Mục tiêu: Tạo tâm thế sẵn sàng học tập và gợi mở nhu cầu nhận thức, kích thích sự tò mò, hứng thú của HS trong việc tìm hiểu các công nghệ in 3D phổ biến hiện nay.
Nội dung: GV tổ chức cho HS quan sát Hình 9.1 SGK trang 42 và trả lời câu hỏi mở đầu.
Sản phẩm học tập: HS liệt kê được một số phương pháp liên kết vật liệu cơ bản.
Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát Hình 9.1.

- GV đặt câu hỏi: Hãy nhận xét về phương pháp tạo hình và liên kết vật liệu.

- GV hướng dẫn HS: Để trả lời câu hỏi, HS cần chú ý cách thức liên kết vật liệu bằng nhiệt, bằng cách dính kết dạng keo,…

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát hình, dựa vào hướng dẫn của GV để trả lời câu hỏi.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 – 3 HS xung phong trả lời:

+ Hình 9.1a: Các hạt nhựa được xếp thành hình theo khuôn mẫu sẵn có. Sau khi hoàn thành việc xếp hình, một bàn là áp lên trên bề mặt hình đã xếp thông qua lớp giấy chống dính để gia nhiệt cho hạt nhiệt chảy dẻo và liên kết với nhau. Các hạt làm bằng vật liệu nhựa nhiệt dẻo sẽ chảy dẻo dưới tác dụng của nhiệt.

+ Hình 9.1b: Bánh gato được trang trí thủ công bằng cách phun kem từ dụng cụ gọi là đầu phun kem, kem đã được tạo ra từ vật liệu thô trộn với tỉ lệ thích hợp để đảm bảo giữ hình dạng sau khi đùn mà không cần tác động liên kết nào từ bên ngoài.

+ Hình 9.1c: Các viên gạch xi măng được tạo thành bằng cách trộn bột xi măng với nước để tạo sự kết dính bột xi măng rồi đổ vào khuôn gạch, sau khoảng thời gian nhất định, hỗn hợp xi măng sẽ đóng cứng lại.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện

- GV nhận xét câu trả lời của HS và dẫn dắt vào bài: Trong thực tế, có rất nhiều phương pháp để liên kết và tạo hình vật thể từ nguyên liệu thô. Tùy từng tính chất vật liệu khác nhau mà các phương pháp liên kết phổ thông là gia nhiệt để chảy dẻo nhựa, phun keo, sử dụng các tác nhân hóa học,… Nguyên lí bồi đắp kết hợp với các phương pháp liên kết vật liệu khác nhau sẽ hình thành công nghệ in 3D khác nhau. Trong bài hôm nay - Bài 9: Một số công nghệ in 3D chúng ta sẽ tìm hiểu các công nghệ in 3D khác nhau để hiểu về phương pháp tạo hình và liên kết vật liệu tạo thành vật thể 3D.

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Hoạt động tự học của học sinh

Mục tiêu: HS phân loại được công nghệ in 3D.
Nội dung: GV hướng dẫn HS tìm hiểu để phân biệt các loại công nghệ in 3D.
Sản phẩm học tập:

- HS vẽ được sơ đồ phân loại các công nghệ in cơ bản.

- HS nêu được nguyên lí và đặc điểm của các công nghệ in 3D cơ bản.

- HS nhận xét được điểm giống và khác nhau trong nguyên lí của các công nghệ in 3D.

Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chỉ ra một cách phân loại công nghệ in 3D theo nguyên lí.

- HS trao đổi và nhận xét về trạng thái nguyên vật liệu thô của các nhóm công nghệ in (rắn, bột, lỏng).

- HS tìm hiểu được đặc điểm chung và riêng của các công nghệ in theo nhóm.

- GV hướng dẫn các nhóm trình bày thông tin tìm hiểu được trên GoogleDocs, Excel, PowerPoint để GV có thể theo dõi tiến độ của các nhóm, các thành viên trong quá trình tự học.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS chia thành các nhóm, tự tìm hiểu Bài 9 SGK trong giờ tự học hoặc ngoài giờ lên lớp.

- GV định hướng, góp ý, khuyến khích các nhóm, có thể cho hai nhóm cùng tìm hiểu một nội dung rồi đánh giá để thấy ưu, nhược điểm của từng nhóm.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV yêu cầu HS có báo cáo định kì (lớp tự quy ước trong kế hoạch học tập).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá tinh thần, thái độ chuẩn bị bài của HS.

HOẠT ĐỘNG TỰ HỌC CỦA HỌC SINH

HS chuẩn bị bài trong giờ tự học hoặc ngoài giờ lên lớp.

Hoạt động 2. Hoạt động tìm hiểu về các công nghệ in 3D

Mục tiêu: HS hiểu về các công nghệ in 3D khác nhau.
Nội dung: GV tổ chức cho HS quan sát video minh hoạ các công nghệ in 3D khác nhau; hướng dẫn HS đọc thông tin SGK tr.42 - 46 và trả lời câu hỏi.
Sản phẩm học tập:

- HS mô tả được đặc điểm của các công nghệ in 3D và so sánh đặc điểm của các công nghệ in 3D.

Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát hình 9.2.

- GV nêu yêu cầu: Tìm hiểu thông tin trên sách, báo hoặc Internet và quan sát sơ đồ Hình 9.2, nhận xét trạng thái vật liệu ban đầu của các nhóm công nghệ in 3D.

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và kết luận về vật liệu ban đầu của các công nghệ in 3D.

c1) GV mô tả đặc điểm của hai công nghệ in 3D trên cơ sở nhựa quang hóa là SLA và DLP.

- GV cho HS quan sát video minh họa riêng về từng công nghệ in SLA và DLP để HS thấy bản chất của hai công nghệ in.

- GV yêu cầu HS đọc thông tin bổ sung (trang 44 SGK) để thấy một số ứng dụng khá phổ biến của công nghệ SLA trong nha khoa thẩm mĩ.

- GV tổ chức cho HS hoạt động với hộp chức năng Luyện tập ở trang 44 SGK: Hãy so sánh đặc điểm của công nghệ in SLA và DLP.

- GV sau khi HS trả lời, GV kết luận về sự khác nhau giữa công nghệ in SLA và DLP.

c2) GV mô tả đặc điểm của hai công nghệ in 3D dạng đùn dây nhựa FDM và dung dịch LDM.

- GV mở rộng thêm kiến thức: Công nghệ FDM phải sử dụng vật liệu dạng dây nên có hạn chế về định dạng vật liệu, công nghệ LDM cho phép sử dụng với cả nhựa nhiệt dẻo như trong công nghệ FDM, và các loại vật liệu y sinh khác như mực in sinh học trong máy in sinh học, đồng thời cũng dễ dàng có thể hòa trộn thêm nhiều loại phụ gia để tăng thêm đặc tính của vật liệu nên tính đa dạng về vật liệu của công nghệ LDM cao hơn so với FDM.

- GV cho HS quan sát video minh họa về công nghệ LDM để HS hiểu được bản chất và nguyên lí của công nghệ in này.

- GV mở rộng thêm: Trong trường hợp công nghệ LDM dùng nhựa nhiệt dẻo thì nhựa nhiệt dẻo sẽ được làm nóng chảy trong xi lanh bằng cách gia nhiệt xi lanh.

c3) GV mô tả đặc điểm của hai công nghệ in 3D dạng dính kết bột là 3DP và SLS.

- GV cho HS quan sát video minh họa về công nghệ 3DP (0:00 – 1:25) và SLS để HS nhận thấy nguyên lí của từng công nghệ, sự giống và khác nhau của hai công nghệ in này.

- GV cho HS thảo luận về nguyên lí cung cấp và gạt bột chung nhất của hai công nghệ in từ nguyên liệu thô là vật liệu dạng bột.

- Sau khi HS trả lời, GV chốt lại kiến thức về nguyên lí cung cấp và gạt bột chung nhất của hai công nghệ in từ nguyên liệu thô là vật liệu dạng bột.

- GV yêu cầu HS hoạt động với hộp chức năng kết nối năng lực ở trang 46 SGK: Tìm hiểu sự khác nhau giữa công nghệ in SLS và công nghệ in 3D trực tiếp từ vật liệu kim loại không cần sử dụng bột trong hình 9.10.

- GV cho HS quan sát video minh họa công nghệ đùn kim loại laser để giải thích đáp án.

- GV theo dõi, hướng dẫn, đánh giá HS trong quá trình trả lời câu hỏi, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát tranh ảnh, video, đọc thông tin trong SGK để trả lời các câu hỏi.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện HS trình bày nội dung đã thực hiện.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV chuyển sang nội dung mới.

I. PHÂN LOẠI CÁC CÔNG NGHỆ IN 3D

- Vật liệu dùng cho quang hóa là nhựa lỏng, vật liệu dùng cho đùn nóng chảy là dạng dây, hạt được làm nóng chảy, vật liệu cho đùn dung dịch là dạng dung dịch sệt, vật liệu dùng cho công nghệ liên kết vật liệu là dạng bột.

- Theo cơ chế tạo hình và liên kết vật liệu mà người ta chia công nghệ in 3D ra làm ba nhóm chính là quang hóa vật liệu, đùn vật liệu và liên kết vật liệu.

II. CÔNG NGHỆ IN QUANG HÓA VẬT LIỆU

- Nguyên lí hoạt động: sử dụng ánh sáng để làm đông cứng vật liệu nhựa dạng lỏng. Ánh sáng chiếu đến đâu thì nhựa lỏng sẽ động cứng đến đó.

- So sánh công nghệ in 3D SLA và DLP: Với công nghệ in 3D SLA in theo từng điểm, còn công nghệ in 3D DLP thì in theo tiết diện nên công nghệ in DLP nhanh hơn so với SLA nhưng về độ phân giải thì công nghệ SLA sẽ cao hơn do đặc tính định hướng cao của tia laser. Hai công nghệ này đều sử dụng nhựa có tính chất quang hóa nên có nhược điểm lớn nhất là giới hạn của nguồn vật liệu lỏng quang hóa tương ứng với các nguồn sáng khác nhau.

III. CÔNG NGHỆ IN ĐÙN VẬT LIỆU

- Nguyên lí: vật liệu được đùn trực tiếp qua đầu in và xếp chồng lên nhau theo lớp. Vật liệu sau khi ra khỏi đầu in sẽ đông cứng lại và liên kết với nhau tạo thành sản phẩm in.

IV. CÔNG NGHỆ IN LIÊN KẾT VẬT LIỆU

- Nguyên lí: sử dụng các tác nhân hóa học hay nhiệt để liên kết các vật liệu dạng bột với nhau. Đầu in đi đến đâu thì bột ở vị trí đó sẽ được dính kết lại với nhau.

- Trong các công nghệ in 3D đã nêu, công nghệ SLS là công nghệ phổ biến nhất để trực tiếp in các vật liệu thể rắn bằng kim loại. Công nghệ khác như binder jet 3D printing (3DP) cũng cho phép dính kết các hạt kim loại nhưng đòi hỏi nhiều bước xử lí sau in và không phổ biến bằng.

- Sự khác nhau giữa công nghệ in SLS và công nghệ in 3D trực tiếp từ vật liệu kim loại không cần sử dụng bột: Hiện nay, công nghệ đùn kim loại laser cũng sử dụng tia laser thiêu kết các hạt bột nhưng bột không được cấp từ thùng bột mà từ đầu đùn. Qua đó, đầu đùn với kết cấu đặc biệt vừa có nhiệm vụ đùn bột kim loại qua một đường dẫn ngoài và vừa phát tia laser để thiêu kết bột kim loại qua một đường dẫn trung tâm và thiêu kết bột kim loại được đùn ra.

Trên chỉ là 1 phần của giáo án. Giáo án khi tải về có đầy đủ nội dung của bài. Đủ nội dung của học kì I + học kì II