第一篇：打印机教学设计范文
3D打印机设计参考论文
导读：3D打印机设计参考论文，2015-02-063D打印机DIY，1.1国内外3D打印机的研究现状，1.1.1国外3D打印机的研究现状，1.1.2国内3D打印机的研究现状，1.2 3D打印机的发展趋势，1.2.1 3D打印产业的未来发展前景，1.2.2 3D打印技术未来发展的主要趋势，1.3 3D打印机的工作原理及特点，2总体方案及结构设计，2.2总体框架的设计，2.3温度控制回路的设计，2.4 XYZ三方
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2015-02-06 3D打印机DIY 3D打印机设计参考论文 1.1国内外3D打印机的研究现状 1.1.1国外3D打印机的研究现状 1.1.2国内3D打印机的研究现状 1.2 3D打印机的发展趋势 1.2.1 3D打印产业的未来发展前景 1.2.2 3D打印技术未来发展的主要趋势 1.3 3D打印机的工作原理及特点 1.4发展创新与突破 2 总体方案及结构设计 2.1引言
2.2总体框架的设计 2.3温度控制回路的设计 2.4 XYZ三方向控制电机的设计 2.5喷头移动及喷出量调节的设计 3 机械结构 3.1传动方式的选择 3.2转动惯量的计算 3.3喷头的选择 4 电机的选择
4.1伺服电机和步进电机的对比 4.2直流交流伺服电机对比 4.3负载转矩的计算
1 4.4打印速度的初步估计 5 传感器
5.1温度传感器对比 5.2机械位置传感器 5.3压力传感器
6 3D打印机的优点及面临问题 6.1 3D打印机的优点 6.2 3D打印技术面临的问T
3D打印机设计参考论文
【摘要】3D打印是最近两年开始流行的一种快速成形技术, 它以数字模型文件为基础, 通 过逐层打印的方式来构造物体. 我们日常生活中的打印机能打印一些平面纸张材料, 而3D打印机打印出的是立体塑品产品.文章对3D打印的技术体系和国内外产业发展现状、发展态势作了综合介绍，综述3D打印技术的基本概念、发展简史、打印过程原理、应用领域、广泛影响以及面临的问题等.在介绍3D技术的发展历程、3D打印技术的工作原理流程及特点的基础上，分析了3D打印技术的创新点和存在的问题，展望了3D打印技术的未来发展趋势. 关键词:3D打印机;快速成型;结构设计;社会制
【Abstract】：3D printing is one of the last two years became popular rapid prototyping technology,which is based digital model files, through over the printed layer by layer approach to construct objects. Our daily lives printer can print some flat sheet material, and 3D printer to print out the three-dimensional plastic goods products. Article on 3D printing technology system status and domestic industrial development, development made a comprehensive presentation situation, review the basic concepts of 3D printing technology, development history, the printing process principles, applications, and the problems faced widespread impact, etc. In the development process of introduction of 3D technology, working principle and characteristics of the process of 3D printing technology based on the analysis of 3D printing technology innovations and problems, looked to the future development trend of 3D printing technology. Key words：3D printers; rapid prototyping; structural design; social manufacture 引言
随着时代的进步，我们的生活水平日渐提升，同时，人口也在急剧的增长，我们需要越来越多的物品来满足物质生活条件。这就势必造成我们对物品的要求也会越来越高，做工
2 精细、独特且非量产的物品会受广大人们的喜爱。如今，我们拥有了3D打印这一先进的技术，我们可以通过3D打印机来打印各种我们所需要的、想要的。3D打印技术应用面广，它可以用于医疗行业、科学研究、产品模型、建筑设计、制造业及食品等，前景广泛。 3D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机则出现在上世纪90年代中期，即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。如今这一技术在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。
1 绪论
1.1 国内外3D打印机的研究现状 1.1.1 国外3D打印机的研究现状
经过十多年的探索和发展，3D打印技术有了长足的进步，目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率，并可实现24位色彩的彩色打印。
目前，在全球3D打印机行业，美国3D Systems和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外，在此领域具有较强技术实力和特色的企业、研发团队还有美国的Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。
3D Systems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后，3D Systems奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司2010年与传统打印行业巨头惠普公司签订了OEM合作协议，生产HP品牌的3D打印机。继2011年5月收购Solidscape公司之后，Stratasys又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前，国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中，行业巨头正在加速崛起。
目前在欧美发达国家，3D打印技术已经初步形成了成功的商用模式。如在消费电子业、航空业和汽车制造业等领域，3D打印技术可以以较低的成本、较高的效率生产小批量的定制部件，完成复杂而精细的造型。另外，3D打印技术获得应用的领域是个性化消费品产业。如纽约一家创意消费品公司Quirky通过在线征集用户的设计方案，以3D打印技术制成实物产品并通过电子市场销售，每年能够推出60种创新产品，年收入达到100万美元。
1.1.2 国内3D打印机的研究现状
自20世纪90年代以来，国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面都有一定的科研优势;华中科技大学在分层实体制造工艺方面有优势，并已推出了HRP系列成型机和成型材料;西安交通大学自主研制了三维打印机喷头，并开发了光固化成型系统及相应成型材料，成型精度达到40.2mm;中国科技大学自行研制了八喷头组合喷射装置，有望在微制造、光电器件领域得到应用。但总体而言，国内3D打印技术研发水平与国外相比还有较大差距。
3 近年来，国内企业已实现了3D打印机的整机生产和销售，这些企业共同的特点是由海外归国团队建立，规模较小，产品技术与国外厂商同类产品相比尚处于低端。目前，国产3D打印机在打印精度、打印速度、打印尺寸和软件支持等方面还难以满足商用的需求，技术水平有待进一步提升。在服务领域，我国东部发达城市已普遍有企业应用进口3D打印设备开展了商业化的快速成型服务，其服务范围涉及到模具制作、样品制作、辅助设计、文物复原等多个领域。与内地相比，我国港台地区3D打印技术引入起步较早，应用更为广泛，但港台主要着重于技术应用，而非自主研发。
1.2 3D打印机的发展趋势 1.2.1 3D打印产业的未来发展前景
根据国际快速制造行业权威报告《Wohlers Report 2011》发布的调查结果，全球3D打印产业产值在1988～2010年间保持着26.2%的年均增长速度。报告预期，3D打印产业未来仍将持续较快地增长，到2016年，包含设备制造和服务在内的产业总产值将达到31亿美元，2020年将达到52亿美元。
但3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间，目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战：一是成本方面，现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵，给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面，目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物，选择的局限性较大，成型品的物理特性较差，而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面，目前3D打印成品的精度还不尽人意，打印效率还远不适应大规模生产的需求，而且受打印机工作原理的限制，打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面，3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散，制造业面对的盗版风险大增，现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。
Gartner公司2011年发布的最新技术发展展望报告判断：3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段，其技术还有待充分成熟，主流市场也有待进一步培育。Gartner公司研究人员认为，3D打印技术成熟到适应市场需求还将需要5～10年的时间。在这一较为漫长的发展过程中，产业可能会面临增长期望落空、技术遭遇瓶颈以及投资撤离等风险。 总之，从中长期看来3D打印产业具有较为广阔的发展前景，但目前产业距离成熟阶段尚有较大距离，对于3D打印市场规模的短期发展不宜过分高估。因此，现阶段产业界对3D打印领域的投入应以加强创新研发、技术引进和储备为主，尤其要重视自主知识产权的建设和维护，争取在未来的市场竞争中占据有利地位。如受到概念炒作影响，在技术尚未充分完善的现阶段大规模投入产能扩张，则投资回报将面临着较大的风险。
1.2.2 3D打印技术未来发展的主要趋势
随着智能制造的进一步发展成熟，新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域，3D打印技术也将被推向更高的层面。未来，3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。
提升3D打印的速度、效率和精度，开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法，提高成品的表面质量、力学和物理性能，以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等，特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的
4 体积小型化、桌面化，成本更低廉，操作更简便，更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化，实现CAD/CAPP/RP的一体化，使设计软件和生产控制软件能够无缝对接，实现设计者直接联网控制的远程在线制造;拓展在生物医学、建筑、车辆、服装等更多行业领域的创造性应用。
1.3 3D打印机的工作原理及特点 1.3.1 3D打印的工作原理
三维打印技术是使用喷头喷出粘结剂，选择性地将零件的截面印刷在材料粉末上面，最后层层将各个截面粘结起来. 可用于制造复杂形状的模型中空模型，或者制造复合材料或非均匀材料的模型等. 图1是三维打印成型机的剖面示意图. 其工艺是先由铺粉辊从左往右移动, 将供粉缸里的粉末在成型缸上均匀铺上一层. 然后按照计算机上设计好的零件模型，由打印头在第一层粉末上喷出零件底层截面的形状, 然后成型缸平台向下移动一定距离，再由铺粉辊从供粉缸中平铺一层粉末到刚才打印完的粉末层上，然后再由打印头按照第二层截面的形状喷洒粘结剂，层层递进，最后得到的零件整体是由各个横截面层层重叠起来的. 图1 三维快速打印技术工作原理示意图
3D打印的主要工作流程如图2所示, 其中3D建模是3D打印的前提，相当于平面印刷中的原稿，3D建模质量的好坏决定了3D打印的质量. 一般现有的3D建模软件都可以实现建模，比如CADPro/e等矢量建模软件，都可以轻易地实现3D建模. 3D分割将建立的3D模型分成一个个的薄片，每个薄片的厚度由喷涂材料及打印机的结构决定, 厚度一般为几十微米到几百微米不等. 分割工序也是由软件来实现，类似于打印机的驱动程序. 喷墨打印中将成型材料一层层喷涂在基材上. 目前比较流行的做法是先喷一层胶水,然后再在上面撒一层粉末，如此反复, 喷头一般可采用喷墨打印机的喷头， 目前也有一些设备厂商提供专用的喷头. 打印完成后，还需要对打印出来的3D模型进行后处理，比如固化处理剥离模型的修整等等，最终完成所需要的模型的制作. 1.3.2 3D打印的特点
与传统模型制作相比，3D打印具有传统模具制作所不具备的优势，主要表现如下: 1. 制作精度高。 经过20年的发展，3D打印精度有了大幅度的提高。 目前市面上的3D打印成型的精度基本上都可以0.3mm以下。
2. 制作周期短。 传统模型制作往往需要经过模具的设计模具的制作制作模型修整等工序，制作的周期长。 而3D打印则去除了模具的制作过程，使得模型的生产时间大大缩短，一般几个小时甚至几十分钟就可以完成一个模型的打印。
3. 可以实现个性化制作。 对于传统模型的制作，个性化模型的生产就显得力不从心，或者是成本高昂。 而3D打印对于打印的数量没有限制，不管是一个还是多个，都可以以相同的成本制作出来。
5 4. 制作材料的多样性。 一个3D打印系统往往可以实现不同材料的打印，而这种材料的多样性可以满足不同领域的需要。 比如金属石料高分子材料都可以应用于3D打印。 5. 制作成本相对低。 虽然现在3D打印系统和3D打印材料比较贵，但是如果用来制作个性化产品，其制作成本就相对较低了 加上现在新的材料不断出现，其成本下降将是未来的一种趋势。
1.4 发展创新与突破
3D打印被用作经济学人杂志封面，主题为看制造业新技术如何改变世界，详细介绍了3D打印的历史和发展，可见人们对于3D打印成为一项可以改变世界的影响力日益关注。 而 3D打印的价值体现在想象力驰骋的各个领域，人们利用3D打印为自己所在的领域贴上了个性化的标签。人们纷纷展示了如何3D打印马铃薯巧克力小镇模型，甚至扩展到用3D打印汽车和飞机，3D打印行业的发展始终凸显着创新突破这一关键特质，主要表现在以下几个方面。
1.4.1 3D打印应用领域扩展延伸
3D打印的优势在2011年被充分应用于生物医药领域，利用3D打印进行生物组织直接打印的概念日益受到推崇。 比较典型的包括Open3DP创新小组宣布3D打印在打印骨骼组织上的应用获得成功，利用3D打印技术制造人类骨骼组织的技术已经成熟; 哈佛大学医学院的一个研究小组则成功研制了一款可以实现生物细胞打印的设备; 另外，3D打印人体器官的尝试也正在研究中。随着3D打印材料的多样化发展以及打印技术的革新，3D打印不仅在传统的制造行业体现出非凡的发展潜力，同时其魅力更延伸至食品制造服装奢侈品影视传媒以及教育等多个与人们生活息息相关的领域。
1.4.2 3D打印速度尺寸及技术日新月异
在速度突破上，2011年，个人使用3D打印机的速度已突破了送丝速度300mm每秒的极限，达到350mm每秒在体积突破上，3D打印机体积为适合不同行业的需求，也呈现轻盈和大尺寸的多样化选择。 目前已有多款适合办公室打印的小巧3D打印机，并在不断挑战轻盈极限，为未来进入家庭奠定基础。
在ViennaUniversityof Technology的一个研究项目中，该团队设计了迄今为止世界上最小的3D打印设备，并且降低了打印设备的制造成本，也有望未来进驻家庭在大尺寸领域，在德国的3D打印公 司发布了4000x2000x1000mm尺寸的3D打印机，该款大尺寸3D打印机使打印大尺寸部件一次成型成为可能。3D打印技术日新月异，在2011年Lexus对外发布了新3D打印技术，该技术基于高科技循环编织技术，使用激光进行3D打印，能够以编织的方式制作复杂的3D模型
1.4.3 设计平台革新
基于3D打印民用化普及的趋势，3D打印的设计平台正从专业设计软件向简单设计应用发展，其中比较成熟的平台有基于WEB的3D设计平台—— 3DTin，另外，微软谷歌以及其他软件行业巨头也相继推出了基于各种开放平台的3D打印应用，大大降低了3D设计 6 的门槛，甚至有的应用已经可以让普通用户通过类似玩乐高积木的方式设计3D模型。 2 总体方案及结构设计
2.1 引言
3 D打印机,专业领域又称快速原型机,是数字化增材技术。经过几十年发展后的逐渐走向民用市场的技术成果。其推广不仅意味着科技的进步,更为工业制造概念增添了新的内涵,有着广阔的发展前景。
本文拟对3 D打印机的控制结构进行设计,在综合考虑性能与经济性的基础上完成其元件 的讨论与选型。
3 D打印机利用不同的材料打印立体模型,利用计算机软件技术,设计者设计出一个初步模型之后,例如一座建筑亦或是人工心脏瓣膜,之后通过3 D打印机 进行打印。打印的原料种类繁多,有机材料、无机材料均可使用。例如塑料、橡胶等。打印材质视具体情况而定。 3 D打印机在9 0年代中期就出现了。随着科技的发展,它已经投人到各种科技工作的领域当中。通过一层一层堆积的液体和粉末来 生产物体,可以用来制造一次性的机械产品以及模型。牙科医生利用3 D打印机扫描患者的牙齿轮廓后复制出合适的矫正模具;产品生产厂商用它来完成对产品功能的设计,以避免在大规模生产后修改设计;展览馆用它复制真品,以避免真品被参观者损毁。
2.2 总体框架的设计 2.2.1 系统概述
系统由输人设备制定部分参数,从存储设备或者直接从计算机 中得到事先建好的三维模型,由单片机对模型进行分析,切片,建立 必要的支撑结构,再从单片机输出控制指令,控制喷头型材料融化,并通过一定的驱动电路驱动电机,带动喷头进行X、Y、Z三个方向的移动,并控制喷头的喷出系统调节喷出材料的多少。每打好一 层,从外 部设备读取下一层的参数,再打印下一 层,直到全部模型完成。完成 模型的打印之后,还需要后期的材料回收工作。
2.2.2 系统框架
输入设备、存储外设、上位机、温度传感器的测量值----单片机分析----温度控制回路、XYZ各方向电机控制、喷出量控制、显示设备
2.3 温度控制回路设计 2.3.1 打印耗材的选用
为了实现3 D打印机的功能,所选材料也很重要。既要由较低的熔点,也要有较好的粘滞性,同时也需要快速成型。综合考虑,我们最终选择了P L AA /B S耗材。
2.3.2 设计思路概述
7 ABS/PLA耗材熔点为230℃左右,分解温度260℃以上,故其通常成型温度在250℃以下。控制回路使用温度传感器返回当前温度,反馈回路保证了温度保持恒定,控制器统一使用了单片机来输出指令
(3)控制回路方框图如下：
设置的空气温度→单片机→D/A转换器→加热电路→当前温度→温度传感器→A/D转换器→单片机
2.4 x y z三方向控制电机的设计
采用化繁为简的思路,将三维打印转化为二维进而转化为一维 打印。即Z方向采用步进电机,由步进电机固定的 给量算出所需的步进角,用这种方式将三维打印先转化为每一平面内的二维打印,再由Y方向也为步进电机带动,则每一平面内的二维打印又转化为很多条 直线上的一维打印。
2.5 喷头移动及喷出量调节的设计 2.5.1 喷头系统的功能要求
熔融挤出系统对喷头系统的基本要求 是:将成型料丝送人液化器中,在其中及时而充分地熔化,由固态变 为熔融态,然后再进一步从更小直径的喷嘴中以极细丝状挤出,按扫描路径堆积成型。而且送丝速度要与扫描速度相匹配,以保证均匀一 致的材料堆积路径。成型工艺对喷头系统的功能要求可以分解为以下几点: 1) 供应功能:将料丝从丝筒上拉出,提供成型材料; 2) 熔丝功能与料丝送进功能:将送进的固态料丝及时且充分地 熔化成为熔融状态并将料丝送人液化器; 3) 流道功能:提供熔融态材料稳定流动的通道; 4) 定径功能:对挤出熔融态物料进行定径,变为满足要求的细小直径的丝材进行堆积; 5) 出丝速度匹配与出丝起停控制功能:出丝速度可控,能根据扫描速度进行调整,实现互相匹配。出丝应能根据路径扫描要求及时起停,以保证高质量的成型路径,尤其是在路径 起停处。 在采用熔丝挤出方式的工艺原理时,就是借助液化器中未熔丝材的活塞作用,将熔融材料挤出喷嘴,出丝推力近似等于送丝驱动力,所以在此特定的工艺原理中,送丝功能和基础功能是等效的。
2.5.2 喷头实现方法设计
基于所选择的打印耗材,喷出技术采用熔融沉积成型技术,根据片层参数控制加热喷头沿模型断面层扫描,同时控制熔融液体的体积 流量,使粘稠液体物料均匀地铺洒在断面层上。
液化器中使用电热丝提供热量使料丝熔融。熔融挤压快速成型工艺对温度的要求极其严格,喷头出丝温度和成型室的温度严格处于一定的温度范围之内,且一旦设定温度控制值之后,须保证其温度保持在平稳状态,不能产生较大 的扰动,否则成型质量将受到影响。这就
8 要求液化器温度必须保持稳 定。因此,我们需要加入上述的温度控制回路来严格控制液化器的温度。
3 机械结构 3.1 传动方式的选择
直线导轨可分为：滚轮直线导轨和滚珠直线导轨两种，前者速度快精度稍低，后者速度慢精度较高。
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
1)与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。
2)高精度的保证
滚珠丝杠副是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。
3)微进给可能
滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。
4)无侧隙、刚性高
滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。
5)高速进给可能
滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
3.2 转动惯量的计算
滚珠丝杠根据国家标准JB/T9893-1999 选用长度L=1.0m，公称直径D=12mm,公称导程mmPh40 对本系统而言，丝杠传动折算到马达轴上的总惯量为： Jt=Z1+1/i2[Z2+JS+JW](kg.m2)++= 其中i为两齿轮的传动比，此处取i=Z1/Z2=1 其他符号说明如下：
9 Z1——齿轮l 及其轴的转动惯量;J1=0.0018kg.m2 Z2——齿轮2 的转动惯量，取J2=0.0018kg.m2×=; Js——丝杠转动惯量，kg.m2×; Jw----为工作台折算到丝杠上的动惯量; W——工作台重量，工作台轻，取6kg; S——丝杠螺距，4mm; g——重力加速度，9.8m/s2; 圆柱体的转动惯量：J=1/8MD2 M----圆柱体质量; D----圆柱体直径;
而且选用丝杠的密度(类于铁)为7.8g/m3=r; 滚珠丝杠的转动惯量为：
JS=1/4πD2pl*1/8D2=3.14*0.0124*1.0*7800/32=1.59*10-5( kg.m2 ) Jw=6*0.0042/(9.8*4π2)=2.48*10-7( kg.m2 ) 从而 Jt=3*10-3 ( kg.m2)-。
可见，Jt很小——主要由两个齿轮的转动惯量来决定，从而对电机的功率输出要求不苛刻，在功率不高情况下，可以实现高转速。
这是一个小惯量的系统，该系统启动，加速，制动的性能好，反应快，比较理想。 此类电机最高转速一般是3000r/min上下，取3000为参考研究
按360dpi的分辨率来考虑，则每英寸25.4mm对应360个色点，每两个色点的距离为25.4/360=0.07mm,又打印喷头为双排的，所以，打印喷头周期移动距离d=0.07*2=0.14mm，喷墨一次，喷粘剂一次，两个喷头喷出同步;
设定机械精度：0.005mm，对应的脉冲当量: 由i=1，求得丝杆转一圈，喷头前进4mm。则机械精度对应
丝杆转一周，上位机应该发出的指令脉冲为4mm/0.005mm=800(个)
则对应转速约为3000，上位机脉冲能力至少800*3000/60=40000r/s; 对应6000转的转速，则上位机脉冲能力80000r/s，电子齿轮比不变. CMX ：电子齿轮比的分子是电机编码器反馈脉冲。
CDV ：电子齿轮比的分母是上位机的给定脉冲(指令脉冲)。
电子齿轮比=CMX/CDV=(131072×100)/ 80000=6553600/200000=32.8。 在此计算电子齿轮比的目的——电子齿轮比把上位机的给定脉冲要换算成与电机编码器反馈脉冲同等意义的信号，便于控制中心按给定指令要求控制伺服转动定位。此外，通过上位机的脉冲能力的估算，对比实现的可能性，得知我们方案的合理性。
3.3 喷头的选择
10 选用Konica512L型号，实现宽度尽可能满足，分辨率满足，控制X轴方向运动，Y轴方向由另一电机控制，控制方式类似，单次位移为36.1mm,精度控制一样。双排式排列方式，使得走完一个幅面的时间相对于单排式减半，利于打印速度的提高。
4 电机的选择
4.1 伺服电机和步进电机的对比
控制电机的比较与选取：电机控制系统按照运动过程的需要分为驱动伺服和驱动步进两大类。伺服有速度控制和位置控制模式。
4.2交流直流伺服电机对比
在20世纪60年代，最早是直流电机作为主要执行部件，在70年代以后，交流伺服电机的性价比不断提高，逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。控制器的功能是完成伺服系统的闭环控制，包括力矩、速度和位置等。我们通常说的伺服驱动器已经包括了控制器的基本功能和功率放大部分。虽然采用功率步进电机直接驱动的开环伺服系统曾经在90年代的所谓经济型数控领域获得广泛使用，但是迅速被交流伺服所取代。
伺服电机可以考虑直流和交流两种：但直流电动机都存在一些固有的缺点，如电刷和换向器易磨损，需经常维护。换向器换向时会产生火花，使电动机的 最高速度受到限制，也使应用环境受到限制，而且直流电动机结构复杂，制造困难，所用钢铁材料消耗大，制造成本高。而交流电动机，特别是鼠笼式感应电动机没有上述缺点，且转子惯量较直流电机小，使得动态响应更好。在同样体积下，交流电动机输出功率可比直流电动机提高10﹪～70﹪，
此外，交流电动机的容量可比直流电动机造得大，达到更高的电压和转速。 PMSM主要由定子、转子及测量转子位置的传感器构成。定子和一般的三相感应电机类似，采用三相对称绕组结构，它们的轴线在空间彼此相差120度。转子上贴有磁性体，一般有两对以上的磁极。位置传感器一般为光电编码器或旋转变压器。
4.3 负载转矩的计算
PMSM定子转组产生旋转磁场的机理与感应电机是相同的。其不同点是转子为永磁体且n与ns相同(同步)。两个磁场相互作用产生转矩。定子绕组产生的旋转磁场可看作一对旋转磁极吸引转子的磁极随其一起旋转。(同性相斥，异性相吸) 其中θ为失调角，也称功率角;K与定子端电压和转子磁势(磁密)的乘积成正比。Fy和Fs分别是转子、定子的磁势或磁密;p为极对数。
当θ为90度角时，对应最大转矩，称最大同步转矩。对之前我们算得的负载转矩Jt=3.0*10-3kg.m2进行惯量匹配。
根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J × 角加速度a角”。加速度α影响系统的动态特性，α越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。如果α变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。由于马达选定后最大输出T值不变，如果希望α的变化小，则J应该尽量小。
11 传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
通常负载的惯量不要大于电机惯量的5倍，最大不要超过10倍。
对于功率P=2π*nT/60对旋转运动的物体来说，转矩和惯量的关系正如直线运动物体的受力和质量的关系。
4.4 打印速度的初步估计
每打一个，计划在Y轴方向移动10次，使宽度达到361mm=对此，计算喷头走完1个幅面的时间T，计划彩印周期T秒，暂时忽略10次Y方向移动时间，有：
电机一转对应丝杆1转对应10个导程共4mm，360mm需要电机转90r，最高转速时，电机每秒转50r，对应时间为1.8s。则10个来回大约18秒，x轴方向10次加减速，对应总时间6s;走完一个幅面，需要大概24秒，加上其余误差时间，30秒就可以完成一个幅面，T=30s，基本实现1分钟打印2页的要求。
求电机匀加速需要时间。
电机300ms，表示静止加速到额定转速的时间，角加速度为 α=50*2π/0.3=1047rad/s2 M=Ma+Mf Ma=(Im+It)α Mf=μWS/2πηι
式中Ma——电机启动加速力矩;
Jm，Jt——电机自身惯量与负载惯量(kg·m3); Mf——导轨摩擦折算至电机的转矩(N·m) μ——摩擦系数，取0.1;
η——传递机械效率，在此取0.15。
滚动螺旋传动的传动效率取0.95;滚动球轴承传动效率为0.99;齿轮的传动效率为0.93;总传动效率为：
η=0.95*0.99*0.93*0.99=0.866=′′′=h
导轨磨擦折算至电机侧的转矩：Mf=0.1*6*0.004/(2π*0.866*1)=4.4*10-4 需要的输出力矩为: T=Jα+Mf=(3.0*10-3+0.388*10-4)*1047+4.4*10-4=3.18N.m 出力力矩T=3.18，小于最大出力力矩=3.81 ，满足要求。
5 传感器
12 5.1 温度传感器对比
温度传感器的接触式特别适合1200℃以下、热容大、无腐蚀性对象的连续在线测温，并且接触式测温系统结构简单、体积小、可靠、维护方便、价格低廉，并且可以可方便地组成多路集中测量与控制系统。a 上面表分析，非接触时的对于1000摄氏度以下误差较大，应该采用接触式的温度传感器。其中，热敏电阻的铜的温度测量范围在-50~150℃，精度在0.1%~0.3%之间，标准化程度高，精度及灵敏度均较好，对于本设计来讲铜更加适合作为温度传感器。
5.2 机械位置传感器
支持直线运动的传动方式主要就是螺杆，和皮带两种，螺杆的精度比皮带高，载荷也大，但速度低一些。三维打印机的打印头基本不受力，对载荷没有要求，打印机的运动特点时，在水平两个方向上速度越快越好，在垂直方向上精度越高越好，速度无所谓(打完一层才动一次)。因此打印机的传动设计一般都是在水平方向使用皮带(同步带),垂直方向用螺杆。
5.3 压力传感器
压力传感器用于检测两个喷头分别对应的三原色颜料用量和粘剂的用量，还有固体粉末当使用情况检测。但物量不够的时候，反馈，提醒用户加入颜料、粘剂或粉末。对应以上表格，可以采用电位器来做测量，且能达到比较高的精度。
6 3D打印机的优点及面临问题 6.1 3D打印机的优点
3D打印技术主要有以下优点：
1.制造快速 3D打印技术是并行工程中进行复杂原型或者零件制造的有效手段，能使产品设计和模具生产同步进行，从而提高企业研发效率，缩短产品设计周期，极大降低了新品开发的成本及风险，对于外形尺寸较小特异形的产品尤其适用[8]。
2.CAD/CAM技术的集成 快速成型技术集成CAD.CAM激光技术.数控技术.化工材料工程等多项技术,使得设计制造一体化的概念完美实现。
3.完全再现三维效果 经过快速成型制造完成的零部件,完全真实的再现三维造型,无论外表面的异形曲面,还是内腔的异形孔都可以真实准确的完成造型,不再需要再借助外部设备进行修复。
4.材料种类繁多 到目前为止，各类3D打印机设备上所使用的材料种类有很多树脂，尼龙，塑料，石蜡纸以及金属或陶瓷的粉末，能满足绝大多数产品对材料的机械性能需求。 5.创造显著的经济效益 与传统机械加工方式比较，开发成本上节约10倍以上，同样快速成型技术缩短了企业的产品开发周期，使的在新品开发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少，也消除了修改模具的问题，创造的经济效益十分明显。
13 6.应用行业领域广 3D打印技术经过这些年来的发展，在技术上已形成了一套体系，同样可应用的行业也逐渐扩大，从产品设计到模具设计与制造材料工程医学研究文化艺术建筑工程等等都逐渐的使用3D打印技术，使得3D打印技术有着广阔的前景。
6.2 3D打印技术面临的问题
现在3D打印技术的精度约为0.1mm， 而且3D打印机本身的售价偏高，不过随着技术的进步和成本的降低，一台普通3D打印机的成本有望比1985年的激光打印机还要低。生物
3D打印机也面临着诸多挑战，其中之一是其打印出的器官如何与身体其他器官尤其是大的组织更好地结合，因为任何打印出来的器官或身体组织都需要同身体的血管相连，而这可能非常难于实现 ，一旦克服了这个技术障碍，在未来几十年内生物打印技术将成为一项标准技术。
当然，要实现3D打印技术的大规模使用还有不少挑战， 首先是打印材料，它根据打印商品的不同，需要各种特殊种类的金属塑料以及陶瓷等成本比较高 。
产权保护： 3D打印技术的意义不仅在于改变资本和工作的分配模式，而且也在于它能改变知识产权的规则 。该技术的出现使制造业的成功不再取决于生产规模而取决于创意。 然而单靠创意也不够，模仿者和创新者都能轻而易举地在市场上快速推出新产品 。因此，竞争优势可能将前所未有地变得比以前更短。
一旦物品能用数字文件来描述，它们就会变得很容易复制和传播，当然盗版也会变得更加猖獗。 当一个新玩具的草图或一双鞋的设计方案在网上流传时，其知识产权的拥有者会失去更多。因此人们在知识产权领域进行的斗争会更加激烈，并且随着开源软件新的非商业模式的出现，3D打印技术需要比目前更加严谨还是更加宽松的法规还有待验证。 税务问题：过去税务局海关对交易征税都是基于商品的价值。如果将来货物的制造模式都是通过购买3D打印机和耗材，从网上下载设计文件，自行打印出所需的物品，那么传统的征税模式将难以为继 ，未来的税基将很可能从增值税消费税转向个人所得税和营业税。
第二篇：3D打印教学计划
3D打印拓展课程的教学计划
一、指导思想：
加强青少年的全面发展，繁荣校园文化，优化育人模式，实施素质教育，挖掘学生潜能，提高学生特长，让每一位学生都有发展兴趣、展示特长的舞台。3D打印有利于开阔学生视野，激发兴趣，增进知识、提升能力、陶冶情操，有利于培养学生的主体意识，参与意识，合作意识，竞争意识，为学生综合素质的提升提供舞台，进行培养学生自我教育，自我管理，自我服务，组织协调能力等;面向全体学生，全面提升教学质量。
二、学情分析：
本兴趣小组的学生覆盖学校三年级和四年级对3D设计和打印有兴趣的学生，该年龄段的学生对新鲜事物兴趣浓厚，善于探索，敢于质疑，敢于创新，具有一定的自主学习能力，并初步掌握了计算机的基本操作能力。3D打印课程中的构思、设计、建模、实物呈现的过程能够极大地激发他们的学习兴趣，培养他们探究新知的能力。
三、教学软件分析
3D One 是一款专为中小学素质教育开发打造的3D设计软件，该软件界面简洁、功能强大、操作简单、易于上手，重点整合了常用的实体造型和草图绘制命令，简化了操作界面和工具栏，为中小学生提供一个简单易用，自由畅想的3D设计平台。让老师教学更立体，孩子学习更轻松!
本教学计划涉及的知识点有：软件界面、功能区域、文件存取、导入导出、基本实体、草图绘制、草图编辑、特征造型(拉伸、旋转、扫掠、圆角、倒角)、特殊功能(抽壳、实体分割)、基本编辑(移动、缩放、镜像)自动吸附、组合编辑。
四、教学目标：
1、掌握3D打印的基本流程，即建模、格式转换、切片和打印，并学会使用3D One建模软件建模本领。
2、培养学生的动手能力、团队合作能力、表达能力及创新能力。
3、在课程的实践活动中，让学生感知新型技术的无穷魅力及在生活中的应用。
4、拓展学生的创新思维与创新能力，提升审美情趣，主动发现美、欣赏美、创作美。
五、教学方法：
1、展示法、讲授法：通过PPT和多媒体展示、讲解3D创课的内容和意义。
2、任务驱动法：通过教师演示和学生练习完成明确的任务目标。
3、项目教学法。
六、 教学内容安排：
教学时间段：本学期
课时安排：周课时1课时，总计15课时
本课程是一门实践性、应用性很强的课程。突出实践教学，特别是基本技能实践和项目实训。
七、课时安排
第1课
三维设计简介及3D打印机的介绍 第2课
安装软件及3D One界面与主要功能
第3课
我的积木王国 第4课
制作汉诺塔
第5课
我可爱的家(小家具制作) 第6课
小夜灯的设计 第7课
多彩的笔筒 第8课
美丽的花瓶 第9课
各样的茶杯 第10课
我家的电器 第11课
时尚的通讯工具 第12课
美好的回忆(相框制作) 第13课
特别的交通工具 第14课
儿童游乐园 第15课
未来的家园
第16课
梦想与现实(3D打印机的使用)
第三篇：包装印刷课程设计打印
《包装印刷课程设计》任务书
一、目的和要求
通过对原稿(模拟原稿)的分析，结合有关印刷专业课的内容(条件允许时，可通过调研，结合生产现场的实际情况)，制定出完成某一印刷品生产的工艺规程。
制定的印刷工艺规程，应具有理论上的合理性和科学性，力求生产工艺合理，生产成本低廉，生产效率高。通过制定印刷工艺规程，使所学的印刷专业课程的理论系统化，提高课堂教学质量。
为完成“印刷工艺生产实习”大纲的要求，做好先期的准备。
二、基本内容
1、分析原稿：原稿的类别、阶调、色彩特点等。
2、根据对印刷品的复制要求，确定拟采用的印刷方法。
3、画出复制印刷品的印刷工艺流程框图。
4、写出印刷该产品所需要的所有设备(可以到生产现场调查设备的型号、技术指标)。
5、写出需要的印刷材料的名称、规格、性能要求(感光材料、版材、承印物、油墨及其它辅助材料等)
6、按照印刷品的复制要求，确定各有关工序的加工工艺参数(扫描参数、图像处理工作的主要参数、输出参数等，此项可以省略)
7、参考工价表，进行成本核算。(无法核算时，此项可以省略)
8、写出印刷品复制过程中，需要注意(或特别强调)的工艺问题。如果需要特殊加工处理(如模切、制袋等)也需说明。
三、课程设计方法
1、指导教师首先向学生讲述课程设计的目的和要求，发给学生“包装印刷课程设计指导书”、印刷原稿。
2、学生按印刷原稿及其印刷要求，收集、查阅有关资料，条件允许时，可通过调研，结合生产生产实习的经验和体会，完成印刷工艺规程的制定。
四、课程设计基本原理
第三组报纸(内容自定)印刷工艺流程设计;
五、对课程设计报告的要求
写出制定的印刷工艺规程。
制定的印刷工艺规程应具有完整性、理论上的合理性和科学性，力求生产工艺合理，生产成本低廉，生产效率高。
字数不少于3000字。
第四篇：物理化学教学大纲(打印)
物理化学教学大纲
三)教学的重点、难点
1. 重点：化学热力学、化学动力学、电化学、统计热力学。
2. 难点：状态函数间的关系及特定条件下的意义;如何用化学势解决物理及化学变化;可逆电池的理解。
(四)知识范围及与相关课程的关系
物理化学主要解决：① 化学变化的方向和限度问题。② 化学反应的速率和机理问题。为能够定性解释和通过定量计算解决上述问题，必须有一定的无机化学、有机化学、分析化学、高等数学、普通物理的基础知识，通过本课程的学习可提高对前面知识的认识，从而提高分析问题和解决问题的能力。
(五)教材及教学参考书的选用
1、《物理化学》(上、下)，傅献彩、沈文霞、姚天扬(南京大学物理化学教研室)，高等教育出版社,1990。
2、《物理化学简明教程》，印永嘉、奚正楷(山东大学)，李大珍(北京师范大学)，高等教育出版社,1992。
3、《物理化学》，韩德刚、高执棣、高盘良，高等教育出版社，2001。
4、《物理化学电子教案》，南京大学，高等教育出版社、高等教育电子音像出版社。
5、《物理化学—概念辨析²解题方法》，范崇正、杭瑚、蒋淮渭，中国科学技术大学出版社，2002。
6、《物理化学解题指导》，孙德坤、沈文霞、姚天扬(南京大学化学化工学院)，江苏教育出版社，1997。
二、课程内容 绪论 主要内容：
1. 物理化学的内容、特点及学习方法。 2. 物理化学的发展趋势。
3. 物理化学在国民经济中的作用。 学时：1 第一章：热力学第一定律 教学目的和要求：
1. 明确热力学中最基本的概念，如体系与环境、平衡状态、过程与途径、状态函数、功和热、内能、焓及标准生成热等。 2. 掌握各种过程的Q和W计算方法。
3. 根据状态函数的特点，掌握ΔU 、ΔH的计算方法及化学反应热的计算。 4. *了解气体液化的原理。 主要内容： 1. 热力学概论
热力学的内容、方法和特点。 2. 热力学的基本概念
体系和环境、热力学平衡态、状态与状态函数、强度性质与广度性质、过程与途径、热量和功、可逆过程。 3. 热力学第一定律
热力学第一定律—内能的概念、焓、热容和能量均分原理、第一定律对理想气体的应用、*第一定律对实际气体的应用—焦耳•汤姆逊效应，实际气体的△H 和 △U。
4. 热化学
反应进度ξ的定义、热化学反应方程式、等压反应热与等容反应热、赫斯定律、生成热、燃烧热、
*溶解热与稀释热、*自键焓估计生成热、反应热与温度的关系—基尔霍夫定律。
5. *热力学第一定律的微观说明
内能、功、热、热容—能量均分原理。 学时：11 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1. 如何理解可逆过程?
2. 为什么要定义状态函数H?意义何在? 第二章：热力学第二定律 教学目的和要求： 1. 明确第二定律的意义。
2. 明确如何用第二定律引出熵函数。
3. 明确熵和吉布斯自由能变化的物理意义，如何在一定条件下利用它们来判断变化的方向和进度。
4. 掌握热力学基本关系式和吉布斯—亥姆霍兹公式的应用以及ΔG、ΔS的计算。 5. 掌握克拉贝龙方程及其应用。 6. 掌握偏摩尔量及化学势的概念。 主要内容： 1. 热力学第二定律
自发变化的特征、第二定律的克劳修斯和开尔文的说法。 2. 熵
熵的引出、熵增原理、变化方向的判断、各种过程中熵变的计算。
*热力学第二定律的本质和熵的统计意义。
3. 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能定义及变化方向的判断。 4. ΔG的计算
等温物理过程变化中的ΔG、化学变化中的ΔG。
5. 几个热力学函数之间的关系
基本公式、特性函数、麦克斯韦关系式、吉布斯自由能与温度的关系—Gibbs—Helmholtz方程、吉布斯自由能与压力的关系。
6. 单组分体系的二相平衡—热力学对单组分体系的应用
克拉贝龙方程、*外压与蒸汽压的关系。 7. 多组分体系中物质的偏摩尔量及化学势
偏摩尔量的定义、偏摩尔量的集合式，吉布斯—杜亥姆公式。
化学势的定义、化学势与温度、压力的关系、化学势在相平衡中的应用。
*8. 热力学第三定律—规定熵。 9. 不可逆过程热力学简介。 学时：14 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1. 对热力学第二定律如何理解?
2. 一些变化过程中各状态函数的改变值特点如何? 第三章统计热力学* 教学目的和要求：
1. 理解统计热力学的一些基本概念 2. 理解最可几分布的实质
3. 掌握配分函数概念，能利用配分函数计算热力学函数 4. 第三定律的统计意义 主要内容： 1. 概念
统计热力学的研究方法和目的，微观量的统计平均、定位体系和非定位体系、独立子和非独立子、统计热力学的基本假设和基本公式(等几率原理和玻兹曼公式)。 2. 玻兹曼统计
最概率分布，α、β值的推导。
玻兹曼公式的讨论—简并度和粒子等同性修正。 摘取最大项法及其原理。 *费米—狄拉克统计和玻色—爱因斯坦统计简介。 3. 配分函数
配分函数的定义、配分函数与热力学函数的关系、分子配分函数的分离。 4. 各配分函数的求法及其对热力学函数的贡献
原子核、电子、平动、转动、振动配分函数的求法。平动配分函数与理想气体的热力学性质。
*原子晶体热容。分子的全配分函数。 学时：4 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑、自学。 思考题：
1.波尔兹曼统计的基本假设如何?
2.由统计热力学计算结果与实际相差的原因何在? 第四章：溶液—多组分体系在热力学中应用 教学目的和要求：
1. 明确气体、纯溶剂、稀溶液中各组分标准态的选择，了解活度和逸度的意义及求法*。 2. 从化学势推导出冰点下降、沸点升高、渗透压及分配系数。 3. 会用牛顿图计算逸度系数 4. *会用蒸汽压数据计算活度 主要内容：
1. 稀溶液中的两个经验定律—拉乌尔定律、亨利定律。 2. 混合气体中各组分的化学势
理想气体的化学势—气体的标准态。 非理想气体的化学势—逸度的概念。
***逸度系数的求法。
3. 理想溶液和稀溶液 理想溶液中各组分的化学势、理想溶液的通性。
稀溶液中各组分的化学势—溶剂和溶质的标准态选定，稀溶液的依数性。 4. *理想溶液和稀溶液的微观说明 5. 非理想溶液
非理想溶液的化学势—活度、*活度的测定、*渗透系数、*超额函数。 6. *杜亥姆—马居耳公式。
7. 分配定律—溶质在互不相溶的两相中的分配。 学时：8 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1. 理想溶液和理想气体的模型有何不同?
2. 各组分化学势的表示式如何?其物理意义是什么? 第五章：相平衡 教学目的和要求：
1. 明确相、组分数，自由度和相律的意义。 2. 明确物系点与相点及其关系。 3. 能用化学势讨论相平衡问题。
4. 能看懂不太复杂的相图并能用相律进行分析。
5. 了解相图的绘制及应用，能解决提纯和萃取的一些实际问题。 主要内容：
1. 多组分体系平衡的一般条件。 2. 基本概念
相、组分、自由度、相律及其推导。 3. 单组分体系
水的相图、*硫的相图、*超临界态萃取的应用简介。 4. 二组分气—液体系的相图及其应用—蒸馏原理
理想的完全互溶双液系，杠杆规则，非理想的完全互溶双液系，部分互溶双液系，不互溶双液系—水蒸气蒸馏原理。 5. 二组分固—液体系的相图及其应用
热分析法和溶解度法绘制具有低共熔点的相图。
形成化合物，完全互熔的固熔体，部分互熔的固熔体，*重结晶、*区域熔炼。 6. *三组分体系的相图及其应用
等边三角形坐标，部分互溶的三液体体系，二盐—水体系，盐类的提纯、萃取过程及应用实例。 学时：8 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1. 相律的关系式如何?n的意义如何? 2. 如何用相律分析相图? 第六章：化学平衡 教学目的和要求： *1. 能用化学势导出平衡常数的热力学表达式。 2. 能用化学反应等温方程判断化学反应的方向。 3. 能用标准生成吉布斯自由能求算平衡常数。
4. 掌握各种因素(温度、压力、惰性气体)对平衡的影响。 5. 了解非电解质溶液反应的ΔG 的意义及其计算。 6. 了解统计热力学中学到的方法计算简单的平衡常数。 主要内容：
1. 化学反应的平衡条件和化学反应的亲和势。 2. 化学反应的平衡常数和化学反应的等温方程式。
气相反应的平衡常数—化学反应的等温方程式，溶液中反应的平衡常数。 3. 平衡常数及其应用
化学平衡常数的热力学表达式及与经验平衡常数的关系(包括气体、复相体系)
*平衡常数的测定及平衡转化率的计算。
4. 平衡常数的计算
标准生成吉布斯自由能法。
*配分函数和自由能函数。
5. 平衡常数与温度的关系。 6. 外界条件对平衡的影响
温度的影响、压力的影响、惰性气体的影响。 7. 同时平衡。 8. *反应的耦合。 9. 生物能力学简介。 学时：8 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1. 根据公式 △rGm°=-RT㏑Ka , △rGm°是否为平衡状态下吉布斯自由能的变化值? 2. 若选取不同的标准态，则µ0(T)值就不同,则△rGm°、Ka也不同，计算出来的△rGm值会改变吗? 第七章：电解质溶液 教学目的和要求：
1. 掌握离子在溶液中的导电行为。
2. 明确离子迁移数的意义及常用的测定方法。
3. 了解迁移数与摩尔电导率，离子迁移率之间的关系。 4. 弄清楚电解质的离子平均活度系数的意义及其计算方法。 5. ***了解强电解质溶液理论(主要是离子氛的概念)并会使用德拜—休克尔极限公式。
主要内容：
1. 电解质溶液的导电
电导、电导率，摩尔电导率。 离子独立移动定律和离子电导。
*电导率的测定。
2. 离子的电迁移和迁移数 离子的电迁移现象，离子迁移率和迁移数，离子迁移数的测定。 3. 强电解质理论简介
电解质的平均活度和平均活度系数。 离子强度。
*德拜—休克尔理论及其发展。
学时：7 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1. 在电解质溶液中，电导率与摩尔电导率与溶液浓度关系有何不同?为什么?而混合溶液呢?
2. 迁移数的定义如何?还可用哪些关系式表示? 第八章：可逆电池的电动势及其应用 教学目的和要求：
1.掌握电极电势和电池电动势有关计算。
2.能根据电池写出电极、电池反应，并会计算与电池电动势有关的热力学量。 3.能根据简单的化学反应设计电池。
4.了解电动势产生的机理及电动势测定的一些应用。 主要内容：
1. 可逆电池和可逆电极
可逆电池的条件，可逆电极的类型，可逆电池的书写方法，可逆电动势的测定，可逆电池的热力学。
2. 电极电势和电池的电动势
电动势产生的机理，标准氢电极和标准电极电势。 3. 浓差电池和液体的接界电势的计算公式。 4. 电动势测定的应用
求难溶盐的活度积，测定离子平均活度系数r±，测定溶液pH值。
*电动势—pH值图及其应用，离子选择性电极，*生物电化学，*化学电池的应用。
学时：11 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1. 研究可逆电池的意义如何?
2. 了解可逆电动势产生机理对电极电势的认识有何意义?
3. 电化学与热力学联系的主要桥梁是什么?如何用电动式法测定热力学数据? 第九章：电解及极化作用 教学目的和要求：
1.明确极化产生的原因，了解超电势在电解中的作用 2.能计算一些简单的电解分离问题 3.了解金属腐蚀的原因及防腐的方法 主要内容：
1.分解电压与极化作用 2.电解时电极上的反应
金属的析出与氢的超电势，塔菲尔公式，氢析出的反应机理，溶液中金属离子的分离 3.金属电化学腐蚀与防腐 电化学腐蚀，防腐，钝化 *化学电池 学时：6 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1. 什么是超电势?它是怎样产生的?如何对待该问题? 2. 金属防腐有哪些方法?这些防腐方法的原理有何不同? 第十章：化学动力学
(一) 教学目的和要求：
1. 掌握反应速率的表示法，了解基元反应、反应级数和反应分子数等的概念。
2. 了解简单级数反应的速率公式的特点，能够从实验数据求反应级数和反应速率常数。 3. 明确活化能的概念、求法以及它对反应速率的影响。
4. 了解几种复杂反应的动力学公式，对其中比较简单的反应能根据稳态近似法和平衡假设法导出反应速率方程。
5. 了解由动力学方法讨论反应历程的方法。 主要内容：
1. 化学动力学的任务和目的。 2. 基本概念
反应速率的表示方法，基元反应，反应分子数，反应级数。 3. 反应速率和浓度的关系
质量作用定律，速率常数，具有简单级数(一级、二级、三级、零级)的反应及其特点。 反应级数和反应速率常数的测定。 4. 复杂反应
对峙反应、平行反应、连续反应、链反应(包括稳态近似法和平衡态假设法)。 5. 反应速率与温度的关系
阿累尼乌斯经验式，阿氏活化能的概念，活化能的求算与估算。 活化能对反应速率影响。 6. 拟定反应历程的方法简介。 学时：12 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1. 化学动力学的研究意义如何?化学动力学和化学热力学的研究内容、方法有何不同?
2. 反应速率是如何定义的?不同速率常数间的关系如何?受温度的影响如何? 第十一章：化学动力学
(二)* 教学目的和要求：
1.了解碰撞理论、过渡态理论和单分子反应理论的基本内容。
2.明确表观活化能、阈能、势垒能、活化焓变的物理意义及相互关系 3.
4.了解溶液中的反应溶剂对反应的影响
5.了解快速反应常用的测试方法及弛豫时间 *6.了解光化学反应的特点及量子产率的计算
7.了解催化反应的特点和常见的催化反应类型。 主要内容： 1. 碰撞理论
刚球碰撞模型，碰撞频率，碰撞参数，碰撞截面，阈能εc，反应阈能与实验活化能的关系
由碰撞理论计算反应速率的基本关系式，概率因子。 2. 过渡态理论
势能面，由过渡态理论计算反应速率，阿氏活化能Ea及Ec、Eb、Eo、ΔSm的物理意义，它们之间的相互关系。 3. *单分子反应理论
林德曼单分子反应的碰撞理论，RRKM理论。 4. *分子反应动态学简介
研究分子反应的实验方法，分子碰撞与态—态反应。 5. 溶液中进行的反应
溶剂对反应速率的影响，原盐效应，扩散控制反应*。 6. 快速反应的测试
弛豫法，闪光光解。 7. 光化学反应
光化学定律，量子效率，光化学平衡和温度对光化学反应的影响。 8. 催化反应动力学
催化剂与催化作用，均相酸碱催化，络合催化，酶催化反应，自催化反应和化学振荡,药代动力学简介*。 学时：4 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑、自学。 思考题：
1. 碰撞理论和过渡态理论对化学动力学发展的意义如何?有哪些方面需要进一步研究?
2. 各类反应的特征如何? 第十二章：界面现象 教学目的和要求：
1.掌握界面现象中的基本概念如：界面自由能，接触角、润湿、铺展、吸附、表面活性等。 2.掌握兰缪尔单分子层吸附理论。了解BET多分子层吸附理论，能根据吸附公式计算固体表面积。
3.掌握吉布斯吸附公式的应用及了解其推导过程。
4.能用界面现象的一些知识解释日常生活中碰到的界面现象。 5.了解多相催化动力学的基本特点。 6.了解表面活性剂的一些重要作用。 主要内容： 1.基本概念
分散度和表面积，界面张力和界面吉布斯自由能。 2.气—液界面
*
*
*
**
≠r
Hm 、Δ
θ≠r弯曲表面下的附加压力—Young—Laplace公式。 弯曲表面上的蒸汽压力—Kelvin公式。 3.*液—液界面
溶液的表面张力与浓度的关系，吉布斯吸附公式，吸附层的结构，不溶性表面膜。 4.*固—液界面
液体的铺展，接触角与润湿作用，固体在溶液中的吸附。 5.气—固界面
*吸附作用的类型及吸附等温线，兰缪尔单分子层吸附理论，BET多分子层吸附理论要点，固体表面积测定，吸附现象的本质—化学吸附与物理吸附，化学吸附热，*吸附和解吸速率方程，气—固表面催化反应。 6.表面活性剂
定义，种类和结构，亲水性和憎水性的估计，表面活性剂的几种重要作用。 学时：8 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1. 表面张力的物理意义如何?研究的重要性? 2. 吸附的特征?如何理解催化反应动力学的机理? 第十三章：胶体分散体系和大分子溶液 教学目的和要求：
1 了解胶体分散体系的基本特征，在动力学、光学、电学等方面的基本特点。 2 了解溶胶在稳定性方面的特点及聚沉作用。 3 了解乳状液的种类及乳化剂的作用。
4 了解大分子的分子量，分子量分布及分子量测定方法。 主要内容：
1 胶体分散体系概述
胶体的分类，基本特征，溶胶的制备和净化。 2 *溶胶的动力学性质
布朗运动，扩散和渗透压，沉降和沉降平衡。
3 溶胶的光学性质
丁铎尔现象和雷利公式。 4 溶胶的电学性质
电泳和电渗现象，流动电势和沉降电势，双电层和电动电势。 5 溶胶的稳定性和聚沉作用
溶胶的稳定性，聚沉作用，影响聚沉作用的一些因素，*胶体稳定性的DLVO理论简介。 6 7 8 9 *乳状液
定义及种类，乳化剂的作用，乳状液的转化和破坏。 大分子概说。
大分子的相对分子质量。
聚合物的平均相对分子质量，分子量的测定和分布。 唐南平衡。 ***学时：7 主要教学环节的组织：课堂讲授、习题、讨论、答疑。 思考题：
1.胶体的基本特性如何?它表现出哪些性质?
第五篇：教育教学工作总结计划打印
教育教学总结
本学期的教学工作还是很顺利的。然而，再来一次的过程绝不是简单的重复，而是一个再加工，一个深入提炼的过程!以下就关于动能定理的一节复习课为例，来谈我的几点想法。
1对所选题做精加工，以往我在做复习课选题时往往是从练习册或其他复习资料上拿现成的题来讲，可以做到难度由浅入深，思维层次逐步展开逐步递进!但不会考虑题目本身与学生的贴合程度。而本学期因为有了之前的备课工作作为基础，完全可以有大量的时间和精力去琢磨学生、课堂与所选题目的自然结合，如果哪道问题太突兀或者有题意新颖但提问不合我课堂之意的，我都可以对所选题目进行修改调整，甚至可以按照自己的需要编一个问题，等等!然而，这是一轮时精力所不及的，是教学思维有局限而难以做到的!
2 对题目的宏观把握，在之前的教学中常常是就题讲题，题目自身与动能定理知识相关，可在讲解中并不会把动能定理的精髓融入题中，更有自己为自己讲明白题就过去的“嫌疑”。本学期中，在对所选题目的处理方面做得就要细致很多，首先是对题目的设问针对性强，在讲解题目时注重引发学生思考，引导学生自主解题，而我要做到点出题目关键难点。这样一来，也实现了把课堂还给学生的新课程理念!
3对整节课思路的整合，在第一轮教学中，每节课的教学思路基本上都是在讲完课之后才能形成，而每一个教案也都是在讲课之后加工过的才有意义，在备课中就形成完整、成熟、成功的体系是不多见的(至少我就是这样的)。可是，这个学期中结合已有的教学经验不断完善、提升是一个相当难得的机会。就本节复习课而言，在讲课之前我就预料到了学生会在哪个地方问题比较多，其实选题的时候就有意针对学生会出现的问题取材。所以，备课时就早已将每道题对应的难点和该题提示到的注意点易错点整理好，为课上做好了充分的准备!
总之，在本学期的教学中，我还是获益匪浅的啊!
王亚彬
教学工作总结
高三组王亚彬
教学计划
今年是本届学生的第一年。学校及教研组给我们年轻特岗教师很多机会与发展空间，使我在每一次教学活动中都能取得一定的教学经验。
在教育教学中逐渐能够依据教学目标把握教学任务和重难点，领会新课改精神的前提下备好教材、备好学生、备好教法，并形成自己独特的教学风格。能掌握一般的教学规律和教学方法，依据县里推行的导学案利用多种方法组织学生进行科学探究学习，并注意培养学生具有良好的学习习惯。能观察自己的教学，进行自我分析、自我反思发现问题，促进了有效教学。但是,教学管理水平还需要提高。在课堂教学中对学生的管理效度不高，在培养学生行为习惯方面还缺乏更多的策略,对学生的教育还要进一步细致深入。
数学教师专业发展是教师人生价值实现的过程，是教师在充分认识教育意义的基础上，不断提升精神追求，增强职业道德，掌握教育规律，拓展学科知识，强化专业技能和提高教育教学水平的过程。美国著名教育家布莱克曼指出：“不论时代如何演变，不论是自发的还是受赞助的，教师始终都是持续的学习者，这种学习就是专业发展。”我相信有眼界才有境界，有思路才有出路。
随着教育改革大形势的深化，教师自身的发展就显得尤其重要，“凡事预则立,不预则废”，做任何事情，只有在做之前有一个明确的目的和方向，才能在开展的时候能够比较顺利地进行。鉴于以上情况，特制定教师个人的两年发展规划，为自己今后的发展指明方向。
自身专业水平方面： 通过自培和校培的结合，实现个人理论、水平、专业知识水平和实践教育教学能力的进一步提高和创新;努力使自己成为一名素质好、师德水平高、专业知识宽厚、具有正确的教育理念和高度的专业精神、富有创新精神和实践能力的教师;进一步加强理论学习和教学实践，深入的开展主题教研活动;积极参与教科研，认识教科研的意义，以很高的热情投入到教研的工作中来。
课堂组织教学方面：用好导学案，巧练课堂教学基本功,确保教育教学质量稳步地向前发展;积极参与各类教研活动，提高自身教学业务素质;积极推进素质教育，学生形成乐学、善学的局面;优化课堂教学过程，探索适合新时期的教学模式;以先进的教育理念和科学理论为指导，在教育教学的实践中摸索出一套适合数学学科的教法。
具体措施如下:
1、认真备课，对导学案进行二次备课。不但备学生而且备教材备教法，根据教材内容及学生的实际，设计课的类型，拟定采用的教学方法，并对教学过程的程序及时间安排都作了详细的记录，认真写好教案。每一课都做到“有备而来”，每堂课都在课前做好充分的准备，课后及时对该课作出总结，写好教学后记。
2、增强上课技能，提高教学质量，使讲解清晰化、条理化、准确化、条理化、准确化、情感化、生动化、做到线索清晰，层次分明、言简意赅、深入浅出。在课堂上特别注意调动学生的积极性，加强师生交流，充分体现学生的主体作用，让学生学得容易、学得轻松、学得愉快;注意精讲精练，在课堂上老师讲得尽量少，学生动口动手动脑尽量多;同时在每一堂课上，都充分考虑每一个层次的学生学习需求和学习能力，让各个层次的学生都得到提高。
3、虚心请教其他老师。在教学上，有疑必问。在各个章节的学习上都积极征求其他老师的意见，学习他们的方法，同时，多听老师的课，做到边听边想，学习别人的优点，克服自己的不足，并常常邀请其他老师来听课，征求他们的意见，改进工作。
4、认真批改作业，布置作业做到精读精练。做好课后辅导工作，注意分层教学。一步步学习数学学科专业理论知识，提升自我的专业水平和处理教育、教学实际问题的能力。写教学札记、读书笔记，不断提升自己的理论水平。
高一组
王亚彬
教学计划
高一组
王亚彬