Муниципальноебюджетное общеобразовательное учреждение
средняяобщеобразовательная школа Уська-Орочского сельского поселения
Ванинскогомуниципального района Хабаровского края
(МБОУ СОШ с.Уська-Орочская)
Индивидуальныйпроект
«3Dпринтер – технология будущего»
Автор: Волгина Екатерина,
ученица 9 класса
Руководитель: Батомункуева Ирина Аюровна,
учитель информатики
2019г.
Уська-Орочская
СОДЕРЖАНИЕ
1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ 3DПРИНТЕРА.. 5
6. СОЗДАНИЕОБЪЁМНОЙ МОДЕЛИ НА 3D ПРИНТЕРЕ.. 15
1.
ВВЕДЕНИЕ
В повседневную жизнь 3D пришло к нам в начале новоготысячелетия. Мы, естественно, связываем это определение с киноискусством илимультипликацией. Но данная технология охватывает гораздо больше спектров нашейжизни. Итак, что же такое 3D принтер, и, что представляет собой печать на такомустройстве? 3D принтер – это устройство, которое создает изображение втрехмерном измерении. Но для начала разберемся в истории. Появление на рынке 3D-принтеровознаменовало новую эпоху. Если раньше продукция, разработанная на базе высокихтехнологий, в бытовом хозяйстве позволяла решать привычные задачи, то в случаес трехмерной печатью предлагается новый способ применения устройств.Разумеется, новым он является только для рядового пользователя, так как впромышленности и на производственных предприятиях схожие технологиииспользуются давно. Но в любом случае печать на 3D-принтере значительнорасширяет возможности потребителя, к освоению которых, как показывает практика,готовы далеко не многие. Во многом это связано со сложностью технологическойреализации аппаратов, а также с нюансами их эксплуатации. Но самые интересныевопросы касаются пользы от таких принтеров. Какие изделия позволяет создаватьданное устройство? Для каких целей его продукцию можно использовать? И как работает3D-принтер? Это важные вопросы, так как трехмерная печать все же являетсянедешевым удовольствием. По сравнению с традиционными принтерами, которыевыводят электронный текст на бумагу, 3D-устройства обеспечивают выводтрехмерной информации, то есть создают объекты с реальными физическимипараметрами. Собственно, для понимания того, как работает 3D-принтер, следуетрассмотреть этапы изготовления твердых предметов с его помощью.
Поэтому приобретать соответствующее оборудованиеради любопытства, мягко говоря, нецелесообразно. По крайней мере, стоитдетальнее вникнуть в рабочие процессы печати и выяснить, какую пользу от нихможно ожидать.
Актуальностьисследования в том, что технология3D-печати не перестает будоражить умы своих последователей. Они описывают мир,где одежду не будут покупать в магазинах, а будут скачивать в Интернете ираспечатывать. Мир, где каждый сможет создавать вещи по собственномуусмотрению.
Противоречие:3D-печать – это инструмент для расширения возможностей. Широкое использованиепотенциала трехмерной печати позволит экономить средства и время, а такжеповысить производительность.
Проблема: Есть ли будущее у 3D принтера? И как эта техника будет служитьчеловеку? На благо ему или нет?
Объект исследования:3D принтер
Предметисследования: возможности 3D принтер
Цель исследования:теоретическое обоснование теории создания, практического использования иэффективности технологии 3D печати
Задачи:
1. Изучитьисторию создания 3D принтера.
2. Изучить принцип работы 3Dпринтера.
3. Изучить различные технологии печати 3Dпринтера.
4. Выяснитьобласть применения 3D принтера.
5. Провестианкетирование среди учащихся с целью проверить знания о 3D принтере.
6. Создатьобъёмную модель на 3D принтере.
Гипотеза: Предположим, что возможности 3D-принтера очень велики на данныймомент, поэтому в будущем, вероятно, он будет очень востребован.
Методы исследования: Изучение информации, полученной из Интернета, наблюдение,сравнение, анкетирование.
Этапы исследования:
|
Этапы |
Сроки |
Цели и задачи |
|
1. Погружение в проект
|
Январь 2019 г. |
Цель: подготовка к проектной деятельности. Задачи: – определение проблемы, темы и целей проекта. |
|
2. Планирование деятельности
|
Февраль 2019 г. |
Цель: пооперационная разработка ИП Задачи: – определение источников информации, способов сбора и анализа информации, вида продукта и возможных форм презентации результатов ИП, сроков презентации; – установление процедур и критериев оценки результатов и процесса. |
|
3. Осуществление деятельности по решению проблемы |
Март 2019 г. |
Цель: разработка ИП. Задачи: – самостоятельная работа по задачам ИП; – промежуточные обсуждения полученных данных на консультациях. |
|
4. Оформление результатов |
Апрель 2019 г. |
Цель: структурирование полученной информации и интеграции полученных знаний, умений, навыков. Задачи: – анализ и синтез данных; – формулирование выводов. |
|
5. Защита проекта
|
Май 2019 г. |
Цель: демонстрация материалов, представление результатов. Задачи: – подготовка презентационных материалов; – подготовка публичного выступления; – презентация ИП. |
На защитувыносится исследовательская работа «3D принтер –технология будущего», в котором изучаетсяистория создания 3D принтеров,их принцип работы, технологии и возможности их применения.
Новизнаиндивидуального проекта в том что, темаи вопрос 3D-печать на сегодняшний деньостаются не менее актуальными. Я решила сделать данную работу, чтобы учащиеся,заинтересованные данной темой, имели больший объём знаний о 3D принтерах.
Практическая значимостьданного исследованиязаключается в том, что оно может быть полезно в качестве просветительскогоматериала, а также для уроков информатики.
1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ 3D ПРИНТЕРА
К середине 90-хгодов прошлого столетия в мировой экономике сложилась интересная ситуация:фирмы-конкуренты стали не просто бороться за потребителей продукции, нобуквально выполнять любые их пожелания. Самое важное, что в итоге однообразнуюпродукцию – например, часы и автомобили – прекратили приобретать миллионнымипартиями.
Объем продаж сзаводов-производителей сократился до нескольких тысяч штук в одной партии. Этоознаменовало начало эпохи мелкосерийного производства. В конечном итогекомпании обнаружили, что разработка форм, лекал и прототипов для все новых иновых моделей обходится весьма дорого.
Примерно тогда жестановятся популярными устройства, способные быстро и с минимумом затратизготавливать модели, — станки с ЧПУ, числовым программным управлением. Многие из них так и остались в секторепроизводства, но интенсивное развитие отдельной ветви «эволюции» привело кпоявлению офисных принтеров объемной печати – так началась история развития3D-печати.
Самым первым устройством для создания 3D-прототиповбыла американская SLA-установка (Service Level Agreement), разработаннаяи запатентованная Чарльзом Халлом в 1986 году и использующая стереолитографию. Это одна из технологий 3D-печати, т.е. воссозданиятрехмерного объекта по компьютерной модели. Благодаря ей время, необходимое напревращение несложной конструкторской идеи в пластмассовую деталь, можетсоставлять всего несколько часов. При этом точность и затраты на реализациютакого проекта имеют потрясающие соотношения цена – качество. Это ещене был первый 3D-принтер в современном понимании, но именно она определила, какработает 3D-принтер: объекты наращиваются послойно.
Халл сразу же создалфирму 3D Systems, которая изготовила первое устройство объемной печати под названием StereolithographyApparatus (Аппарат для стереолитографии). Первой моделью этой машины, имевшейширокое распространение, стала разработанная в 1988 году SLA-250. Понятноедело, что и такой 3D принтер цветным не был, а работал лишь с сырьём одного цвета, нодля того времени и это было сродни чуду.
В 1990 году былиспользован новый способ получения объемных «печатных оттисков». Печатный лист оттиск (л/отт, листооттиск) является единицейизмерения количества печати. За учётную единицу печатного листа оттискапринят оттиск, отпечатанныйодной краской на однойстороне бумажного листаформатом 60х90 см –метод наплавления (метод определения отклонении деформационных марок поизменению горизонтального угла и расстоянию от опорных знаков до марок во времени). Его разработали Скотт Крамп, основатель компанииStratasys, и его жена, продолжившие развитие 3D-печати.
После этого сталиактивно использоваться понятия «лазерный 3D-принтер» и «струйный 3D-принтер».
Современныйисторический этап развития 3D-печати стартовал в 1993 году с созданием компанииSolidscape. Она производила струйные принтеры, которые предшествовалитрехмерным. В 1995 году двумя студентами Массачусетского технологическогоинститута был модифицирован струйный принтер. Он создавал изображения не набумаге, а в специальной емкости, и они были объемными. Тогда же появилосьпонятие «3D-печать» и первый 3D-принтер. Этот метод был запатентован, и теперьиспользуется в созданной теми же студентами компании Z Corporation, а также вExOne. Z Corporation до сих пор производит 3D-принтеры, использующие эту технологию.
История создания3D-принтера продолжилась появлением технологии подназванием PolyJet, основанной на использовании фотополимерного жидкого пластика(расходный материал для трёхмерной печати по технологии SLA). При такомспособе печати головка «рисует» слой фотополимера, который моментальнозасвечивается лампой. Метод оказался выигрышным по многим параметрам: цена егозначительно ниже, а высокая точность дает возможность изготовления не простомоделей, но готовых к применению деталей.
С течением времениразвитие индустрии 3D-печати ускорялось, появлялись новые фирмы производители3D-принтеров, вносящие свой вклад в ее разработку, использовались новыематериалы и принципы, размеры и цены устройств становились все меньше – первые3D-принтеры были огромны, сейчас же они умещаются на столе (исключая разве чтопромышленный 3D-принтер). Современный трехмерный принтер все больше становитсяпохож на обычный, печатающий на бумаге, по внешнему виду и технологии нанесения«красящего» вещества. Печатаемые им модели отличаются еще и высокой прочностью,поэтому могут применяться в качестве готовых изделий.
Сейчас 3D-принтер может занимать оченьмало места, конечно, это зависит от его назначения. В начале развития ценатакого принтера была доступна разве что очень крупным компаниям, теперь желюбой человек может приобрести 3D-принтер, цена которого в среднем $1000.История 3D-принтера еще не окончена, и самое интересное – впереди.
На основе изученного, я могу сделать вывод, что 3Dпринтеры появились к середине 90-х годов 20 века, но уже успели привлечь к себенемалое внимание людей. Хотя определение «3Dпринтер» появилось совсем недавно. Самым первым устройством для создания3D-прототипов была американская SLA-установка (Service Level Agreement), разработаннаяи запатентованная Чарльзом Халлом в 1986 году. Онаопределила, как работает 3D-принтер: объекты наращиваются послойно. Первое устройство было создано в 1988 году, но первый 3Dпринтер не был цветным и работал с сырьём одного цвета. В 1995 году двумястудентами Массачусетского технологического университета был модифицированструйный принтер. Я узнала, что он создавал изображения не на бумаге, а вспециальной емкости, и они были объемными. Современные3D принтеры могут занимать мало места, быть маленькими и большими,это зависит от их назначения, а самое главное теперь 3Dпринтеры доступны для людей.
2. ПРИНЦИП РАБОТЫ
3D-принтер состоит из корпуса, закрепленных на немнаправляющих, по которым перемещается печатающая головка с помощью шаговыхдвигателей, рабочего стола, на котором выращивается изделие; и всё этоуправляется электроникой.
Рис.1
1– корпус
2– направляющие
3– печатающая головка
4– шаговые двигатели
5– рабочий стол
6- электроника
Как работает 3D-принтер: нить (филамент) поступает впечатающую головку (экструдер), в которой разогревается до жидкого состояния ивыдавливается через сопло экструдера. Шаговые двигатели с помощью зубчатыхремней приводят в движение экструдер, который перемещается по направляющим инаносит пластик на платформу слой за слоем, снизу вверх. В итоге ваше изделие растётслой за слоем.
Рис.2
1– нить
2– печатающая головка
3– направляющие
4– платформа
5- изделие
Для начала работы (печати) на 3D-принтере, будущийпредмет необходимо нарисовать, причем во всех трех измерениях. Делается это спомощью специальных программ, называемых CAD-редакторами или САПР («Системамиавтоматизированного проектирования»). Когда дело доходит до 3D-печати, такиемодели подвергаются «слайсингу», то есть разбиваются на отдельные слои спомощью специальных программ, так и называемых – слайсеры. Принтеры «рисуют»по-разному.
Слайсер составляет специальную программу для3D-принтера. В этой программе принтеру рассказывается, как нужно печататьмодель – куда двигаться экструдеру, с какой скоростью выдавливать пластик,какая толщина слоев будет у модели и другие параметры. Вся программа дляпринтера сохраняется в файл под названием g-code. Дальше через флеш- карту илиUSB провод программа загружается в 3D-принтер и запускается печать.
Поток подается в печатающую головку, где плавится ивыдавливается через тонкое сопло. Головка передвигается в двух плоскостях,вырисовывая нитью целый слой – один из срезов предмета. Закончив один слой,принтер приподнимает головку или опускает платформу, а затем начинает печататьновый слой поверх только что нанесенного. Так, слой за слоем, срез за срезом,выращивается копия оригинального предмета.
В основу принципа работы 3D принтера заложен принциппостепенного (послойного) создания твердой модели, которая как бы«выращивается» из определённого материала. Плюс 3D печати перед привычнымиспособами построения моделей – высокая скорость, простота и относительно небольшаястоимость.
Например, для создания 3D модели или какой-либо деталивручную может понадобиться довольно много времени – от нескольких дней домесяцев. В итоге значительно возрастают расходы на разработку, увеличиваетсясрок от разработки изделия до его серийного производства. 3D технологии жепозволяют полностью исключить ручной труд и необходимость делать чертежи ирасчёты на бумаге – ведь программа позволяет увидеть модель во всех ракурсахуже на экране, и устранить выявленные недостатки не в процессе создания, какэто бывает при ручном изготовлении, а непосредственно при разработке и создать модель за несколько часов. При этом возможность ошибок,присущих ручной работе исключается.
На основе изученногоматериала, я узнала, что 3D печать начинается с создания виртуального шаблона накомпьютере с помощью специальной программы. Далее происходит обработкапрограммным способом модели с целью ее разделения на слои. После этого в работувступает техническая часть принтера, послойно формируя массу из композитногопорошка (порошок, каждая частица которогосостоит из макрообъемов нескольких компонентов, отличающихсяпо химическому составу, и идентична по качественному составу всемостальным частицам) для дальнейшегоизготовления предмета. По мере заполнения специальной камеры материалом осьпринтера распределяет массу по рабочей поверхности. После формирования каждогослоя головка устройства накладывает клеевую основу. Повторяется этот процесс домомента, пока не будет выполнен объект, разработанный в программе для печати.Важно учитывать, что изготовление на 3D-принтере может выполняться по разнымтехнологиям. Соответственно, меняется и техника печати, и свойстваиспользуемого материала, а также подходы к программной реализации задачи.
3. ТЕХНОЛОГИИ3D ПЕЧАТИ
Печать на 3D принтерахможет осуществляться разными способами, в зависимости от используемогоматериала.
Технология SLA. Эта технология позволяетнаиболее быстрое построение объектов. Технология использует фотополимер, накоторый направляется лазерный луч, после чего материал затвердевает. Послеотвердевания изделие можно легко обработать (склеить, окрасить и т. д.).
Плюсы:
· можно получить очень высокоеразрешение печати, т. е. достичь хорошей точности при изготовлении моделей,которая по вертикали зависит в основном от возможностей элеватора, погружающегоплатформу, и обычно составляет 100 мкм, а в лучших аппаратах и меньше, до 25–50мкм; по горизонтали точность определяется фокусировкой лазерного луча, вполнереальным является диаметр «пятна» в 200 мкм; соответственно и качествоповерхности даже без дополнительной обработки получается высоким;
· можно получать очень большие модели, размером до 150×75×55 см ивесом до 150 кг;
· механическая прочность получаемых образцов достаточно высока, онимогут выдерживать температуру до 100 °С;
· очень мало ограничений на сложность модели и наличие у нее мелкихэлементов;
· малое количество отходов;
· легкость финишной обработки, если таковая вообще потребуется.
Минусы:
· ограниченный выбор материалов для изготовления моделей;
· невозможность цветной печати и сочетания разных материалов в одномцикле;
· малая скорость печати, максимум 10–20 миллиметров в час повертикали;
· очень большие габариты и вес: так, один из SLA-аппаратов 3DSystems ProX 950 весит 2,4 тонны при размерах 2,2×1,6×2,26 м.
Технология SLS. Представляет собой спеканиепорошковых реагентов под воздействием лазерного луча. Это одна из технологий,которая позволяет изготовление форм для металлического и для пластмассовоголитья.
Плюсы:
· широкий спектр материалов, пригодных для использования;
· позволяет создавать очень сложные модели;
· скорость в среднем выше, чем у SLA, и может достигать 30–40 мм вчас по вертикали;
· может использоваться не только для создания прототипов, но и длямелкосерийного производства, в т. ч. ювелирных изделий;
Минусы:
· требуются мощный лазер и герметичная камера, в которой создаетсясреда с малым содержанием кислорода;
· меньшее, чем у SLA, максимальное разрешение: минимальная толщинаслоя 0,1–0,15 мм (в зависимости от материала может быть и немного менее 0,1мм); по горизонтали, как и в SLA, точность определяется фокусировкой лазерноголуча;
· требуется долгий подготовительный этап для прогрева порошка, азатем нужно ждать остывания полученного образца, чтобы можно было удалитьостатки порошка;
· в большинстве случаев требуется финишная обработка.
Технология DLP (Data LostProtection). Это относительноновая технологий, для реализации которой используются стереолитографическиепечатные аппараты. Принтеры данного типа используют цифровую обработку светом.Для создания трехмерных фигур в этой технологии используются фотополимерныесмолы и DLP-проектор.
Плюсы:
· производитгладкое, кристально чистое изображение
· позволяетпроецировать сверхбыстрые, плавные изображения
· проекторыменьше и легче
· пикселина изображении менее заметны
Минусы:
· дорогиематериалы
· цветовоеколесо DLP можетсоздать «эффект радуги» на проецируемых изображениях
· цветовоеколесо и вытяжные вентиляторы производят шум
ТехнологияEBM. Эта технология использует электронно-лучевуюплавку для создания трехмерных объектов. Для послойного наплавлениявысокоточных деталей был разработан специальный материал — металлоглина. Данныйматериал изготавливается из смеси органического клея, металлической стружки иводы.
Плюсы:
· широкий спектр материалов, пригодных дляиспользования
· позволяет создавать очень сложные модели
· скорость в среднем выше, чем у SLA, и может достигать 30 –40 мм в час по вертикали
· может использоваться не только для созданияпрототипов, но и для мелкосерийного производства, ювелирных изделий
Минусы:
· требуется мощный лазер и герметичная камера
· максимальное разрешение меньшее, чем у SLA
· требует долгий подготовительный этап для прогревапорошка, а затем нужно ждать остывания полученного образца, чтобы можно былоудалить остатки порошка
· в большинстве случаев требуется финишнаяобработка
ТехнологийHPM. Дает возможность получать конечные модели изконструкционных и высокоэффективных термопластиков. Это единственнаятехнология, которая обеспечивает механическую, термическую и химическуюпрочность деталей.
Плюсы:
· недорогое и широко распространенное сырье дляпечати (полимер и пластик)
· простая в изготовлении и ремонте механическаячасть устройства
· возможность использовать обширной палитры цветовдля печати
· невысокая стоимость печати
Минусы
· растекание пластика за границы печатаемой областииз – за нагрева пластика
· ограничение применения других материалов крометех, что можно расплавить и продавить
· чувствительность к перепадам температур во времяпроцесса печати
Изучив технологии 3D печати, я узнала, чтосуществует множество различных технологий для печати трёхмерных объектов. Ониразличаются в зависимости от используемого материала. От выбора технологии, наоснове которого работает 3D принтер, зависит и цена на 3D принтер.
4. ОБЛАСТЬПРИМЕНЕНИЯ
3D принтер всё прочнее входит в нашу жизнь,превращаясь из узконаправленной и дорогой услуги в незаменимого помощника дляпрофессионалов различных сфер деятельности. Доступность 3D печати позволяетпроводить смелые эксперименты в архитектуре, строительстве, мелкосерийномпроизводстве, медицине, образовании, ювелирном деле, полиграфии, изготовлениирекламной и сувенирной продукции. В данной работе мы раскроем основные сферыприменения 3D печати в нашидни.
Архитектура.3Dпечать находит широкое применение в изготовлении архитектурных макетов зданий,сооружений, целых микрорайонов, коттеджных посёлков со всей инфраструктурой:дорогами, деревьями, уличным освещением. На рисунке показаны макеты зданий,созданные с использованием трёхмерной печати (см. приложение 1). Для печатитрёхмерных архитектурных макетов используют дешёвый гипсовый композит, которыйобеспечивает низкую себестоимость готовых моделей. На сегодняшний день для 3Dпечати доступно 390 тысяч оттенков палитры CMYK (субъективнаясхема формирования цвета), что позволяет воплотить в жизнь любую цветовуюфантазию архитектора. Для трёхмерной печати архитектурных моделей и прототиповчаще всего используются цветные 3D ZPrinter модели 250, 450, 650, 850 ичёрно-белые 3D ZPrinter модели 150 и 350.
Строительство.Инженерыиз университета Южной Калифорнии создали систему 3D печати для работы скрупногабаритными объектами. Система работает по принципу строительного крана,который возводит стены из слоёв бетона. Такой 3D принтер можетвозвести двухэтажный дом всего лишь за 20 часов. Рабочим останется толькоустановить окна, двери и провести внутреннюю отделку помещения. Голландскиеархитекторы предложили напечатать при помощи строительного 3D принтерауникальный дом в форме ленты Мёбиуса. «Печать» дома запланирована на 2014 год.Дом планируется напечатать из смеси песка и связующих материалов (см. приложение2). Вполне возможно, что через несколько десятков лет вырастут целые посёлки свеликолепными комфортными домами, построенными по технологии 3D печати (см. приложение3).
Мелкосерийное производство. Профессиональные3D принтеры постепенно отвоёвывают свои позиции в сфере мелкосерийногопроизводства. Чаще всего данную технологию печати используют для изготовленияэксклюзивных изделий, например, предметов искусства, фигурок персонажей дляучастников ролевых интернет-игр, прототипов и концептуальных моделей будущихпотребительских товаров или их конструктивных деталей. Такие моделииспользуются как в экспериментальных целях, так и для презентаций новыхтоваров. Для мелкосерийной 3D печати чаще всего используют системы Dimension,модели Elite и SST 1200ES, а также системы Fortus, модели 400mc и 900 mc (см. приложение4).
Медицина и стоматология. 3D-принтеры занимают все более важное место в работе любойстоматологической клиники, зуботехнической лаборатории, исследовательскихцентров. С их помощью стоматологи не только повышают качество своей продукции иуслуг, но и экономят значительные средства. Кроме того, 3D-принтеры встоматологии гарантируют ускорение объемов производства и невероятную точностьготовых изделий. 3D-принтерыизбавляют стоматологов от очень сложного и трудоемкого процесса в работе –ручного моделирования протезов, коронок и других изделий. Клиентам больше ненужно подолгу ждать и проходить весь сложный процесс от первого визита доустановки окончательной конструкции, проходя через череду примерок и доработок.Теперь им нужно просто сделать сканирование ротовой полости – и вскоре получитьпрекрасный результат(см. приложение 5).
Ювелирнаяотрасль. Появление 3D-принтеров стало настоящей революциейне только в промышленности, но и в ювелирном деле. Если раньше при разработкеукрашений на создание восковой модели уходила масса времени, то сейчас3D-печать позволяет производить разработку дизайна украшения вспециализированном программном обеспечении, а затем использовать ювелирный3D-принтер для выращивания восковой (или фотополимерной) мастер-моделиукрашения. 3D-принтерювелирный открывает новые возможности в производстве микроизделий. Изготовлениеукрашений под заказ с этими устройствами стало доступно даже небольшойювелирной мастерской. При этом стоимость такой работы существенно снизилась, аскорость выросла (см. приложение 6).
Образование иисследования. 3D-печать – один из главных образовательных трендовпоследних лет. Школы и университеты в России и по всему миру отчетливопонимают, что без использования 3D-принтеров сегодня нельзя обеспечитьстудентам по-настоящему всестороннюю подготовку. Еще пару лет назад3D-оборудование было мало представлено в отечественных колледжах иуниверситетах — из-за высокой стоимости. Но сейчас ситуация изменилась.Во-первых, на рынке стали появляться качественные 3D-принтеры по доступной цене. Крометого, государство активно поддерживает инновационные программы вобразовательных учреждениях, выделяя средства на покупку 3D-принтеров и 3D-сканеров. 3D-печать применяется образовательнымиучреждениями по всему миру. 3D-принтеры совершенствуют процесс обучения,развивают у студентов образное мышление, приучают будущих специалистов кавтоматизированному программированию и проектированию. 3D-печать значительноувеличивает интерес к процессу обучения, так как дает возможность студентампочувствовать себя настоящим новатором. Создав на компьютере модель, студентуже через несколько часов сможет держать ее в руках – это прекрасная мотивациясоздавать новое (см. приложение 7).
На основе изученного материала, я узнала, что 3D можноиспользовать в различных сфера деятельности. Ещё полвека назад никто не могпредставить, что человеческий труд заменится машинным. Сейчас людям намногоудобней работать потому, что машина делает многое за человека, людям неприходится делать долгую и кропотливую работу, ведь машина может сделать этуработу за несколько часов.
5. АНКЕТИРОВАНИЕ
Я провела анкетирование,с целью выяснить насколько хорошо люди знают о 3D принтерах. В анкетировании участие приняло 23 человека.
Вопросы анкетированиябыли таковы:
1. Знаете ли Вы что такое 3D принтер?
2. Знаете ли Вы, какие изделия и из какогоматериала можно напечатать на 3D принтере?
3. Пользовались ли Вы такой услугой? Как часто?
4. Планируете ли Вы воспользоваться технологией 3D печати?
5. Интересно ли Вам узнать о 3D принтере больше?
Результаты анкетирования были такими:
1. Да-83% Нет-17%
2. Да- 48% Нет-52%
3. Да-0% Нет-100%
4. Да-39% Нет-61%
5. Да-78% Нет-22%
Из данных диаграммы я могу сделать вывод, что не многие людизнают, что такое 3D принтер идля чего он нужен. Поэтому необходимо людям поведать о таком устройстве как 3D принтер.
6. СОЗДАНИЕОБЪЁМНОЙ МОДЕЛИ НА 3D ПРИНТЕРЕ
В Ванинском районе ясмогла найти информацию только об одном 3D принтере. Я встретилась с хозяином 3D принтера, мастером 3D печати Жуковым АндреемГеоргиевичем для того, чтобы изучить работу 3D принтера и распечатать кружку. Когда я пришла к АндреюГеоргиевичу, я задала ему несколько вопросов:
– Пользуется ли популярностью 3D принтер в Ванино?
Андрей Георгиевич: Нет.
– Для каких целей вы приобрели 3D принтер?
Андрей Георгиевич: Для себя, что бы распечатыватьнедостающие, куда–либо детали и так далее.
–Какие расходные материалы используете?
Андрей Георгиевич: Используется пластиковая нить ABS, у которой естьразличные цвета, но у меня есть только зелёный и чёрный цвета.
– Сколько время ушло на печать кружки?
Андрей Георгиевич: На печать Вашей кружкипонадобилось 6,5 часов.
– Какие программы используются для работы наэтом 3D принтере?
Андрей Георгиевич: Для работы на этом 3D принтере используетсяпрограмма Ultimaker Cura. Эта программа работаеттак:
1. В программу нужно загрузить макет изделия,которого мы хотим распечатать;
2. нужно ввести в программу размеры изделия;
3. программа может сама примерно рассчитать времянеобходимое для распечатки изделия и вес изделия.
– По какой технологии работает данный 3D принтер?
Андрей Георгиевич: Данный 3D принтер работает потехнологии SLA.
– Какие ещё характеристики есть у этого 3D принтера?
Андрей Георгиевич:
· Кол-во экструдеров: 1
· Областьпостроения (мм):220x220x240мм
· Толщинаслоя: 100микрон
· Толщинанити: 1,75мм
· Расходники: ABS,PLA, HIPS, Нейлон
· Платформа: сподогревом
· Странапроизводитель: Китай
–Есть ли у вас ещё какие-нибудь изделия?
АндрейГеоргиевич: Да, коробочка 1х1, стул, бочки и брелок.
АндрейГеоргиевич показал мне свои изделия. На ощущения они были такими: твёрдые, прочныеи у них была сетчатое заполнение, они зелёного цвета.
Но основной моей задачей была распечатка кружки. Но, ксожалению, мне не удалось поучаствовать при распечатке самой кружки, но зато япоучаствовала при распечатке фишки. (Приложение 8, 9)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Взаключении я хочу сказать, что 3Dпринтер устройство очень интересное. История 3Dпринтера началась вроде бы совсем недавно, но он уже очень популярен средилюдей, а так же среди различных сфер деятельности. Так же я изучила принципработы 3D принтера. На самом деле принцип работы не совсем простой, ведь есть 3Dпринтеры, у которых огромные размеры и соответственно принцип работы намногосложнее. Еще я узнала о технологиях печати, их огромное количество, но явыбрала только пять самых популярных. Но в каждой технологий есть свои плюсы иминусы. Технологии 3D принтераиспользуются в различных сферах деятельности. Сейчас 3Dпринтер, помогает людям, выполнят долгую и кропотливую работу, сейчас многие ине представляют жизнь без 3Dтехнологий. Я проводила анкетирование, и выяснила что немногие люди, которых я опрашивала,знают, что такое 3D принтер, из какихматериалов можно распечатать различные изделия. Так же я встретилась с АндреемГеоргиевичем и пообщалась с мастером 3Dпечати, а так же поучаствовала в распечатке на 3Dпринтере кружки и фишки. Таким образом, я теоретически обосновала теориисоздание, практического использования и эффективности технологии 3Dпечати. Закончив данную работу, я поняла, что мое предположение, чтовозможности 3D-принтера очень велики на данный момент, поэтому в будущем онбудет очень востребован, подтвердились.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бриан Эванс, Практические 3D-принтеры: наука и искусство3D-печати. Apress, 2012.
2. И. Канеса, С. Фонда, М. Зенаро, Доступная 3D печать длянауки, образования и устойчивого развития. The Abdus Salam International Centrefor Theoretical Physics, 2013.
3. Молодойучёный Научный журнал. Выходит два раза в месяц № 20 (100) / 2015
Интернет-ресурсы
4. ВикипедиЯ, https://ru.wikipedia.org/wiki/3D-принтер
5. Автор — Андрей Райтер, FB.ru, http://fb.ru/article/220764/kak-rabotaet-dprinter-izdeliya-na-d-printere
6. 3D Rep, http://www.printfuture.ru/primenenie-3d-texnologij/
7. Make 3D, https://make-3d.ru/articles/chto-takoe-3d-pechat/
8. 3dbot.ru, Технологии 3D печати, http://blog.3dbot.ru
9. Автор – RomaBoy, 3D today, http://3dtoday.ru/blogs/romaboy/free-bookabout-3d-printing1/
10. https://freelance.today/poleznoe/20-besplatnyh-programm-dlya-3d-modelirovaniya.html
11. http://fb.ru/article/250316/sozdanie-d-modeley-obzor-programm-opisanie
12. https://sourceforge.net/projects/wings/
13. https://www.youtube.com/watch?v=Tw-qffOIC_o
14. https://www.ixbt.com/printer/3d/3d_tech.shtml
15. https://en.ppt-online.org/170039
Приложение 1
Применение 3D печати в архитектуре
Приложение 2
3D принтер строит дом
Приложение 3
Здание в форме ленты Мёбиуса,напечатанное 3D принтером
Приложение 4
Мелкосерийные модели,напечатанные 3D принтером
Приложение 5
Применение3Dпринтера в медицине
Приложение 6
Применение3Dпринтера в ювелирной отрасли
Приложение 7
Применение3Dпринтера в науке и образовании
Приложение 8
Распечаткакружки на 3Dпринтере
Приложение 9
Распечаткафишки на 3Dпринтере
