Мастер-класс: Печать геометрических фигур на 3D принтере

Тема:Печать геометрических фигур на 3Dпринтере

Цель:формирование и развитие интеллектуальных и практических компетенций в областисоздания пространственных моделей.

 

Задачи:

— сформировать положительное отношение калгоритмам трехмерного моделирования;

 -сформироватьумения ориентироваться в трехмерном пространстве;

— дать представление о трехмерноммоделировании, назначении, перспективах развития;

— модифицировать, изменять объектыили их отдельные элементы;

— создавать простые трехмерныемодели;

Материалыи инструмента для работы:  компьютер,проектор,  3Dпринтер, пластик АВС 

Структурамастер-класса:

1.      Вступительная часть. Объявление темы и цели МК. Содержание МК вцелом и отдельных составных частей.

2.      Теоретико-демонстрационная часть. Основные этапы проекта.

3.      Практическая часть. Основные приемы выполнения.

4.      Рефлексия участников МК. Подведение итогов. 

Ход мастер-класса

1.      Организационный момент.

Здравствуйте,уважаемые ребята. Рада всех вас видеть на нашем мастер-классе.

Тема нашегомастер-класса: Печать геометрических фигур на 3Dпринтере.

 Цель мастер-класса:формирование и развитие интеллектуальных и практических навыков в области созданияпространственных фигур, и визуализация математики посредством 3Dпринтера.

Наука и техника нестоят на месте,еще несколько лет назад мы и думать не могли, что некоторыеизобретения станут доступны нам в повседневной жизни. Сегодня хочу познакомитьвас с 3D принтером и рассказать о его возможностях, о том, как он можетпомочь нам в образовательном процессе и не только.

2.       Теоретико-демонстрационнаячасть

Технология 3D печати.

Трёхмерная или 3Dпечать представляет собой послойное создание физического объекта на базевиртуальной трёхмерной модели. Печать происходит из нескольких сотен и дажетысяч слоев на специальном устройстве — 3D-принтере. 3D-принтером называютустройство вывода трехмерных данных, он отличается от обычного принтера,который выводит двухмерную информацию на лист, тем, что позволяет выводитьтрехмерную информацию (сразу в трех измерениях) по принципу послойноговыращивания физической модели, как правило, снизу-вверх. В свою очередь3D-печатью называют процесс создания физических объектов из цифровых3D-моделей, созданных путем трехмерного моделирования в любой САПР илиCAD-программе.

Технология трёхмернойпечати зародилась в середине ХХ века, тогда же были выпущены первые 3Dпринтеры, больше напоминавшие производственные станки, нежели печатающиеустройства. Цена таких устройств составляла от нескольких десятков донескольких сотен тысяч долларов. С развитием технологии трёхмерной печати 3Dпринтеры становились более компактными и дешёвыми. Появились первые устройства,доступные не только для промышленных предприятий и крупных коммерческихорганизаций, но и для мелких предпринимателей и домашних хозяйств. Материалыдля 3D печати могут быть самыми разными от так называемого ABC-пластика дошоколада.

Современныетрёхмерные печатающие устройства научились создавать не только предметы обиходаи одежду, но и собственные детали, продукты питания, человеческие ткани и органы.

3D печать ведёт своюисторию с 1948 года, когда американец Чарльз Халл разработал технологиюпослойного выращивания физических трёхмерных объектов из фотополимеризующейсякомпозиции (ФПК).

Патент на своёизобретение автор получил только в 1986 году, тогда же он основал компанию 3DSystem и приступил к разработке первого промышленного устройства для трёхмернойпечати, которое было представлено общественности год спустя, в 1987 году. Таккак термин «3D принтер» ещё не был введён в оборот, аппарат Чарльза Халаполучил название «установка для стереолитографии».

В образовательных целях зачем он нужен? 3Дпринтеры в образовании – это отличная возможностьдля развития пространственного мышления и творческих навыков. Практическоемоделирование кардинально меняет представление детей о различных предметах иделает более доступным и понятным процесс обучения таким наукам, какпрограммирование, дизайн, физика, математика, естествознание.

На 3D принтере можно печатать:

§       визуализацию сложных структур, предметов и даже формул;

§       макет цепной реакции или физического процесса;

§       имитацию фрагмента тела человека или органа;

§       реконструкцию имеющих историческое, археологическое илигеографическое значение объектов.

3D-принтеры,вне всяких сомнений, смогут быть полезны в самых различных специализациях:

1.   инженерия и техническое проектирование – печать прототиповизделий;

2.   история – печать исторических артефактов и археологических находокдля изучения;

3.   графика, изобразительное искусство, дизайн – печать 3D-версийпрактических заданий;

4.   география – печать топографических макетов, демографических карт,макетов природных объектов;

5.   автотехника – печать запасных частей, механизмов илимодифицированных примеров уже существующих деталей для тестирования;

6.   химия – печать 3D-моделей молекул и химических соединений;

7.   биология – печать клеток, органов и других биологическихэкспонатов для изучения;

8.   математика и геометрия – печать геометрических объектов,тестирование математических формул на конкретных моделях.

 В математике визуализация всегдабыла важным компонентом обмена информацией. Визуализация помогаетдемонстрировать красоту математики. Фигуры могут вдохновить на новые идеи,создать новые теоремы или помочь в вычислениях.

Использование 3D-принтеров «тянет» засобой целую вереницу необходимых знаний в моделировании, физике, математике,программировании. 3D-печать – это мощный образовательный инструмент, которыйможет привить ребёнку привычку не использовать только готовое, но творитьсамому. Вот две основные выгоды, которые имеет образование от появления новойтехнологии:

1.     теперьучитель сам создаёт трёхмерные наглядные пособия, без которых сложно понятьматериал;

2.     3D-принтерыпозволяют реализовать обучение на практике: ученики могут самостоятельносоздавать прототипы и необходимые детали, воплощая свои конструкторские идизайнерские идеи.

3D-технологиив образовании позволяют разнообразить уроки и лекции, делать образовательныйпроцесс эффективным и визаульно-объемным. Применение 3D-контента в классе даетвозможность наглядно объяснять ученикам школьную программу, способствует«погружению» в тему изучаемого предмета в ходе урока и позволяет мобильнопереходить от целой структуры к отдельным ее элементам, от сложного к простомуи наоборот.

3.      Практическая часть.

Внимание на экран, чтобы начать работу с 3Dпринтером, мы должны понять, как же создаются модели для печати. Для этогооткрываем программу «КОМПАС», в ней выбираем «деталь». Перед нами появились осикоординат, мы выбираем рабочую, и уже на ней чертим фигуры. Как только фигураначерчена, выбираем «элемент выдавливания», и наше изображение становитсятрехмерным. Сохраняем файл в формате STL.Следующий этап: открываем программу «Cura»,загружаем в нее наш файл с изображением пространственной фигуры. В этойпрограмме мы регулируем размеры фигуры,заполняемость, толщину стенки, высотуслоя, а так же температуру стола и сопла. Как только наша фигура готова, мысохраняем ее на флешку, которую в дальнейшем подключаем к самому принтеру.

Прежде чем начинать работу на принтере, надо отрегулироватьстол, нагреть его и сопло экструдера, вставить нить пластика в отверстие,которое находится рядом с входом электропитания.  Можно приступать к печати.

ДЕМОНСТРАЦИЯ ПЕЧАТИ НА 3DПРИНТЕРЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ФИГУР

Возможности 3D печатибезграничны. При помощи 3D принтера можно создать самые различные вещи: отобуви до украшений, от пластиковых телефонных чехлов до имплантатовпозвоночника, которые создаются из медицинского титана.

Доклад на эту темудля нас подготовил________________

4. Рефлексия.

Наш мастер-класс подошел к концу. Надеюсь, он вам понравился иприобретенные сегодня знания и навыки  вы сможете применить в своейдальнейшей работе.  Я благодарю вас за терпение, активность и желаювам здоровья, успехов и профессионального оптимизма! Прошу заполнить вас листобратной связи. И поделится мыслями, пожеланиями.

 

 

Анкетаобратной связи

Мастер-класс «Печать геометрических фигур на 3D принтере сцелью визуализации математики»

1.         Общаяоценка мастер-класса: 1 2 3 4 5

2.         Насколькоматериал обладает для вас практической ценностью 1 2 3 4 5

3.         Насколькокомфортно вы чувствовали себя на мастер-классе: 1 2 3 4 5

4.         Ваше общеё впечатление о мероприятие(представьте, что Вам нужно в нескольких словах описать его другу илизнакомому):____________________________________________________________

5.         Какая информация была наиболееинтересной и полезной для          Вас?___________________________________________________________________

6.         Опишитеосновной результат тренинга лично для Вас: ________________________________________________________________________________________________ 

7.         Какиетемы тренингов могут быть еще Вам интересны?________________________

________________________________________________________________________

8.         Ваши пожелания поорганизации и проведению тренингов в будущем:

________________________________________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СФЕРЫПРИМЕНЕНИЯ 3D ПЕЧАТИ

3Dпечать всё прочнее входит в нашу жизнь, превращаясь из узконаправленной идорогой услуги в незаменимого помощника для профессионалов различных сфердеятельности.

Доступность3D печати позволяет проводить смелые эксперименты в архитектуре, строительстве,мелкосерийном производстве, медицине, образовании, ювелирном деле, полиграфии,изготовлении рекламной и сувенирной продукции. В своем докладе я раскроюосновные сферы применения 3D печати в наши дни.

АРХИТЕКТУРА

3Dпечать находит широкое применение в изготовлении архитектурных макетов зданий,сооружений, целых микрорайонов, коттеджных посёлков со всей инфраструктурой:дорогами, деревьями, уличным освещением.

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 может возвестидвухэтажный дом всего лишь за 20 часов. Рабочим останется только установитьокна, двери и провести внутреннюю отделку помещения.

Вполневозможно, что через несколько десятков лет вырастут целые посёлки свеликолепными комфортными домами, построенными по технологии 3D печати.

МЕЛКОСЕРИЙНОЕПРОИЗВОДСТВО

Чащевсего данную технологию печати используют для изготовления эксклюзивныхизделий, например предметов искусства, фигурок персонажей для участниковролевых интернет-игр, прототипов и концептуальных моделей будущихпотребительских товаров или их конструктивных деталей. Такие моделииспользуются как в экспериментальных целях, так и для презентаций новыхтоваров.

МЕДИЦИНА

Использование3D принтеров в медицине позволяет спасти человеческие жизни. Такие принтерымогут воссоздать точную копию человеческого скелета для отработки приёмов,гарантирующих проведение успешной операции. Всё чаще 3D принтеры используют впротезировании и стоматологии, так как трёхмерная печать позволяет получитьпротезы и коронки значительно быстрее классической технологии производства.

Медицинскиетрёхмерные модели могут быть изготовлены из целого ряда материалов, включаяживые органические клетки. Выбор того или иного материала для медицинскогопрототипирования зависит от целей и задач, стоящих перед медиками, и проблем,связанных со здоровьем пациента.

В2011 году учёные сумели воспроизвести живую человеческую почку. Для этого 3Dпринтеру потребовалось всего лишь 3 часа. ОБРАЗОВАНИЕ

Использованиетехнологии 3D печати в образовании позволяет получить наглядные пособия,которые отлично подходят для классных комнат любых образовательных учреждений,начиная от детских садов и заканчивая вузами.

Современные3D принтеры отлично подходят для классных комнат, поскольку имеют повышеннуюнадёжность, не выделяют во время печати вредных для здоровья продуктов, не предъявляютособых требований к утилизации, не содержат режущих и бритвенных материалов, неимеют лазеров.

ПРОИЗВОДСТВО ОДЕЖДЫ

Принтерыс технологией 3D печати постепенно осваивают сферу производства одежды, и впервую очередь – производство моделей для высокой моды.  Одежду, напечатанную3D принтером, пока можно увидеть только на показах мод. Но не остаётсясомнений, что внедрение подобных изделий в массовое производство является лишьвопросом времени. Возможно, в ближайшем будущем мы сможем не выходя из доманапечатать себе новую рубашку, вечернее платье или даже шубу необходимого цветаи размера.

ИЗГОТОВЛЕНИЕОБУВИ

Перваяпара обуви, напечатанная на 3D принтере, появилась в 2011 году благодарястараниям шведских студентов. Сегодня трёхмерная обувь, напечатанная напринтерах, красуется на ведущих подиумах всего мира.  Существеннымпреимуществом такой обуви является точный учёт индивидуальных особенностей еёвладельца, включая размер и форму стопы.

ЮВЕЛИРНЫЕИЗДЕЛИЯ

Какизвестно, при изготовлении ювелирных изделий самой трудоёмкой процедуройявляется создание восковых прототипов, которое требует колоссальных затратвремени. С появлением 3D принтеров у ювелиров появилась возможность быстровыращивать восковые модели украшений, предварительно разработанные в специальнойпрограмме.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕСИСТЕМЫ

Применяя3D принтеры можно создавать объёмные цветные карты, точно отображающие ландшафтместности или указывающие уровни залегания различных пород.

Возможно,в ближайшем будущем 3D принтер станет таким же неотъемлемым атрибутом нашегобыта, как холодильник, микроволновая печь или телевизор, и мы будем судивлением вспоминать те времена, когда люди не умели печатать одежду, посуду,обувь и прочие полезные предметы в домашних условиях, а покупали всё это вмагазине.

 

Источники:https://3dsmart.com.ua/blog/sfery-primeneniya-3d-pechati

 Анкета обратной связи

Мастер-класс «Печать геометрических фигур на 3D принтере сцелью визуализации математики»

1.         Общаяоценка мастер-класса: 1 2 3 4 5

2.         Насколькоматериал обладает для вас практической ценностью 1 2 3 4 5

3.         Насколькокомфортно вы чувствовали себя на мастер-классе: 1 2 3 4 5

4.         Ваше общеё впечатление о мероприятие (представьте,что Вам нужно в нескольких словах описать его другу илизнакомому):____________________________________________________________

5.         Какая информация была наиболееинтересной и полезной для           Вас?___________________________________________________________________

6.         Опишитеосновной результат тренинга лично для Вас: ________________________________________________________________________________________________ 

7.         Какиетемы тренингов могут быть еще Вам интересны?________________________

________________________________________________________________________

8.         Ваши пожелания по организации и проведению тренингов в будущем:

________________________________________________________________________

 

Анкетаобратной связи

Мастер-класс «Печать геометрических фигур на 3D принтере сцелью визуализации математики»

1.         Общаяоценка мастер-класса: 1 2 3 4 5

2.         Насколькоматериал обладает для вас практической ценностью 1 2 3 4 5

3.         Насколькокомфортно вы чувствовали себя на мастер-классе: 1 2 3 4 5

4.         Ваше общеё впечатление о мероприятие (представьте,что Вам нужно в нескольких словах описать его другу илизнакомому):____________________________________________________________

5.         Какая информация была наиболееинтересной и полезной для           Вас?___________________________________________________________________

6.         Опишитеосновной результат тренинга лично для Вас: ________________________________________________________________________________________________ 

7.         Какиетемы тренингов могут быть еще Вам интересны?________________________

________________________________________________________________________

8.         Ваши пожелания по организации и проведению тренингов в будущем:

________________________________________________________________________