ћоделирование и прототипирование на 3D принтере

30.06.2019, 15:45
јвтор: √аврилов ћихаил



ќглавление:
  • 1. ¬ведение

  • 2. „то такое 3D принтер и принцип его работы

  • 3. ¬озможное применение 3D-принтера

  • 4. ѕрименение в образовательном учреждении

  • 5. ¬озрастной охват обучающихс€

  • 10 бесплатных программ дл€ 3D-моделировани€

  • ‘отогалере€ 3D-моделей

  •  опилка 3D моделей

  • ¬»ƒ≈ќ дл€ выбора ѕќ

  • ƒанна€ стать€ предназначена дл€ понимани€ возможности применени€ при обучении в образовательном учредении (школе, лицее, гимназии, техникуме в ÷ƒќƒ) обучающихс€ основам 3D-моделировани€ и конструировани€.

    — точки зрени€ ‘√ќ— 2.0 3D оборудование можно и нужно премен€ть во внеурочной де€тельности. Ёто могут быть зан€ти€ в лаборатори€х, секци€х, технопарках. ѕон€тно, что 100% охват сложно получить, но смешанную группу в 8-12 обучающихс€ реально собрать из 2-3 учебных классов.

    трЄхмерное конструирование и моделирование 3D простых фигур

    ќбратимс€ к словарю ¬икипедии дл€ погружени€ в тему 3D проектировани€: конструировани€ моделировани€.

    3D-моделирование Ч это процесс создани€ трЄхмерной модели объекта. «адача 3D-моделировани€ Ч разработать визуальный объЄмный образ желаемого объекта. ѕри этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здани€, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекци€ четырЄхмерного фрактала).

    √рафическое изображение трЄхмерных объектов отличаетс€ тем, что включает построение геометрической проекции трЄхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ. ќднако с созданием и внедрением 3D-дисплеев и 3D-принтеров трЄхмерна€ графика не об€зательно включает в себ€ проецирование на плоскость.

    ѕо материалам словар€ "Wikipedia"


    „то такое 3D принтер и принцип его работы


    3д-принтер Ц это устройство, использующее метод послойного создани€ физического объекта по цифровой 3D-модели.
    “ехнологи€ печати: струйна€
    ¬ ѕроцессе печати Ц печатающа€ головка выдавливает на платформу капли разогретого до 230-240 градусов ÷ельси€ термопластика.  апли быстро застывают и слипаютс€ друг с другом, образу€ целую и прочную деталь.

    трЄхмерное конструирование и моделирование - 3D

    ¬озможное применение 3D-принтера


    ѕримеры практического использовани€: изготовление уплотнительных колец в сантехнике, элементов интерьера (вешалки, крючки, прищепки, зажимы, вазы, плафоны дл€ настольных и потолочных светильников, бра и прочее), создание прототипов в ювелирной отрасли, предметов гигиены (расчЄски, заколки), создание уникальных канцел€рских принадлежностей (корпусы ручек, визитницы, органайзеры) и др.

    ќписание процесс создани€, например, колечка: обучающийс€ на 3ƒ-редакторе моделирует необходимую ему деталь. —охран€ет компьютерный файл в специальном формате на флэш-пам€ть. ”станавливает флэшпам€ть в 3ƒ-принтер, подготавливает аппарат дл€ печати: вставл€ет пластиковую нить, калибрует аппарат, включает предварительный разогрев печатающей головки до высокой температуры Ц около 230 градусов ÷ельси€. ѕластик из твЄрдого состо€ни€ преобразуетс€ в жидко-текущий, как пластилин и выдавливаетс€ из печатающей головки на специальную платформу. ƒвигатели перемещают печатающую головку. “аким образом послойно создаЄтс€ наша модель. ¬рем€ печати зависит от объЄма 3ƒ-модели. —оставл€ет от 3 минут.

    ќтличие предметов, напечатанных на принтере от купленных в магазине:
  • индивидуальный дизайн;

  • короткое врем€ создани€;

  • выбор различного материала.


  • трЄхмерное моделирование сложных объектов
    “рехмерное моделирование и конструирование

    ѕрименение в образовательном учреждении:


  • мотивирование обучающихс€ к зан€ти€м научно-исследовательской де€тельности;

  • профориентаци€ обучающихс€ на инженерно-технические профессии: архитектор, инженер-проектировщик, медик-протезист и др.;

  • быстрое прототипирование. ¬ инженерии такой подход способен существенно снизить затраты в производстве и освоении новой продукции

  • быстрое производство Чотличное решение дл€ мелкосерийного производства.

  • производство различных мелочей.


  • ¬озрастной охват обучающихс€


    «ан€ти€ с 3ƒ-принтером целесообразно проводить дл€ старшеклассников с 7 до 11 классов (13-18 лет). ƒл€ получени€ приемственности и увеличении численности обучающихс€ верным шагом будет формирование смешанных по возрасту групп. ќбучающиес€ легко встраиваютс€ в де€тельность, самообучаютс€ и приобретают необходимые навыки работы со сложным оборудованием, которых так не хватает взрослым. ”чителю этот момент самому даЄтс€ т€жело, а обучение части работы с 3D оборудованием превращаетс€ в рутину.

    ј вот втора€ часть - моделирование и конструирование в 3D редакторах, таких как  омпас 3D, јвтокад, јрхикад, Ѕлендер 3d и других здесь учителю легко освоитс€ и каскадировать совй опыт. ѕоэтому предлагаю сосредоточитьс€ именно на этой части.

    „то касаетс€ гендерного признака - то здесь интересна€ особенность: в команде из 2-3 человек желательно наличие и девушек и парней. ƒл€ команды из 2 человек 1 парень и одна девушка оптимально. ≈сли 3 человека то 2 парн€ и 1 девушка желательно. ќбъ€сню. ƒевушки более точно моделируют, замечают все тонкости задани€, парни хорошо справл€ютс€ с конструированием - изготовлением деталей на трЄхмерном принтере и сборке деталей в целый механизм.

    ≈стественно, дл€ одарЄнных детей возможна формирование команды по любому гендерному признаку.

    –аспредление обучающихс€ в лаборатории моделировани€ и конструировани€ по гендерному признаку
    –аспредление обучающихс€ в лаборатории моделировани€ и конструировани€ по гендерному признаку

    ƒл€ привлечени€ обучающихс€ в нашем учреждении мы, например, сообщаем такую информацию во всех локальных средства массовой информации учреждени€:

    * ¬нимание старшеклассников ћЅќ” ЂЋицей є174ї! ћы приглашаем ¬ас записатьс€ на зан€ти€ по моделированию и прототипированию, которые будут проводитьс€ в 2018-2019 учебном году. «апись производитс€ в 51 кабинете у √аврилова ћихаила —ергеевича.

    ѕредлагаю ¬ам скачать готовый плакат 3D моделировани€ формата ј4, распечатать и представить обучающимс€ и гост€м дл€ понимани€ чем же занимаетс€ ¬аша лаборатори€ робототехники или технопарк.

    10 бесплатных программ дл€ 3D-моделировани€


    —начала давайте разберЄмс€ какого типа программа нам нужна. Ќеобходимые нам программы дл€ моделировани€ называютс€: —јѕ– (—истема јвтоматизированного ѕ–оектировани€) или по-английский CAD (Computer-Aided Design). Ёто специализированный тип моделировани€. »менно про него мы дальше и будем рассказывать. „ем этот метод отличаетс€ от полигонального? “ем, что тут нет никаких полигонов. ¬се формы €вл€ютс€ цельными и стро€тс€ по принципу профиль + направление.

    10 самых лучших программ дл€ обучающихс€ в лаборатории моделировани€ и конструировани€
    10 самых лучших программ дл€ обучающихс€ в лаборатории моделировани€ и конструировани€

    ѕрограммы дл€ 3D-моделировани€ в умелых руках позвол€ют реализовать идеи в красивые модели и прототипы, которые впоследствии можно будет использовать в самых разных цел€х. Ёти инструменты позвол€ют создавать модели с нул€, независимо от уровн€ подготовки. Ќекоторые 3D редакторы достаточно просты, так что их в короткие сроки освоит даже новичок. «амечу, что в »нтернете огромное количество инструкций и видео уроков по трЄхмерному моделированию. —егодн€ 3D-модели используютс€ в самых различных сферах: это архитектура, компьютерные игры, дизайн интерьера, кино и других.

    ¬ыбор оптимального программного обеспечени€ дл€ моделировани€ часто бывает трудным, так как непросто найти программу, в которой был бы весь необходимый функционал. ProRobot.ru предлагает вашему вниманию 10 бесплатных программ дл€ 3D-моделировани€.

    3D-моделирование дл€ начинающих: Tinkercad



    Ѕесплатна€ 3D-программа tinkercad дл€ трЄхмерного моделировани€
    Ѕесплатна€ 3D-программа tinkercad

    Tinkercad представл€ет собой бесплатное интерактивное средство 3D-моделировани€ дл€ любителей, преподавателей и студентов всех возрастов. —оздание декора дл€ дома, игрушек, моделей Minecraft и т. д.

    WINGS 3D



    Ѕесплатна€ 3D-программа wings дл€ трЄхмерного моделировани€
    Ѕесплатна€ 3D-программа wings

    ѕрограмма Wings 3D €вл€етс€ продвинутым инструментом дл€ трехмерного моделировани€. ѕользовател€м предоставл€етс€ множество инструментов, с помощью которых можно создавать очень реалистичные модели. Wings 3D имеет настраиваемый интерфейс, встроенный инструмент отображени€ AutoUV и может экспортировать готовые файлы в большинство попул€рных 3D-форматов. Ќесмотр€ на все свои достоинства, такие, как поддержка виртуального отображени€ дл€ симметричного моделировани€, Wings 3D не поддерживает анимацию.

    ƒоступно дл€: Windows, OS X, Linux

    OPEN SCAD



    ѕрограмма scad дл€ трЄхмерного моделировани€
    scad

    “рехмерное моделирование “рехмерное моделирование

    Ѕесплатное программное обеспечение дл€ 3D-моделировани€ Open SCAD создано дл€ серьезного проектировани€ (промдизайн, интерьеры, архитектура). ’удожественные аспекты создателей программы интересовали в гораздо меньшей степени. ¬ отличие от других программ подобного плана, Open SCAD не €вл€етс€ интерактивным инструментом Ц это 3D-компил€тор, который отображает детали проекта в трехмерном виде.

    ƒоступно дл€: Windows, OS X, Linux

    AUTODESK 123D



    ѕрограмма autodesk дл€ трЄхмерного моделировани€
    autodesk - бесплатный софт дл€ 3D-моделлинга

    ѕрограмма AutoDesk 123D Ц это большой набор различных инструментов дл€ CAD и 3D-моделировани€. — помощью программы можно проектировать, создавать и визуализировать практически любые 3D-модели. AutoDesk также поддерживает технологию 3D-печати. ќсновной сайт AutoDesk 123D имеет несколько сателлитов, где можно найти множество интересных бесплатных 3D-моделей, с которыми можно поэкспериментировать или просто использовать их в личных цел€х.

  • Ѕесплатное ѕќ дл€ 3D-моделировани€

  • Ѕесплатное ѕќ дл€ студентов и преподавателей


  • –азработчики предлагают бесплатное программное обеспечение Autodesk дл€ учащихс€ и преподавателей. ѕользуйтесь тем же ѕќ дл€ 3D-моделировани€, с которым работают ведущие специалисты по всему миру. «арегистрируйтесь пр€мо сейчас. »меютс€ бесплатные программы дл€ некоммерческих организаций.

    ¬ы Ч сотрудник некоммерческой организации или предприниматель и стремитесь изменить мир к лучшему? ”знайте, подходите ли вы дл€ программы вли€ни€ с помощью технологий.

    ƒоступно дл€: Windows, OS X, IOS

    3DCRAFTER



    ѕрограмма 3dcrafter дл€ трЄхмерного моделировани€
    3dcrafter

    Ѕесплатна€ программа 3D Crafter предназначена дл€ 3D-моделировани€ в режиме реального времени и создани€ анимаций. ќсновна€ фишка данного редактора Ц интуитивно пон€тный подход Ђdrag-and-dropї. —ложные модели могут быть построены с помощью простых форм, программа поддерживает скульптурное моделирование и 3D-печать. Ёто один из самых удобных инструментов дл€ создани€ анимации.

    ƒоступно дл€: Windows

    DESIGNSPARK



    ѕрограмма designpark дл€ трЄхмерного моделировани€
    designpark

    ѕриложение дл€ создани€ рабочих дизайн-листов позвол€ет создавать достаточно подробные 3D-модели. —оздатели программы позаботились о функци€х, позвол€ющих устран€ть проблемные места путем изменений и дополнений к существующему дизайну. “акже с помощью DesignSpark можно быстро изменить концепцию 3D-продукта. ѕрограмма поддерживает пр€мую технику моделировани€ и 3D-печать моделей.

    ƒоступно дл€: Windows

    Sketch Up



    ѕрограмма sketch-up дл€ трЄхмерного моделировани€
    sketch-up

    Sketch Up Ч это интуитивна€ программа дл€ дизайнеров и архитекторов, котора€ используетс€ дл€ быстрого создани€ трехмерных моделей предметов, конструкций, зданий и интерьеров. Ѕлагодар€ интуитивному процессу работы, пользователь может воплотить свой замысел достаточно точно и графически пон€тно. ћожно сказать, что Sketch Up Ч самое простое решение, используемое дл€ 3d моделировани€ дома.

    ќсмотр SketchUp —кетч јп обладает возможностью создани€ как реалистичных визуализаций, так и эскизных чертежей, что выгодно отличает его от Autodesk 3ds Max и Cinema 4D. ¬ чем уступает Sketch Up, так это в низкой детализации объектов и не столь большим количеством 3ƒ-моделей под свой формат.

    ѕрограмма имеет простой и дружественный интерфейс, она проста в изучении, благодар€ чему обретает все больше сторонников.

    Blender



    ѕрограмма blender дл€ трЄхмерного моделировани€
    blender

    Ѕесплатна€ программа Blender €вл€етс€ очень мощным и многофункциональным инструментом дл€ работы с трехмерной графикой.  оличеством своих функций он практически не уступает большим и дорогим 3ds Max и Cinema 4D. Ёта система вполне подойдет как дл€ создани€ 3ƒ-моделей, так и дл€ разработки видеороликов и мультфильмов. Ќесмотр€ на некоторую нестабильность работы и отсутствие поддержки большого числа форматов 3ƒ-моделей, Blender может похвастать перед тем же 3ds Max более продвинутым инструментарием создани€ анимаций.

    –ендеринг в Blender

    Ѕлендер 3d может оказатьс€ сложным в изучении, так как имеет сложный интерфейс, непривычную логику работы и нерусифицированное меню. «ато благодар€ открытой лицензии он может быт успешно использован в коммерческих цел€х.

    FREECAD



    ѕрограмма freecad дл€ трЄхмерного моделировани€
    freecad

    FreeCAD Ц это параметрический 3D-моделлер, разработанный дл€ создани€ реальных объектов любого размера. ѕользователь может легко изменить дизайн, использу€ историю модели и измен€€ отдельные параметры. ѕрограмма мультиплатформенна€, умеет считывать и записывать различные форматы файлов. FreeCAD позвол€ет создавать собственные модули и затем использовать их в дальнейшей работе.

    ƒоступно дл€: Windows, | OS X | Linux

     омпас 3D



    ѕрограмма kompas-3d дл€ трЄхмерного моделировани€
     ќћѕј— 3ƒ - программа дл€ трЄхмерного моделировани€ из –оссии

     омпас это отчественна€ разработка, но жадности разработчиков нет предела. ћало того, что они устраивают гонени€ по –оссии штрафу€ нелегалов за установку пиратских копий программы, так и ещЄ бесплатна€ верси€, размещЄнна€ на сайте крайне урезана и нет возможности выгрузить сразу в формате 3D-принтера SLT-формате. ѕоэтому не рекомендую использовать. ƒоступно дл€: Windows

    ‘отогалере€ 3D-моделей



    ” нас на сайте есть вдохновл€юща€ галереи 3D-моделей. ѕредлагаем ¬ам перейти в раздел Robot ART ї –обоарт
    3D обои дл€ рабочего стола

     опилка 3D моделей



    —уществуют в »нтеренете и готовые бесплатные огромные копилки 3D моделей в формате, готовом дл€ загрузке в печатный трхмерный принтер. —амые крупные сейчас осветим:

    1. Thingiverse.com - ¬селенна€ вещей так бы € перевЄл название этой копилки. Ѕолее 10 миллионов! готовых моделей. ¬ы можете скачивать их, объедин€т между собой, масштабировать и комбинировать. –екомендую!

    2. 3DToday.ru - –оссийский аналог одного из старейших сайтов по 3D моделированию и конструированию. ¬сЄ на русском €зыке, огромное количество заинтересовуанных конструкторов самоучек и профессионалов, доступный форум дл€ обсуждени€ идей и моделей. Ѕолее 13 000 моделей дл€ бесплатной загрузки.

    ¬»ƒ≈ќ дл€ выбора ѕќ



     ак выбрать программу дл€ 3D-моделировани€: видео-пособие


    “ќѕ-5 программ дл€ 3D моделировани€: видео


    ¬едиуроки по AutoDesk около 45 минут


    видео-урок: 3d моделирование карандаша в Blender


    3d моделирование в Blender. ѕрактическое упражнение є1


    ” мен€ нет медицинского образовани€ и € никогда ничего не моделил дл€ медицины, но учитыва€ характер форм модели, уверен, что там примен€етс€ именно полигональное моделирование. ћедицина сейчас шагнула очень далеко, и как показывает следующее видео, починить себе можно практически все (были бы деньги).

    ÷итата одного инженера:



    “рЄхмерное моделирование в медицине

    ”чебные пособи€ дл€ начинающих по 3D-моделированию - скачать бесплатно

    —пасибо ¬ам за то, что дочитали статью до конца. ћы подготовили отличный обзор, поделились с ¬ами материалами бесплатно. ѕоэтому будем признательны если ¬ы расскажете о ней в социальных сет€х, тогда о ней узнают и другие пользователи сети.

     лючевые слова:
    прототипирование
    3d принтер
    —јѕ–
    модели
    обучающиес€
    программа
    работы
    создавать
    3D принтер
    Windows
    Blender 3d
    AutoDesk
    конструировани€
    дизайн
    ћоделирование
    прототипирование
    3D-принтере
    3d
    3Dtoday
    Blender
    WINGS 3D
    OPEN SCAD
    AUTODESK 123D
    3DCRAFTER
    DESIGNSPARK
    Sketch Up
    FREECAD
     омпас 3D
     опилка 3D моделей
    ‘√ќ— 2.0
    3D оборудование
    “ехнологи€ печати
    мотивирование обучающихс€
    плакат 3D моделировани€
    блендер 3d
    –осси€
    робот
    робототехника


    ¬ернутьс€ в рубрику:

    —татьи посетителей


    ≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!

    ќбратите внимание полезна€ информаци€.