КРУЖОК ПОД КЛЮЧ       

Организация кружка, связанного с 3D-технологиями, обусловлена в первую очередь научно-техническим прогрессом, развитием компьютерных технологий и внедрением их в повседневную жизнь.

3D-технологии, в целом, перспективная, быстро развивающееся направление профессиональной деятельности. Специалисты по 3D-технологиям работают в разных сферах, начиная от инженерного проектирования, заканчивая мультфильмами и 3D-картинами.

Изучение 3D-технологий в школьном возрасте позволит будущим выпускникам быть более конкурентно-способными в процессе профессионального обучения и наиболее перспективными молодыми специалистами в будущем.

Кружок, связанный с обучением 3D-технологиям - это стартовая площадка для получения предпрофессиональных проб и углубления профильного обучения старшеклассников.

Организация работы кружка связанного с 3D-технологиями предполагает наличие следующих составляющих:

 

Программное обеспечение

Обзор программных продуктов для обучения 3D-технологиям

В образовательном процессе при обучении 3D-технологиям используется как свободное программное обеспечение, так и предоставленное партнерами на безвозмездной основе.

 

 

Оборудование и технология 3D-печати

 

Примерная конфигурация 3D-лаборатории для ОУ

 

БАЗОВАЯ (при наличии компьютерного кабинета)

Дополнительное оборудование для начинающих - 3D- ручка (3,9 -4,5 тыс. руб./шт.)

 

ОПТИМАЛЬНАЯ (при наличии компьютерного кабинета)

Технологии 3D-печати: «выдавливание» и «склеивание»

 

FDM (fused deposition modeling) - принтеры, которые выдавливают какой-то материал слой за слоем через сопло-дозатор. К данной категории относятся все мэйкерботоподобные принтеры, принтеры Stratasys, различные кулинарные принтеры медицинские, печатающие “живыми чернилами”.

 

Технология Polyjet - фотополимер маленькими дозами выстреливается из тонких сопел, как при струйной печати, и сразу полимеризуется на поверхности изготавливаемого девайса под воздействием УФ излучения. Важная особенность, отличающая PolyJet от стереолитографии, является возможность печати различными материалами.

 

LENS (LASER ENGINEERED NET SHAPING) - материал в форме порошка выдувается из сопла и попадает на сфокусированный луч лазера. Часть порошка пролетает мимо, а та часть, которая попадает в фокус лазера, мгновенно спекается и слой за слоем формирует трехмерную деталь. Именно по такой технологии печатают стальные и титановые объекты.

 

LOM (laminated object manufacturing) - тонкие ламинированные листы материала вырезаются с помощью ножа или лазера и затем спекаются или склеиваются в трехмерный объект.

 

SL (Stereolithography) Стереолитография. Есть небольшая ванна с жидким полимером. Луч лазера проходит по поверхности, и в этом месте полимер под воздействием УФ полимеризуется. После того как один слой готов платформа с деталью опускается, жидкий полимер заполняет пустоту далее запекается следующий слой и так далее. Иногда происходит наоборот: платформа с деталью поднимается вверх, лазер соответственно расположен снизу…

 

LS (laser sintering) - лазерное спекание. Похоже на SL, только вместо жидкого фотополимера используется порошок, который спекается лазером.

 

3DP (three dimensional printing). На материал в порошковой форме наносится клей, который связывает гранулы, затем поверх склеенного слоя наносится свежий слой порошка, и так далее. На выходе, как правило, получается материал sandstone (похожий по свойствам на гипс).

Работа с 3D-принтером

Советы опытных пользователей (из Интернет-источников)

 

Настройка принтера

Перед началом работы требуется настройка принтера. Перед каждым заданием пользователю следует проверить и отрегулировать печатную платформу, на которой возникают готовые предметы. После первых — неизбежно неудачных — попыток необходимо оптимизировать настройки печати.

Некоторые мелочи бывают очень полезны. Например, MakerBot имеет всего три регулировочных винта, автоматически приводит печатающую головку в правильную позицию и отображает на дисплее необходимые указания — все это значительно облегчает калибровку.

В иных устройствах, имеющих по четыре винта, может потребоваться ручная отладка точек калибровки, регулировка подпружиненного основания и др.

Управление

В плане управления большинство 3D-принтеров оснащены достаточно просто: около пяти кнопок и один LCD-дисплей с небольшим разрешением. Однако, большинство настроек можно установить исключительно с помощью программы управления принтером на ПК.

Трехмерная модель, которую пользователь загружает из Интернета или создает самостоятельно, используя CAD-приложение, сначала импортируется в утилиту, которая поставляется вместе с устройством. Из 3D-модели ПО генерирует задание для управления принтером. Для этого пользователю необходимо задать различные параметры печати. Настройка качества печати определяет количество горизонтальных слоев (slices), на которые программа должна разложить модель.

Материалы

Самым доступным материалом для 3D-печати является пластиковая нить.

В большинстве принтеров применяется пластик ПЛА. Это вещество, изготовленное на основе молочной кислоты, плавится при температуре от 150 до 160 °C. Так как оно имеет свойство тянуться нитями, пустоты в печатаемых предметах зачастую получаются не такими чистыми, как при применении альтернативного материала АБС.

Последний обладает более высокой температурой плавления — от 220 до 250 °C — и из-за большей разницы с температурой в помещении печатаемые предметы чаще деформируются. Поэтому принтер, работающий с пластиком АБС, должен иметь печатающую платформу с подогревом. Она будет поддерживать температуру создаваемого объекта до тех пор, когда он будет готов и сможет равномерно охладиться.

​​Заправка

Заправка материалом для печати очень проста.

В большинстве принтеров применяются бобины с пластиковой нитью, толщина которой составляет приблизительно 2 мм. Волокно продевают в направляющую трубку, вставляют в подающий механизм и, наконец, заправляют в печатающую головку.

Существуют и другие материалы для печати.

Например, 3D – принтер Fabbster необходимо заряжать по одному короткими полимерными прутками, что несколько более трудоемко. К тому же во время печати подача материала часто бывает ненадежна и прерывается.

Подготовка к печати

Чтобы перенести на принтер задание для печати, удобнее всего сохранить его на карте памяти SD. Дело в том, что из-за шума и запаха, неизбежных во время работы, 3D-принтер следует держать в отдельном, хорошо проветриваемом помещении, как правило, далеко от компьютера. Карты читают почти все устройства, в некоторых можно воспользоваться портами USB. После начала печати каждый принтер сначала прогревает свое экструзионное сопло на печатающей головке, это может занять от двух до десяти минут. Затем начинается непосредственно процесс работы — с более или менее громкими звуками.

Перед работой с крупными предметами следует отрегулировать печатную платформу, проверить правильность подачи материала и прочистить экструзионное сопло.

Время печати

При оптимальном раскладе мелкий предмет готов через десять-двадцать минут, а вот для крупного может потребоваться несколько часов, если только печать не прервется (как показывает опыт, на начальном этапе тестирования это происходит в половине всех случаев). Возможные причины ошибок разнообразны. Чаще всего предмет деформируется и открепляется. Как правило, это случается у принтеров, платформа которых не имеет подогрева. Если объект сложен и в нем недостаточно поддерживающих структур, он может осесть внутрь себя. В обоих случаях экструдер продолжает печатать «в пустоте», что приводит к запутыванию незакрепленной нити. Воздушный пузырь или засорившееся сопло могут остановить подачу материала. Избежать ошибок печати помогает только тщательная подготовка.