О моделировании объектов для 3D-принтера | Статья в сборнике международной научной конференции

Библиографическое описание:

Митрофанова Т. В., Копышева Т. Н., Сорокин С. С. О моделировании объектов для 3D-принтера [Текст] // Образование: прошлое, настоящее и будущее: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Краснодар, февраль 2017 г.). — Краснодар: Новация, 2017. — С. 105-109. — URL https://moluch.ru/conf/ped/archive/211/11729/ (дата обращения: 16.10.2018).



3D-печать — один из главных образовательных трендов последних лет. Школы и университеты в России и по всему миру отчетливо понимают, что без использования 3D-принтеров сегодня нельзя обеспечить школьникам и студентам по-настоящему всестороннюю подготовку. 3D-печать значительно увеличивает интерес к процессу обучения, так как дает возможность школьникам почувствовать себя настоящими новаторами. Создав на компьютере модель, ученик уже через несколько часов сможет держать ее в руках — это прекрасная мотивация создавать новое. В работе приведен пример создания 3D-модели свистка в программе 123D Design для последующей печати на 3D-принтере.

Ключевые слова: 3D-печать, 123D Design, модель, ученик, 3D-моделирование

3D-печать является быстро развивающейся областью и растет с каждым днем, так как все больше людей получают доступ к 3D-принтерам. 3D-печать может быть использована для создания прототипов, создания запасных частей, для печати протезов и медицинских имплантатов.

В школах также можно найти много преимуществ использования 3D-печати, например, внедрение современных технологий в процесс образования, повышения мотивации к обучению у школьников. Важно, чтобы школы обучали учеников работать с технологиями современного производства.

Основы 3D-моделирование с помощью таких программ, как 123D Design, можно применять в начальной и средней школе, обеспечивая подход к цифровому моделированию по принципу «что вы видите, что вы получите». Моделируемые объекты выстраиваются на основе чертежей, рисунков, подробных описаний и другой информации. С помощью трехмерной графики можно разработать визуальный объемный образ желаемого объекта: создать как точную копию конкретного предмета, так и разработать новый, ещё не существующий объект.

Когда дело доходит до моделирования 3D-файлов для принтера, наиболее часто принятый формат представляет собой файл STL, который представляет сетку из треугольников. После того, как Вы создали 3D-объект, он отправляется на 3D-принтер. Большинство 3D-принтеров имеют программное обеспечение, которое позволяет конвертировать STL в слои, которые будут печататься принтером и команды для 3D-принтера.

Приведем пример задания моделирования свистка для печати на 3D-принтере. Для начала необходимо создать основную форму. В программе 123D Design чертим эскиз (рис. 1) с помощью команд группы «Sketch»: Circle с диаметром, равным 25 мм и Rectangle со сторонами 6 мм и 22 мм, применяем операцию Trim для удаления линий.

https://cdn.instructables.com/FRB/VOB3/I99R7R82/FRBVOB3I99R7R82.LARGE.jpg

Рис. 1. Эскиз свистка

Полученный эскиз с использованием операции Extrude выдавливаем на 10 мм. Затем применяем команду Shell с толщиной оболочки, равной 2 мм, для верхней грани полученного объекта. Для того, чтобы создать открытый конец свистка также применяется операция Shell с толщиной оболочки, равной 2 мм. Получим половину свистка (рис. 2).

https://cdn.instructables.com/FGL/8N5K/I99R7RA2/FGL8N5KI99R7RA2.LARGE.jpg

Рис. 2. Половина свистка

Далее необходимо создать отверстие для свистка. Чертим с помощью команды Rectangle прямоугольник со сторонами 12 мм и 3 мм (рис. 3). Применим к нему операцию Extrude с глубиной выдавливания, равной -8,5 мм.

https://cdn.instructables.com/FOF/631W/I99R7RC2/FOF631WI99R7RC2.LARGE.jpg

Рис. 3. Создание прямоугольника

Для внутреннего ребра полученного отверстия с помощью контекстного меню вызваем команду Tweak для создания среза (рис. 4).

https://cdn.instructables.com/FM1/PM6U/I99R7RDR/FM1PM6UI99R7RDR.LARGE.jpg

Рис. 4. Применение команды Tweak

Следующий шаг — это скругление ребер. Скруглим ребра, указанные на рисунке 5, с помощью команды Fillet на 3 мм.

https://cdn.instructables.com/FKT/0AAX/I99R7RFM/FKT0AAXI99R7RFM.LARGE.jpg

Рис. 5. Скругление ребер

Скруглим ребра у открытого конца на 0,5 мм (рис. 6)

https://cdn.instructables.com/FX8/H9CE/I99R7RFN/FX8H9CEI99R7RFN.LARGE.jpg

Рис. 6. Скругление ребер открытого конца

Добавим сферу радиусом 7 мм с толщиной стенки равной 0,1 мм (рис. 7). Далее подвинем ее на 0,1 мм вниз, таким образом, она будет соединена с остальной частью объекта только в точке, это довольно легко лопнуть с помощью пинцета или других небольших инструментов.

https://cdn.instructables.com/FDK/036B/I99R7SYE/FDK036BI99R7SYE.LARGE.jpg

Рис. 7. Создание сферы

Получили готовую половину свистка. Выделяем заготовку (кроме сферы) и применяем команду Mirror из группы «Pattern» (рис. 8). Получили готовый свисток.

https://cdn.instructables.com/F6S/6YMT/I99R7RI1/F6S6YMTI99R7RI1.LARGE.jpg

Рис. 8. Применение команды Mirror

Для того, чтобы напечатать его на 3D-принтере необходимо сохранить его в формате stl (Export -> STL) c отличным качестовом печати (Fine).

Загружаем файл в формате STL в специальное программное обеспечение 3D-принтера. В нашем случае Repetier-Host, программную оболочку по подготовке 3D-модели к печати. Cлайсеры — программы по «нарезке» моделей, могут быть использованы в данной программе разные. В том числе и Cura. Чтобы подготовить модель к печати, мы нажимаем «Слайсинг». Время печати данной модели приблизительно 28 мин (рис. 9).

QIP Shot - Screen 267.png

Рис. 9. Подготовленная к печати модель в программе Repetier-Host

После того, как завершится печать, получаем готовую модель, у которой необходимо разбить сферу с помощью пинцета или других инструментов.

У напечатанной модели обучающиеся могут выявить скрытые дефекты, оценить, проверить функциональность.

Литература:

  1. Официальный сайт компании Autodesk [Электронный ресурс] URL: http://www.123Dapp.com/design.
  2. Поможем новичкам: Repetier-Host — первые шаги. Часть 1 [Электронный ресурс] URL: http://3Dtoday.ru/blogs/3Dtool/help-a-lot-of-beginners-repetierhost-first-steps-part-1/
Основные термины (генерируются автоматически): STL, скругление ребер, помощь пинцета, помощь команды, половина свистка, печать, открытый конец, модель, команда, толщина оболочки.

Ключевые слова

модель, ученик, 3D-печать, 3D-моделирование, Дизайн 123D, 123D Design

Похожие статьи

Исследование работы и области применения 3D принтера

Уже в первой половине года были произведены тестирования и анонсы будущего развития. На первый взгляд устройство предстает перед

Постепенно увеличивается размер деталей, а также расширяется выбор материалов для печати. В создании моделей с помощью 3D...

Перспективы использования технологий 3D печати

Технология получила название «стереолитографии» (STL).

Стоимость составляет 140000 т.р. С помощью Desktop Factory нельзя напечатать модели с толщиной стенки менее 1 мм — это “чисто дизайнерский” принтер.

Создание динамических изображений при помощи программы...

По команде Контур фигуры выбирается цвет и толщина линии. Направление движения прямой линии можно показать по стрелке из окна строка Окно настройки анимации с помощью

Например, через ребро f пирамиды проведём прямую, параллельную отрезку, а(о) с(о).

Применение Wolfram Mathematica для анализа работы модели...

- элементы множества представляют ребра графа, помеченные непустыми подмножествами из множества прав доступа R.

В процессе использования реализации модели всегда можно просмотреть текущее состояние системы. Это делается с помощью команды CurrentState.

Применение 3D-технологий в биопринтинге миокарда сердца

Предложен метод, с помощью которого будут получены составные элементы для печати

Принтеры есть далеко не везде, модели для печати разрабатываются большой командой

Чтобы сделать модель листа Мёбиуса, надо взять бумажную полоску и соединить её концы...

Исследование свойств поверхностей вращения с использованием...

Приводятся методики разработки 3D моделей поверхностей и реальных сооружений в САПР «Компас», а также натурных моделей с помощью 3D-печати.

Система имеет простой интерфейс, эффективный и удобный набор управляющих команд, большой список библиотек...

Речевые технологии — следующий уровень сервиса

Голосовое управление — это способ взаимодействия с устройствами при помощи голоса. Считается, что это следующая стадия управления техникой, после сенсорного ввода

На этом этапе процессор, встроенный в используемое устройство, обрабатывает полученную команду.

3D принтер — технология будущего | Статья в журнале...

Затем, с помощью специального программного продукта разбивает просканированный объект на слои и происходит генерация набора команд, которая определит последовательность, в которой будут наноситься слои материала при печати.

Моделирование процессов литья под давлением

Толщина ребер жесткости всегда является частью толщины стенки S. Ее

В данном случае, улучшить качество детали удалось с помощью изменения конструкции.

...исследований (анализ способов построения и использования моделей, определение необходимых.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Исследование работы и области применения 3D принтера

Уже в первой половине года были произведены тестирования и анонсы будущего развития. На первый взгляд устройство предстает перед

Постепенно увеличивается размер деталей, а также расширяется выбор материалов для печати. В создании моделей с помощью 3D...

Перспективы использования технологий 3D печати

Технология получила название «стереолитографии» (STL).

Стоимость составляет 140000 т.р. С помощью Desktop Factory нельзя напечатать модели с толщиной стенки менее 1 мм — это “чисто дизайнерский” принтер.

Создание динамических изображений при помощи программы...

По команде Контур фигуры выбирается цвет и толщина линии. Направление движения прямой линии можно показать по стрелке из окна строка Окно настройки анимации с помощью

Например, через ребро f пирамиды проведём прямую, параллельную отрезку, а(о) с(о).

Применение Wolfram Mathematica для анализа работы модели...

- элементы множества представляют ребра графа, помеченные непустыми подмножествами из множества прав доступа R.

В процессе использования реализации модели всегда можно просмотреть текущее состояние системы. Это делается с помощью команды CurrentState.

Применение 3D-технологий в биопринтинге миокарда сердца

Предложен метод, с помощью которого будут получены составные элементы для печати

Принтеры есть далеко не везде, модели для печати разрабатываются большой командой

Чтобы сделать модель листа Мёбиуса, надо взять бумажную полоску и соединить её концы...

Исследование свойств поверхностей вращения с использованием...

Приводятся методики разработки 3D моделей поверхностей и реальных сооружений в САПР «Компас», а также натурных моделей с помощью 3D-печати.

Система имеет простой интерфейс, эффективный и удобный набор управляющих команд, большой список библиотек...

Речевые технологии — следующий уровень сервиса

Голосовое управление — это способ взаимодействия с устройствами при помощи голоса. Считается, что это следующая стадия управления техникой, после сенсорного ввода

На этом этапе процессор, встроенный в используемое устройство, обрабатывает полученную команду.

3D принтер — технология будущего | Статья в журнале...

Затем, с помощью специального программного продукта разбивает просканированный объект на слои и происходит генерация набора команд, которая определит последовательность, в которой будут наноситься слои материала при печати.

Моделирование процессов литья под давлением

Толщина ребер жесткости всегда является частью толщины стенки S. Ее

В данном случае, улучшить качество детали удалось с помощью изменения конструкции.

...исследований (анализ способов построения и использования моделей, определение необходимых.

Задать вопрос