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.



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): 123d design, программе 123d design, половину свистка, создания 3D-модели свистка, готовую половину свистка, задания моделирования свистка, открытый конец свистка, помощью пинцета, Эскиз свистка, Половина свистка, Скругление ребер, помощью команды, формате stl, толщиной оболочки, открытого конца, толщиной стенки равной, 123d design чертим, export -> stl, помощью команды rectangle, программное обеспечение.

Ключевые слова

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

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос