В статье авторы описывают результаты работы над проектом с использованием аддитивных технологий.
Ключевые слова: риф, коралл, 3D-моделирование, экосистема, Blender, экосистема, FDM-технология, PLA-пластик.
Наша экосистема состоит из взаимозависимых животных и растений, которые составляют сложную жизненную сеть, в пределах которой исчезновение одного вида может влиять на всю биологическую систему. Причины угрозы для морской жизни разнообразны, но в основном они связаны с нерациональным поведением и деятельностью людей. Более 80 процентов морского загрязнения имеет антропогенное происхождение. На протяжении веков люди беспечно использовали ресурсы Земли, загрязняя окружающую среду. Однако сегодня с каждым днём становится ясно, что за легкомыслие приходится платить, причём не только нам, но и другим живущим на планете видам. Люди уже давно загрязняют Мировой океан. Именно туда попадают все принесенные реками отходы. Сточные воды, пестициды, пластик убивают морских обитателей [2].
Кораллы — одна из древнейших групп многоклеточных организмов на Земле, они существуют уже многие миллионы лет. Кораллы бывают одиночные и колониальные. Отдельный коралл, живущий самостоятельно или входящий в колонию, называют полипом [1].
Коралловые рифы — важная среда обитания; они служат домом для четверти всех морских особей, благодаря чему эта среда обитания — одна из самых наиболее биологически разнообразных на планете. Коралловые рифы служат питомниками для многих видов рыб, помогая обеспечить приют от хищников, давая рыбам возможность вырасти. Коралловые рифы также приносят ряд экономических выгод, например, от туризма и коммерческого рыболовства. Коралловые рифы обеспечивают защиту прибрежных районов и сохранение морских экосистем. Они также могут помочь смягчить негативные последствия изменения климата, защищая береговую линию от экстремальных погодных явлений. Кроме этого, в коралловых рифах находятся сложные химические соединения, имеющие потенциал применения в современной медицине [3].
Целью данной работы, является, путем культивирования фрагментов кораллов, восстановить их естественную среду обитания при помощи высокотехнологичных материалов. Полипы будут развиваться на созданном при помощи 3D-технологий «скелете» коралла, постепенно замещая его по мере растворения пластика в воде.
Для данного проекта был выбран лосерогий коралл, так как он является быстрорастущим, это свойство будет полезно при культивировании 3D-модели коралла напечатанного на 3D-принтере. Также исходя из экологических факторов был выбран экологичный и биоразлагаемый PLA-пластик, сырьем для которого служит кукуруза, сахарный тростник, картофельный и кукурузный крахмал, соевый белок, крупа из клубней маниока, целлюлоза. Натуральное природное сырье в составе PLA-пластика позволяет без угрозы для здоровья человека применять его для различных целей.
Технологию, которая будет использоваться — FDM-технология, она предполагает послойное построение изделия из расплавленного сырья. Она наиболее популярна на рынке аддитивных технологий. Причиной тому — довольно низкая стоимость пластиковых расходных материалов, которые чаще всего используются при этом типе печати [4].
Проектирование модели будет производится в программе Blender. Моделирование начинается с обычного цилиндра, добавляя новые и редактируя их получается основная ветвь коралла. Далее пользуясь скульптингом, подобно лепке из пластилина или глины, кораллу придается естественный вид (Рисунок 1).
Рис. 1. Создание ветви коралла
Повторяя такую же последовательность действий, добавляется еще несколько ответвлений (Рисунок 2, 3).
Рис. 2. Создание ответвлений
Рис. 3. Создание ответвлений
После идет подготовка к рендеру модели.(Рендер — термин в компьютерной графике, обозначающий процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы). Для этого добавляется свет, фон и камера (Рисунок 4).
Рис. 4. Рендер
Последний этап — осуществление рендера (Рисунок 5).
Рис. 5. Готовый рендер
После создания всех 3D-деталей, производится подготовка к печати. Детали сохраняются в STL формате. Печать будет происходить на принтере Hercules 2018.
Созданные 3D-модели, загружаются в слайсер и подготавливаются для печати на принтере, выставляются значения:
— Высота слоя: 0,15 мм
— Температура сопла: 210 °C
— Температура стола: 60 °C
— Охлаждение: 100 %
— Поддержка: не ставить.
— Заполнение: 15 %.
Время печати коралла составила 2 часа 46 минут. Шлифовка и дальнейшая обработка напечатанной модели не нужна, так как поверхность коралла должна быть шероховатой и неровной.
После печати модель коралла помещена в аквариум, был использован морской грунт. Для создания морской воды была смешана специальная морская соль и дистиллированная вода.
В результате проделанной работы создана и напечатана модель коралла.
Литература:
- «Энциклопедия для детей». — 7-е изд. —: Аванта+, 2012. — 589 c. — Текст: непосредственный.
- Кэрри, Манфрино Можно ли спасти коралловые рифы? / Манфрино Кэрри. — Текст: электронный // Организация объединенный наций: [сайт]. — URL: https://www.un.org/ru/chronicle/article/21809 (дата обращения: 15.10.2021).
- Школьник, Ю. К. Подводный мир. Полная энциклопедия / Ю. К. Школьник. —: Эксмо, 2009. — 256 c. — Текст: непосредственный.
- Климачева, Т. Н. AutoCAD. Техническое черчение и 3D-моделирование / Т. Н. Климачева. — 1-е изд. —: BHV, 2008. — 912 c. — Текст: непосредственный.
