Практическая работа №4
Разработка и методический анализ практической работы в рамках модуля «3D-моделирование, прототипирование, макетирование», 8 класс, (тема практической работы по выбору слушателя из ФРП ООО).
«Настройка 3D-принтера и печать прототипа. »
Цель:
3D-прототипирования; основными видами трехмерного прототипирования.
развивать интерес к предмету; формировать приёмы логического мышления; развитие способность анализировать и обобщать, делать выводы;
воспитывать аккуратности, точность, самостоятельность;
соблюдать санитарные нормы при работе с компьютером, соблюдать правила техники безопасности.
Задание:
Выберите тему практической работы в ФРП ООО по модулю «3D-моделирование, прототипирование, макетирование», 8 класс.
Определите предметные образовательные результаты практической работы.
Разработайте практическую работу в предлагаемом шаблоне.
Разработайте критерии оценки результатов практической работы в предлагаемом шаблоне.
Методическая разработка практической работы
по теме «Настройка 3D-принтера и печать прототипа.»
Задание 1.
Определите предметные образовательные результаты практической работы
- Чему необходимо научить учеников?
Знанию основных видов трехмерного прототипирования:
стереолитораграфия;
послойное наплавление;
выборочное лазерное спекание;
многоструйное моделирование.
- Какие предметные результаты планируете достичь?
− приобретать первоначальные представления о компьютерной графике и работе 3D специалистов (3D визуализатор, 3D моделлер, 3D дизайнер);
− навыкам совместной продуктивной деятельности, сотрудничества, взаимопомощи, планирования и организации;
− применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера;
− развивать представления о 3D технологиях;
− основным навыкам и умения использования компьютерных программ, обучающийся получит возможность научиться:
− использовать разные методы 3D моделирования.
− устанавливать 3D программы и ориентироваться в них.
− работать с технической документацией.
− осуществлять работу в облачных приложениях.
− выполнять 3D визуализации, разрабатывать 3D видеоролики, заставки.
− владеть навыками работы в команде (совместная работа над проектами, облачные системы).
- Какие термины, понятия, приемы работы, технологические операции школьникам нужно запомнить и верно называть?
Прототипирование — это процесс создания рабочих моделей или
прототипов продукта до начала его производства.
Блок питания, стоковая прошивка, термистор хотенда, термистор стола, экструдер, LINEAR ADVANCE — это функция в прошивке 3D-принтера, которая регулирует давление, накапливающееся в сопле в результате экструзии и ретракции.
- Чему школьники научатся в ходе выполнения практической работы?
Научатся использовать разные методы 3D моделирования.
Научатся устанавливать 3D программы и ориентироваться в них.
Научатся создавать технологии 3D-прототипирования
Технология 3D-прототипирования позволила максимально сократить время, расходуемое на создание опытных моделей.
3D-прототипирование – это методика создания физического объекта на базе цифровой 3D-модели.
Для получения вещественного макета перед печатью создается его компьютерная CAD-модель в STL-формате.
| Планируемые предметные результаты Базовый уровень |
| В результате выполнения практической работы обучающиеся
| Впишите предметные результаты, соответствующие изучаемой технологии |
| узнают:… (термины, понятия, названия инструментов, приемов работы, трудовых операций и др.) | представления о компьютерной графике и работе 3D специалистов (3D визуализатор, 3D дизайнер); использование разных методов 3D моделирования.
|
| научатся: … (выполнять трудовые операции, использовать инструменты, приспособления и др.) | выполнять развёртку и соединять фрагменты макета; выполнять сборку деталей макета; устанавливать 3D программы и ориентироваться в них. Научатся создавать технологии 3D-прототипирования
|
| смогут объяснять/характеризовать:… (порядок технологических операций, этапы выполнения работы и др.) | характеризовать мир профессий, связанных с изучаемыми технологиями макетирования, их востребованности на рынке труда |
| смогут самостоятельно выполнить/сделать: … (-аналогичное изделие, соблюдая технологическую последовательность; -другое изделие, перенеся знания изученной технологии на другие объекты) | Настраивать принтер и выполнять печать изделия. |
Задание 2.Разработайте практическую работу в предлагаемом шаблоне.
Определите:
- Какова цель выполнения работы для ученика? Чему он научится?
- Какие материалы и инструменты потребуются для выполнения работы?
- Какое задание, этапы работы должен выполнить обучающийся, чтобы освоить необходимые операции?
- Сформулируйте пример вывода, который должны сделать обучающиеся по итогам выполнения практической работы.
Практическая работа «Настройка 3D-принтера и печать прототипа.»
Цель:
развивать интерес к предмету технология; формировать приёмы логического мышления; развитие способность анализировать и обобщать, делать выводы;
воспитывать аккуратности, точность, самостоятельность;
соблюдать санитарные нормы при работе с компьютером, соблюдать правила техники безопасности.
Создание условий для формирования технологической и компьютерной грамотности, реализации конструкторских и творческих способностей обучающихся.
Оборудование и материалы: компьютер, мультимедийная презентация; кейсы для урока, рабочая тетрадь, 3D-принтер
Задание:
1.группа выполняет настройку 3D-принтер для печати
2. группа выполняет печать изделия (кубик с надписями).
Технологическая карта
| № п/п | Последовательность технологических операций | Материалы, инструменты |
| 1 | 1.Для проверки работоспособности 3D-принтера надо: -проверить правильно ли выставлено напряжение на блоке питания; -проверить работоспособность основных узлов на стоковой прошивке- на выключенном принтере отодвигаем печатающую голову в центр стола, а ось Z от концевика (Крепим концевик винтами М3х6 к держателю с помощью резьбовых нейлоновых стоек 3х9, держатель концевика оси Z устанавливаем в крепежные отверстия на необходимом уровне, фиксируем винтом М3х12, в каретку, где закреплен двигатель оси Х, вкручиваем регулировочный винт М4х40 с пружинкой); -через экран даем команду парковки всех осей, все оси поехали к концевикам, где они должны мягко остановится. Если все прошло нормально то это означает что все приводы и концевики в порядке; - важно знать - что все подключения или отключения делаются на обесточенном 3D-принтере.
| 3D-принтер для печати, компьютер, инструменты для установки основных деталей 3D-принтер, блок питания, паяльник, мультимедийная презентация, кейсы для урока, рабочая тетрадь |
| 2 | Проверить по схеме подключения электроники правильность установки всех деталей и главных элементов конструкции принтера( термистор хотенда, термистор стола, экструдер, концевик оси Z и ось Z, концевик оси Y и осьY, обдув хотенда и плат 12V, нагрев хотенда и нагрев стола, подключения к блоку питания 12V и 220V.) Перед установкой экструдера необходимо удлинить провода для вентилятора охлаждения хотенда. Для этого используем тонкие двужильные провода, местa пайки изолируем термоусадкой. Вентилятор будет подключаться напрямую к блоку питания, поэтому отрезайте провод с запасом. Обратите внимание на полярность вентилятора: красный + , черный -. Провода аккуратно убираем в спиральную оплетку по всей длине. Прежде чем приступить к калибровке экструдера, следует проверить настройки слайсера, а именно тип филамента и диаметр прутка, а также чистоту сопла. Неверная конфигурация может оказаться причиной плохого качества печати. Перед тем как менять программные коды, необходимо проверить работу механических компонентов. Неполадки в узле подачи филамента могут стать причиной проявления дефектов печати. В первую очередь производится регулировка прижимного ролика (если это допускается конструкцией принтера). Если прижимной механизм работает корректно, износ шестерен протяжки прутка отсутствует, нужно переходить к следующему этапу калибровки — настройке количества филамента, которое подает шаговый двигатель.
| 3D-принтер для печати, компьютер, инструменты для установки основных деталей в 3D-принтер, блок питания, паяльник, мультимедийная презентация, кейсы для урока, рабочая тетрадь |
| 3 | Для проверки термисторов и нагревателей надо посмотреть на экране принтера какие температуры там показывают. Если на экране принтера показывает комнатную температуру то переходим к следующей проверке; запустить прогрев hatendo до 60 градусов и запустить прогрев стола. Установить прошивку принтера для нормальной печати. В экструдере один, диаметр сопла 0.4мм, минимальная и максимальная высота слоя автоматически рассчитывается слайсером. Для толщины модели установить прямолинейный шаблон прочности и скорости перемещения головы на разных начальных типах линии от 20мм в секунду и больше Калибровка стола производится с помощью датчика уровня, в системе координат принтера в горизонт с прогреванием стола до 80 градусов, с помощью регулировочного листа бумаги. | 3D-принтер для печати, компьютер, инструменты для установки основных деталей в 3D-принтер, блок питания, паяльник, мультимедийная презентация, кейсы для урока, рабочая тетрадь |
| 4 | Устанавливаем LINEAR ADVANCE — это функция в прошивке 3D-принтера, которая регулирует давление, накапливающееся в сопле в результате экструзии и ретракции. Эта функция учитывает это давление и выполняет дополнительные ретракции в зависимости от скорости движения сопла. Хорошо настроенной Linear Advance дает: более точные кривые, контроль скорости кривых, увеличение скорости печати без снижения качества. После переноса всех параметров из слайсера нажимаем кнопку генерировать и скачать. Открывается диалог файлика, его надо закинуть на карточку принтера и загрузить в него филамент под который все настраивали и запустить печать. | 3D-принтер для печати, компьютер, инструменты для установки основных деталей в 3D-принтер, блок питания, паяльник, мультимедийная презентация, кейсы для урока, рабочая тетрадь |
| 5 | Выполнение печати изделия (кубик с надписями). Для печати мы выберем простой кубик с надписями, если его сжать по оси Z то он напечатается за 15 минут. Порядок печати: устанавливаем кубик в слайсер и меняем масштаб модели по оси Z. Для этого при выделенной модели надо будет в правой панели снять замочек возле масштаба и поменять в процентах масштаб по оси Z. В левой панели щелкаем по инструменту для рисования шва и красим левой кнопкой мыши любой угол кубика. По параметрам печати используем два периметра; 5 слоев крышки, 3 слоя дна, и заполнения 10 процентов. Хорошо настроенный Linear Advance выполнит печать изделия без снижения качества. После печати надо осмотреть пробную модель и сделать калибровку сегмента неровностей на страничке калибратора в К-факторе( определения области использования и расчета)
| 3D-принтер для печати, компьютер, инструменты для установки основных деталей в 3D-принтер, блок питания, паяльник, мультимедийная презентация, кейсы для урока, рабочая тетрадь |
Оцените качество выполненной работы по карте контроля
Карта контроля выполненной работы
| № п/п | Технологическая операция | Критерии оценки | Балл |
| 1 | 1.Для проверки работоспособности 3D-принтера надо: -проверить правильно ли выставлено напряжение на блоке питания; -проверить работоспособность основных узлов на стоковой прошивке- на выключенном принтере отодвигаем печатающую голову в центр стола, а ось Z от концевика (Крепим концевик винтами М3х6 к держателю с помощью резьбовых нейлоновых стоек 3х9, держатель концевика оси Z устанавливаем в крепежные отверстия на необходимом уровне, фиксируем винтом М3х12, в каретку, где закреплен двигатель оси Х, вкручиваем регулировочный винт М4х40 с пружинкой); -через экран даем команду парковки всех осей, все оси поехали к концевикам, где они должны мягко остановится. Если все прошло нормально то это означает что все приводы и концевики в порядке; - важно знать - что все подключения или отключения делаются на обесточенном 3D-принтере.
| Выполнено правильно | 1 |
| 2 | Проверить по схеме подключения электроники правильность установки всех деталей и главных элементов конструкции принтера( термистор хотенда, термистор стола, экструдер, концевик оси Z и ось Z, концевик оси Y и осьY, обдув хотенда и плат 12V, нагрев хотенда и нагрев стола, подключения к блоку питания 12V и 220V.) Перед установкой экструдера необходимо удлинить провода для вентилятора охлаждения хотенда. Для этого используем тонкие двужильные провода, местa пайки изолируем термоусадкой. Вентилятор будет подключаться напрямую к блоку питания, поэтому отрезайте провод с запасом. Обратите внимание на полярность вентилятора: красный + , черный -. Провода аккуратно убираем в спиральную оплетку по всей длине. Прежде чем приступить к калибровке экструдера, следует проверить настройки слайсера, а именно тип филамента и диаметр прутка, а также чистоту сопла. Неверная конфигурация может оказаться причиной плохого качества печати. Перед тем как менять программные коды, необходимо проверить работу механических компонентов. Неполадки в узле подачи филамента могут стать причиной проявления дефектов печати. В первую очередь производится регулировка прижимного ролика (если это допускается конструкцией принтера). Если прижимной механизм работает корректно, износ шестерен протяжки прутка отсутствует, нужно переходить к следующему этапу калибровки — настройке количества филамента, которое подает шаговый двигатель.
| Выполнено правильно | 1 |
| 3 | Для проверки термисторов и нагревателей надо посмотреть на экране принтера какие температуры там показывают. Если на экране принтера показывает комнатную температуру то переходим к следующей проверке; запустить прогрев hatendo до 60 градусов и запустить прогрев стола. Установить прошивку принтера для нормальной печати. В экструдере один, диаметр сопла 0.4мм, минимальная и максимальная высота слоя автоматически рассчитывается слайсером. Для толщины модели установить прямолинейный шаблон прочности и скорости перемещения головы на разных начальных типах линии от 20мм в секунду и больше Калибровка стола производится с помощью датчика уровня, в системе координат принтера в горизонт с прогреванием стола до 80 градусов, с помощью регулировочного листа бумаги. | Выполнено правильно | 1 |
| 4 | Устанавливаем LINEAR ADVANCE — это функция в прошивке 3D-принтера, которая регулирует давление, накапливающееся в сопле в результате экструзии и ретракции. Эта функция учитывает это давление и выполняет дополнительные ретракции в зависимости от скорости движения сопла. Хорошо настроенной Linear Advance дает: более точные кривые, контроль скорости кривых, увеличение скорости печати без снижения качества. После переноса всех параметров из слайсера нажимаем кнопку генерировать и скачать. Открывается диалог файлика, его надо закинуть на карточку принтера и загрузить в него филамент под который все настраивали и запустить печать. | Выполнено правильно | 1 |
| 5 | Выполнение печати изделия (кубик с надписями). Для печати мы выберем простой кубик с надписями, если его сжать по оси Z то он напечатается за 15 минут. Порядок печати: устанавливаем кубик в слайсер и меняем масштаб модели по оси Z. Для этого при выделенной модели надо будет в правой панели снять замочек возле масштаба и поменять в процентах масштаб по оси Z. В левой панели щелкаем по инструменту для рисования шва и красим левой кнопкой мыши любой угол кубика. По параметрам печати используем два периметра; 5 слоев крышки, 3 слоя дна, и заполнения 10 процентов. Хорошо настроенный Linear Advance выполнит печать изделия без снижения качества. После печати надо осмотреть пробную модель и сделать калибровку сегмента неровностей на страничке калибратора в К-факторе ( определения области использования и расчета)
| Выполнено правильно | 1 |
|
|
|
|
|
| Итого: | 5 |
Сделайте вывод по результатам практической работы:
ПРИМЕР ВЫВОДА:
настройка 3D-принтера и печать прототипа начинается;
-с проверки работоспособности 3D-принтера;
- проверки правильного выставления напряжение на блоке питания;
-проверки работоспособность основных узлов на стоковой прошивке;
- правильности установки всех деталей и главных элементов конструкции принтера по схеме подключения электроники;
- с подготовкой и выполнением печати изделия (кубик с надписями).
Макетирование начинается с эскизов, чертежей и беседы с автором проекта. Каждый макет – это сложная конструкция, состоящая из множества деталей разных форм и фактуры.
Задание 3. Разработайте критерии оценки результатов практической работы в предлагаемом шаблоне.
Критерии оценки
|
| Оценка процесса | Баллы | Оценка |
| 1 | Соблюдение техники безопасности, правил безопасного труда | Выполняется - 1 Не выполняется - 0 |
|
| 2 | Соблюдение дисциплины, правил делового общения | Выполняется - 1 Не выполняется - 0 |
|
| 3 | Соблюдение культуры труда на рабочем месте (организация рабочего места) | Выполняется - 1 Не выполняется - 0 |
|
| 4 | Соблюдение/качество выполнения технологических операций | Выполняется полностью верно -1 Выполняется верно, но с нарушением отдельных технологических приемов и правил - 0,5 Нарушена технология, выполнение технологической операции: изделие изготовить/завершить невозможно (брак) - 0 |
|
| 5 | Соблюдение последовательности этапов сборки конструкции/изделия. В однодетальных изделиях критерий не применяется | Соблюдены все этапы, сборка завершена – 1 Последовательность нарушена – 0
|
|
|
| Итого | 5 |
|
|
|
Оценка результата |
|
|
|
|
| 0-2 балла – оценка 2 |
|
|
|
| 3 балла – оценка 3 |
|
|
|
| 4 балла – оценка 4 |
|
|
|
| 5 баллов – оценка 5 |
|
|
| Итого | 5 |
|
15 451
2 717 
