8 класс Урок 15
Тема урока: 3D-сканер, устройство, использование для создания прототипов. Выполнение проекта.
Цели: - сформирования понятие «3D-сканер». Как и где используется 3D сканер. - научиться сканировать объект (познакомить с 3D-сканером и научить на практике применять полученные знания на мобильном телефоне.).
Тип урока: изучение нового материала, практическая работа.
Оборудование: учебник, рабочая тетрадь, мобильный телефон.
Ход урока
-
Организационный момент
-
Повторение пройденного материала.
– Что представляет собой 3D-принтер?
- В чем главное отличие профессионального принтера от домашнего?
- Как вы считаете у 3D печати есть "будущее"? Аргументируйте свою точку зрения?
-
Введение в тему урока
В современном мире технологий каждый день появляются новые изобретения, которые упрощают нашу жизнь и расширяют наши возможности. Одним из таких устройств является 3D-сканер. Давайте рассмотрим, что это за устройство и как его можно использовать для создания прототипов.
-
Изучение нового материала
-
3D-сканер - устройство для создания прототипов.
3D-сканер — периферийное устройство, анализирующее форму предмета и на основе полученных данных создающее его 3D-модель.
3D-сканер - это устройство, которое позволяет создавать точную 3D-модель объекта в цифровом формате. Он работает на основе технологии сканирования, при котором лазерное или световое излучение проецируется на поверхность объекта, а затем фиксируется и обрабатывается компьютером. Благодаря этому процессу, мы получаем детальную и точную копию объекта в цифровой форме, которую можно сохранить, редактировать или использовать для создания физического прототипа.
Одной из основных областей применения 3D-сканеров является создание прототипов. Прототип - это первичная модель товара или изделия, которую создают для проверки его дизайна, функциональности и других характеристик. До появления 3D-сканеров процесс создания прототипов был достаточно сложным и затратным. Но с появлением этого инновационного устройства все изменилось.
С помощью 3D-сканера можно быстро и легко создавать точные копии объектов, а затем редактировать их в специальных программных приложениях. Это позволяет инженерам и дизайнерам сократить время и затраты на создание прототипов. Например, если разработчикам нужно создать прототип новой игрушки, они могут просто отсканировать существующую игрушку и внести изменения в ее дизайн на компьютере. Затем они могут распечатать новый прототип с использованием 3D-принтера.
-
Как работает 3D-сканер
3D-сканер — это устройство, которое исследует какой-либо предмет, оцифровывая его с помощью датчиков, и использует полученную информацию для создания трехмерной модели. По сути, 3D-сканер создает цифровую копию физического объекта любой конфигурации и степени сложности. Этим он принципиально отличается своих предшественников — обычных сканеров, способных лишь считывать информацию с документов и фото.
Сам процесс сканирования может происходить по-разному — в зависимости от
вида 3D устройства и применяемой технологии, а также от того, какой объект требуется обработать с его помощью — движущийся или статичный.
-
Классификация лазерных 3D-сканеров.
Трехмерное сканирование подразделяется на 2 типа: контактное и бесконтактное.
Контактное. Метод представляет собой контакт с предметом.
Механический щуп соединен с контактами в сканере. Он снабжен датчиком,
который измеряет высоту, глубину объекта. Данные устройства работают по следующему принципу: происходит зондирование предмета при помощи физического контакта, когда тот находится на прецизионной проверочной поверхности. Отличается от других видов сверхточной работой. Недостаток – может изменить или повредить объект. Такие сканеры проводят изучение объекта напрямую. Если объект лежит неправильно или двигается во время сканирования, его удерживают в неподвижном состоянии специальные тиски.
Бесконтактное. В основе сканирования таким аппаратом лежит метод изучения предметов при помощи ультразвука и рентгеновских лучей. Перспективный метод сканирования, так как позволяет создавать скан моделей, находящихся в труднодоступных местах.
Бесконтактные подразделяются на 2 категории:
-
Активные - работают при помощи направленного на объект луча лазера или
структурированного света, которые, отражаясь, дают информацию о местонахождении предмета в виде координат.
-
Пассивные - используют времяпролетные дальномеры, которые считывают время и
расстояние, которое проходит лазерный луч до предмета, и так — по каждой точке в пространстве, что в итоге позволяет точно воссоздавать его трехмерное изображение.
-
Технологии трехмерного сканирования: лазерная и оптическая.
Лазерная. Функционирование устройств основывается на принципе работы лазерных дальномеров. Лазерные сканеры 3d характеризуются точностью получаемой трехмерной модели.
Оптическая. В данном случае применяется специальный лазер второго класса безопасности. Оптический 3d сканер отличается большой скоростью сканирования. Его использование исключает любое искажение, даже если объект будет двигаться. Также нет необходимости в нанесении отражающих меток.
-
Виды 3D-сканеров по принципу использования:
Ручные - подходят для домашнего пользования, просты в использовании, имеют малый вес и габариты.
Портативные - модель для работы с выездом и стационарной установкой.
Настольные - профессиональные модели, подойдут для использования в офисе,
инженерных бюро и дизайнерских студиях.
Стационарные - используются в промышленных целях.
-
Преимущества и недостатки использования трехмерных сканеров.
Преимущества:
и в недоступных для присутствия местах.
передавать текстуру поверхности.
сложного по форме, с большим количеством плоскостей.
том числе ручной или портативный, который легко можно взять с собой.
Недостатки:
предметы. В этом случае требуется их предварительная подготовка (обработка специальным составом).
и перегородок.
определенными компьютерными программами по созданию 3д моделей.
необходимость в дорогостоящем ремонте оборудования
-
Области применения 3D-сканеров.
3D-сканеры также активно применяются в медицине. Они позволяют врачам
сканировать тело пациента и создавать точные 3D-модели для более точного планирования операций или создания индивидуальных протезов. Это помогает снизить риски операций и увеличить точность создания протезов или имплантатов.
Также 3D-сканеры могут использоваться в искусстве и культурной сфере. Они позволяют сохранить и воссоздать художественные произведения, памятники и артефакты в цифровой форме. Это не только упрощает сохранение и восстановление исторических объектов, но и дает возможность создавать точные копии для образовательных или выставочных целей.
-
Физкультминутка
-
**Практическая часть. – Сканировать штрих-код на продуктах при помощи
приложения на мобильном телефоне.
Выполнение проекта. «Прототип изделия из пластмассы (других материалов по выбору)»:– составить технологическую карту изделия.
-
Закрепление пройденного материала
- Что такое «3D-сканер», « прототип»?
- Сканер работает на основе....(чего?)
-
Итог урока. Рефлексия.
В заключение, 3D-сканеры - это инновационное устройство, которое
значительно упрощает и ускоряет процесс создания прототипов. Они нашли свое применение в различных областях: от промышленности до медицины и искусства. Использование 3D-сканера позволяет создавать точные 3D-модели объектов, которые можно редактировать, сохранять и распечатывать с использованием 3D-принтера. Это открывает новые возможности для инженеров, дизайнеров, врачей и художников, упрощая их работу и повышая качество результатов.
Рефлексивная мишень.
-
Что нового узнали?
- Достигли ли поставленных целей?
-
Домашнее задание.
-
Выполнение проекта. «Прототип изделия из пластмассы (других материалов по выбору»:– составить технологическую карту изделия.
-
Подготовить сообщение: - В каких областях применяется 3D-сканер? (устно).
(Промышленность, концептуальное моделирование, проектирование и разработки; архитектура и строительство; товары народного потребления; культура и искусство; образование; информационные технологии, медицина и здравоохранение; наука и другое.)
3) *Описать его использование на одном примере (письменно)
4) Просмотреть видео по ссылке:
https://dzen.ru/video/watch/61f0d58ffc09e5620fe2573a?f=d2d (03:30)
Обзор беспроводного сканера штрих-кода Mindeo CS2290 (видео)