Принципы работы 3D принтера. Внедрение 3D технологий в образовательный процесс в условиях сельской школы.

Современ ная

ш кола

Центров образования цифрового

и гуманитарного профилей «Точка роста»

1

Внедрение в образовательный процесс 3Dтехнологий

Презентацию подготовила: наставник Центра «Точки роста» МОБУ СОШ № 1

с. Ивановка Грабор А.А.

1

Вв одная

информ ация

мы рассматриваем самый распространённый тип 3D-принтеров, который работает по технологии FDM (метод послойного наплавления)

Как работает 3 д принтер

Как запрограммировать 3Dпринтер на печать

Когда дело доходит до ЗD-печати, такие модели подвергаются «слайсингу», то есть разбиваются на отдельные слои с помощью специальных программ, так и называемых - слайсеры . Представьте, что вы хотите напечатать вазу: первым делом вазу необходимо условно нарезать на тонкие-тонкие слои, а каждый из них опять-таки условно сфотографировать. Стопку полученных снимков можно передать принтеру, и он сделает копию каждой картинки, одну поверх другой, пока слой за слоем не воссоздаст оригинальную вазу. Вот только «рисуют» принтеры по-разному и разными материалами.

• Слайсер формирует специальную программу для ЗD-принтера. В этой программе принтеру рассказывается, как нужно печатать модель - куда двигаться экструдеру, с какой скоростью выдавливать пластик, какая толщина слоев будет у модели и др. параметры. Вся программа для принтера сохраняется в файл под названием g-code . Дальше через флеш карту или USB провод программа загружается в ЗD-принтер и запускается печать.
• Пруток подается в печатающую головку, где плавится и выдавливается через тонкое сопло. Головка передвигается в двух плоскостях, вырисовывая нитью целый слой - один из срезов того самого «яблока». Закончив один слой, принтер приподнимает головку или опускает платформу, а затем начинает печатать новый слой поверх только что нанесенного. Так, слой за слоем, срез за срезом, выращивается копия оригинального предмета.

• Теперь должно быть понятным происхождение термина «аддитивные технологии». Большинство цифровых производственных методов основываются на удалении лишнего материала. Например, то же самое яблоко можно выточить, высверлить и выпилить из болванки. Такие технологии называются субтрактивными (от англ. «subtract» – «отнимать»). В 3D-печати все с точностью до наоборот: объект выстраивается крупинка за крупинкой, слой за слоем, с нуля . Отсюда и термин «аддитивный процесс» (от англ. «add» – «добавлять»). 

• настольные варианты аддитивных принтеров, работающих по FDM технологии , печатающие пластиковой нитью, вполне по карману обычному любителю: цены колеблются от 20 000 руб. до 200 000 руб.

Насколько функциональны печатаемые изделия?

Скажем так: все зависит от качества процесса и используемого пластика. На домашнем 3D-принтере вполне реально печатать рабочие шестеренки для самодельных роботов или пластиковые корпуса для электронных гаджетов.

Само собой, сувениры, игрушки или новая ручка для сковородки не составят никаких проблем. Самое же замечательное то, что у вас появиться возможность создавать уникальные изделия или ремонтировать вещи, давно снятые с производства. Себестоимость одной детали, как правило, будет выше, чем у ширпотреба, но и здесь бывают исключения. Хотя бы те же чехлы для смартфона: 50-граммовый 3D-печатный чехол из ABS-пластика хорошего качества обойдется примерно в 50 рублей, плюс небольшие затраты на электричество, а аналогичный кейс с витрины будет стоить в 5-10 раз дороже.

Плюсы 3D печати:

+ Быстрая проверка дизайна и эргономики изделия.

+ Дешевое производство прототипов и мелких серий.

+ Индивидуализация производства — легкое и экономически выгодное создание кастомизированных изделий (например, для конкретного пациента).

+ Возможность создания действительно сложных объектов — механизмов, изделий со сложной внутренней структурой и причудливых геометрических форм.

+ Безотходное производство — практически весь материал идет в изделия (которые к тому же создаются под заказ и не валяются на складе в ожидании покупателя, как продукция обычных серийных производств).

Минусы 3D печати:

— Низкая производительность по сравнению с традиционными литьем и штамповкой (из-за чего 3D-печать не конкурентоспособна в массовом производстве).

— Технические ограничения по размеру изделия (обычно до 20 см, максимум — до 50 см).

— Экономические ограничения по объему производимой партии (как правило, до 100 штук).

— Дороговизна промышленных принтеров и расходных материалов, особенно для печати металлом.

— Качество и прочность изделий уступают фрезеровке и литью из пластмассы

Производство настольных 3D-принтеров уже вовсю налажено в России, причем отечественные аналоги ничем не хуже западных вариантов, и это не пустые слова. Полного замещения комплектующих пока никому из отечественных производителей добиться не удалось, но готовые продукты дешевле западных конкурентов и не уступают им по характеристикам или качеству печати, а за сервисным обслуживанием не придется далеко бегать. Помимо FDM-принтеров существуют и машины, работающие с жидкими смолами, отверждаемыми светом, пластиковыми и металлическими порошками, спекаемыми лазерами, и даже устройства, изготавливающие высокоточные трехмерные модели из листов обычной бумаги, но это уже отдельная история.