Исследовательская работа Чудо техники -3D ручка

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 4»

КОПЕЙСКОГО ГОРОДСКОГО ОКРУГА

Муниципальный конкурс

Исследовательских работ и творческих проектов младших школьников

«Я- исследователь»

Секция «Творческий проект»

«Чудо техники -3D ручка»

Подготовил: Андрияшко Иван Дмитриевич

МОУ «СОШ № 4» 2 А класса

тел. 89123199549

Руководитель: Ахмедова Лейла Халафовна,

учитель начальных классов МОУ «СОШ № 4»

тел. 89514569202 iwan_92_21 @mail.ru

Копейск, 2024 г.

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретическая часть исследования…………………………………… 3

1.1.История возникновения 3D ручки ………...…………………………………. 6

1.2. Устройство и принцип работы 3 D ручки. Техника безопасности……… ...6

Глава 2.Практическая часть…………………………………………………….. 7

2.1 Анкетирование……………………………………………………………….. 7

2.2 Технология изготовления композиции «Зимние забавы»…………………. 8

2.3Технология изготовления игрушки «Ноутбук»…….……………………… 8

2.4 Экономический расчёт……………………………………………………… 9

Заключение……………………………………………………………………….11

Список используемой литературы……………………………………………...12

Приложения……………………………………………………………………...13

Введение:

Мир стоит на пути прогресса. Изо дня в день наша жизнь пополняется современными и усовершенствованными технологиями. Одни дают больше возможностей для работы, обучения и новых разработок, другие делают отдых приятнее и интереснее. Сегодня 3D технологии применяются не только в кинопроизводстве, но и в различных сферах жизни человека: в науке и медицине, архитектуре и дизайне, машиностроении и образовании, в сети Интернет и компьютерных играх. Человеком изобретаются и применяются 3D-телевизоры, 3D-принтеры, 3D-проекторы – теперь 3D можно потрогать руками.

Время не стоит на месте, а вместе с ним меняются и орудия изобразительного искусства. Еще недавно дети рисовали ручками, карандашами и фломастерами. Сегодня для этого есть 3D- ручка, благодаря которой можно создавать объёмные фигуры в режиме реального времени просто в воздухе. И вот наступил век технологий, век гаджетов. Наряду с такими устройствами, как сотовый телефон, ноутбук, планшет появился и такой интересный гаджет как 3Д ручка.

Обоснование проблемы:

Я узнал о 3D ручки от старшего брата. Сначала я наблюдал за тем, какие композиции и поделки он приносит домой из кружка. Мне стало интересно, что это такое, и я расспрашивал брата о поделках и из чего они сделаны. Потом я сходил на занятие и мне очень понравилось. На уроках при помощи 3D ручки мы учимся создавать различные объёмные и плоские фигуры. С ее помощью создаются очень интересные предметы. 3D ручка дает возможность открыть в человеке новые таланты. Создать новую игрушку, стильный предмет интерьера, подарки друзьям и родственникам.

Тема моего проекта: «Чудо техники -3D ручка».

Актуальность: Время не стоит на месте, а вместе с ним меняются и орудия изобразительного искусства. Еще недавно дети рисовали ручками, карандашами и фломастерами. Сегодня для этого есть 3D- ручка, благодаря которой можно создавать объёмные фигуры в режиме реального времени просто в воздухе.

Цель проекта: Исследовать технику 3D ручки и узнать ее применение.

Задачи проекта:

Для достижения данной цели я поставил следующие задачи:

1. изучить информацию о возникновении 3D ручки

2. узнать, какие фигуры можно сделать при помощи 3D ручки

3. создать предметы для украшения интерьера при помощи 3D ручки

4.сделать экономический расчёт

5.провести анкетирование и «Мастер класс» для одноклассников

Объект исследования: 3D ручка как средство трёхмерного моделирования

Предмет исследования: 3D ручка

Гипотеза: исследуя данную тему можно предположить, что при помощи 3D ручки можно создать плоские и объемные фигуры и использовать их для украшения интерьера и качестве подарка, сделанный своими руками.

Экологическая проблема:   Изготовленные мною изделия не приносят вреда окружающей среде. Они не загрязняют природу, а приносят красоту и радость людям.

Практическая значимость и ценность работы:

Тема моей работы выбрана не случайно. Мне нравится заниматься техническим творчеством. Каждый человек хоть раз в жизни создавал какое - либо изделие своими руками. 3Д ручка имеет ряд преимуществ перед традиционными приспособлениями для творчества. Краски могут испачкать, растекаются, карандаши ломаются, фломастеры высыхают. А 3Д ручка легка в использовании, небольшая по размеру, имеет богатую цветовую гамму, может создавать объемные и плоские фигуры. Возможности 3Д ручки безграничны.

После изучения темы «Виды углов» по математике, совместно с одноклассниками мы изготовили при помощи 3Д ручки плоские фигуры углов. Данный вид деятельности наглядно позволил запомнить правила.

Плоскую игрушку «Ноутбук» я подарил младшей сестре. Мне было приятно видеть улыбку на её лице. Игрушка отлично подошла для совместных игр. Композицию «Зимние забавы» я оставил себе, она украшает мою комнату.

Методы исследования:

- изучение литературы

- аналитический опрос одноклассников.

-анализ

-практическая работа.

Глава 1. Теоретическая часть исследования.

§1.1 История возникновения 3D ручки

Мы очень часто слышим от взрослых, что в современном мире придумано уже много, и, скорее всего, уже нечего придумывать. Но наука не стоит на месте, и с каждым днём появляются все новые игрушки и предметы. Создание 3D ручки – не исключение. Ведь в наше время 3D -технологии набирают обороты.

Первая 3D ручка была изобретена в 2012 году в Великобритании. Инженеры Питер Дилворс и Максвелл Боуг , после поломки принтера решили заделать отверстие в детали и изобрели прототип ручки, которая рисует пластиком. Созданная ими за один день 3d-ручка, была протестирована, и на создание первого 3d-объекта ушло около 14 часов. Понимая, что 14 часов – это достаточно долго, они улучшили свой прототип и представили 3Doodler на рынок.

После огромного успеха оригинальной ручки 3Doodler, в 2015 году три соучредителя представили вторую 3D-ручку под названием 3Doodler 2.0. Это был прямой результат кампании по сбору средств на Kickstarter, которая помогла им заработать 1,5 миллиона долларов.

Самое удивительное, что для рисования этой ручкой не нужна бумага. Ручка рисует в воздухе!

§1.2.Устройство и принцип работы 3D–ручки

3D-ручка – это компактный заменитель 3D-принтера. Прежде всего, это оригинальный инструмент для рисования. Сейчас рисунки можно не только рассматривать, но и потрогать их руками.

При помощи 3D-ручки можно моделировать, создавать макеты, конструировать новые детали, чинить устаревшие вещи. Ручка для трехмерной печати имеет ряд своих, эксклюзивных преимуществ. Прежде всего, это вес. Этот гаджет весит от 40 грамм. Его легко удержит в руке даже ребенок.

При помощи 3D-ручки можно не только писать тексты, которые не смываются, но и разрисовывать разные предметы, одежду, а также создавать различные декоративные фигуры – серьги, браслеты, ожерелье, жар–птицу, бабочку, вазу с цветами, самолет и даже Эйфелеву башню или любой другой объёмный предмет.

А можно просто в воздухе делать игрушки, сувениры или развивать детскую моторику и воображение. Это устройство поможет в быту и станет отличным подарком. С одной стороны, ручка немного напоминает устройство для выжигания, с другой стороны обычную пишущую ручку.

3Д ручка приводится в рабочее состояние одним нажатием клавиши, которая отвечает за подачу пластика вперед, а сама подача регулируется другой клавишей – скоростью подачи пластика. Одним из важных критериев работы является соблюдение техники безопасности при работе с 3D–ручкой.

Как и любой электроприбор, 3D ручка не является исключением из правил и требует выполнения базовых правил техники безопасности во время эксплуатации. Она также может работать как от сети, так и от встроенного аккумулятора. Техника безопасности: (Приложение №1)

Принцип работы 3D-ручки:

Рисует 3D-ручка при помощи специальной нити, сделанной из пластика. Внутри ручки помещён нагревательный элемент, который мгновенно разогревает пластик до температуры от 150 до 240 градусов. Нажатием кнопки пластик постепенно выдавливается из ручки и практически мгновенно застывает в той форме, которую ему придали, под воздействием воздуха цветная нить сразу застывает и надпись или рисунок готовы.

 Заправляется нить просто, для этого на торце есть два отверстия, одно из которых предназначено для цветной нити, а другое для зарядного устройства. Во многих 3D-ручках есть кнопка, которая позволяет легко извлекать пластиковую нить из ручки. Что и изображено на этом рисунке.

Для рисования в ручку заправляется пластиковая нить. Есть самые различные расцветки и виды пластиковой нити.

В задней части корпуса располагается отверстие, в которое вставляется пластик. Пластиковая нить, затягиваемая внутрь корпуса ручки, расплавляется внутри неё и выдавливается с острия ручки (из сопла) в виде тонкой нити, которая затвердевает на воздухе сразу после выхода из сопла. Для работы 3D-ручки используется специальный пластик. Пластик используемый в ручке, не является токсичным, лишь некоторый пластик имеет небольшой запах при плавлении. Также пластик отличается прочностью. Одни виды пластика можно сгибать, а другие могут сломаться от малейшего удара.

Самые распространённые виды пластика: ABS, PLA, SBS. 

Глава 2. Исследовательская часть

§2.1 Анкетирование

Для того чтобы изучить уровень информированности своих одноклассников о 3D ручки, я применил практический метод – анкетирование. (Приложение № 1), которое провел среди учащихся своего 2 «А» класса.

В результате были получены следующие данные: (Приложение №2)

1. Знаете ли вы что такое 3D ручка?

В классе 29 учеников, из них большинство знают, что такое 3D ручка.

2.Делали ли вы плоские или объёмные фигуры при помощи 3D ручки?

Только 4 ученика из 29 ответили положительно на данный вопрос.

3. Может ли 3 D ручка приносить пользу?

9 учеников из 29 ответили ДА.

В результате опроса я сделал вывод, что практически все ребята знают, что такое 3Д ручка. Но принцип ее работы известен не всем. А вопрос «Может ли 3Д ручка приносить пользу?» и вовсе многих удивил. Это особенно обрадовало и воодушевило – значит, проект будет интересен другим ребятам, они смогут освоить новую технику, а выполненные работами могут взять себе в качестве подарка. Исходя из результатов анкетирования, в классе я провёл «мастер- класс» по изготовлению плоских и объёмных фигур при помощи 3 D ручки. Класс разделили на 3 группы. Каждой группе был дан материал для изготовления. Одноклассники с большим интересом принялись за работу. В итоге у нас получились объёмные модели, сувениры, игрушки, оригинальные украшения, необычные аксессуары для телефонов и многое другое.

Также, я попросил своих учителей в школе ответить на вопрос: «Чем может пригодиться 3Д ручка на вашем уроке? И вот, что получилось:

• В изучении математики с её помощью можно смоделировать объемную фигуру или решать примеры и задачи с помощью забавных выпуклых цифр.

• На уроках технологии можно смастерить какую-то полезную деталь или поделку.

• На уроках русского и иностранного языков можно использовать выпуклые буквы алфавита.

• На уроках химии можно рассмотреть свойства жидкого пластика при нагревании.

• Кроме всего этого, я понял, что ручка всегда пригодится в быту. Ею можно починить или склеить сломанные вещи, как, например, это сделала моя учительница Лейла Халафовна, когда починила указку в классе.

И все это – 3Д ручка и ее возможности!!!

§2.2 Технология изготовления композиции «Зимние забавы»

С помощью 3D ручки можно починить сломавшийся предмет из пластика.

Пока я знакомился с информацией о 3D ручке, я понял, что она может пригодиться не только для творчества, но и с ее помощью можно починить сломавшийся предмет из пластика.

На основании этого утверждения я решился починить домик для новогодней музыкальной композиции.

Для ремонта данной композиции мне понадобится: композиция, доска для работы, линейка, ручка, тетрадь, пластик коричневого цвета, 3D ручка. Затем я составил технологическую карту ее изготовления и начал работать. (Приложение № 3).

Итак, начинаем процесс восстановления. Замеряю длину и ширину стенки домика. Подготавливаю поверхность для работы. Подготавливаю ручку к работе: Проверяю, нет ли повреждений на проводе. Подключаю ручку к электросети (под присмотром взрослых). Когда ручка нагреется, вставляю нужный мне цвет пластика. По нужным мне размерам делаю стенки домика. С помощью ручки приклеиваю стенки домика к крыше. Приклеиваю домик к основанию композиции. Делаю дополнительный декор (окна). Включаю композицию и проверяю, все ли фигуры свободно проходят. Все в порядке! Домик восстановлен! Все фигурки свободно проходят, без каких-либо препятствий.

Вывод: С помощью 3D ручки можно починить сломавшийся предмет из пластика.

§2.3 Технология изготовления игрушки «Ноутбук»

С помощью 3D ручки можно сделать игрушку для игр своими руками.

Для изготовления ноутбука мне понадобится: фанера, шпажка, деревянное кольцо, нить для 3D ручки разных цветов, 3D ручка. Затем я составил технологическую карту ее изготовления и начал работать. (Приложение № 4 ).

Подготавливаю фанеру нужного мне размера, обрабатываю торцы детали, чтобы не было острых углов. Подготавливаю ручку к работе: проверяю нет ли повреждений на проводе. Подключаю ручку к электросети (под присмотром взрослых). Когда ручка нагреется, вставляю нужный мне цвет пластика. Делаю черным цветом основание клавиатуры. Наношу разметку для клавиш. Делаю экран ноутбука, для этого беру нить голубого цвета. На клавиатуре делаю клавиши (цифры, буквы). Беру шпажку, обрезаю под размер будущего ноутбука. Вставляю в деревянные кольца. Маскирую деревянные кольца пластиком черного цвета. Приклеиваю 2 кольца к клавиатуре и 2 кольца к монитору. Даю пластику немного времени затвердеть. Таким образом я создал вид включённого экрана. На синем фоне я нарисовал значки красным, желтым и зеленым цветом. Также сделал петельки, чтобы мой ноутбук был похож на настоящий и мог открываться и закрываться.

Вывод: Получившаяся игрушка отлично подойдёт для совместных игр.

§2.4 Экономический расчёт

В ходе своей работы я сделал экономический расчёт. Упаковка пластика (15цветов) стоит 900руб. Для работы мне понадобился 1цвет, 900:15=60руб (стоимость 1 цвета). На домик потрачена четвертая часть катушки одного цвета,

60:4=15р. На ремонт домика потрачено всего 15р. Ещё немного PLA потребовалось, чтобы приклеить домик к основанию.

Вывод: очевидно, что ремонт обошелся практически бесплатно, 3Д ручка сэкономила семейный бюджет.

Заключение

В заключении хочется отметить, что 3D ручка - это не только современная игрушка, но и необходимый инструмент, который может быть полезным разным людям. Её возможности – безграничны. С помощью 3D моделирования я могу фантазировать, и воплощать в жизнь мои творческие модели и рисунки.

Таким образом, цель достигнута, поставленные задачи решены. Я узнал историю происхождения 3D ручки, выяснил, какие фигуры можно сделать при помощи 3D ручки, сам создал предметы интерьера при помощи 3D ручки, провел экономический расчёт и мастер класс с одноклассниками.

Выдвинутая мной гипотеза, я считаю подтвержденной. Я доказал, что при помощи 3D ручки можно создать плоские и объемные фигуры и использовать их для украшения интерьера и качестве подарка, сделанный своими руками.

Данная работа важна, я буду продолжать изучать и совершенствовать навыки рисования 3D–ручкой.

Список используемых источников

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/3D_ручка

2. http://www.toybytoy.com/toy/3D-pen-How-to-use-that-to-draw

3. https://make-3d.ru/articles/chto-takoe-3d-ruchka/

4. https://vplate.ru

5. https://c.dns- shop.ru/thumb/st4/fit/760/600/

Приложение

Приложение 1

Анкета: «Чудо техники -3D ручка»

Дорогой друг!

Я предлагаю тебе ответить на несколько вопросов моей анкеты. Выбери один из вариантов, отметив галочкой или обведя в кружок.

Удачи!

Приложение 2

Результаты анкетирования

Приложение 3

Технологическая карта изготовления (ремонта) новогодней композиции «Зимние забавы»

Рекомендации: перед тем как приклеить стенки домика к основанию, нужно проверить, не будут ли фигурки при движении задевать наш домик. При сборке и транспортировке изделия нужно быть аккуратным. Хоть пластик после затвердевания становится прочным, не стоит забывать о том, что мы склеивали два разных материала, которые имеют разный состав.

Приложение 4

Технологическая карта изготовления поделки «Ноутбук»

Рекомендации: детали ноутбука делаем поочерёдно. Когда сделали основание для клавиатуры, даем ему немного остыть, чтобы при нанесении букв и цифр основание ноутбука не плавилось. Приклеивая деревянные кольца, лучше попросить помощи взрослых, чтобы не обжечься ручкой и ровно собрать наш будущий ноутбук.

Приложение 5

Мастер класс с одноклассниками.

Приложение 6

Композиция «Зимние забавы» «Ноутбук»