Урок информатики и ИКТ 11Б класс, 13.04.2022г., 11 А,В класс, 15.04.2022г.

урок для ВСЕГО КЛАССА                                                    учитель А.В.Соловьев

Тема: Аддитивные технологии (3D-печать)

Сегодня у нас второй урок по теме Трехмерное моделирование. На нем мы рассмотрим процессы изготовления  объектов на основе трехмерных моделей.

В этой динамически развивающемся мире быстро появляются новые термины. Один из них: 3D-печать, или  Аддитивные технологии. 

Аддитивные технологии - это совокупность технологий, которые создают трехмерный (3D) объект, добавляя материал способом "слой-на-слой". Таким способом изготавливаются объекты из пластика, металла, бетона и даже человеческой кожи.

Общим для Аддитивных технологий является использование компьютера, программного обеспечения для 3D-моделирования (компьютерного проектирования или САПР), печатного оборудования и слоистых материалов. После создания эскиза в САПР, оборудование считывает данные из файла и закладывает или добавляет слои жидкого, порошкового, листового или другого материала для создания трехмерного объекта.

«Аддитивное производство» (Additive Manufacturing) — официальный отраслевой термин, утвержденный организациями по стандартизации ASTM и ISO, однако словосочетание «3D-печать» более распространено и широко оно используется в СМИ, терминологии стартапов, инвесторов и других сообществ.

 Общая схема Аддитивного производства:

Применение Аддитивных технологий безгранично. Раньше АТ использовали в основном в виде быстрого прототипирования для моделей визуализации предварительной подготовки. Совсем недавно АТ начали использоваться для изготовления моделей частей для самолетов, стоматологических реставраций, медицинских имплантатов, автомобилей и даже в дизайне.

Не смотря на то, что способ "слой-на-слой" прост, существует множество видов Аддитивных технологий со степенью сложности для разных потребностей, в том числе как:

• инструмент визуализации в дизайне
• средство для создания высоко настраиваемых продуктов для потребителей и специалистов
• промышленный инструмент
• для производства небольших партий продукции
• в один момент производство человеческих органов

Процессы 

К аддитивному производству (АП) относятся несколько различных процессов. Изделия можно создавать послойно путем:

• экструзии,
• разбрызгивания (струйного напыления),
• УФ-отверждения,
• ламинирования,
• сплавления материалов.

Технологии 3D-печати

Основные технологии, применяемые при создании изделий на аддитивных установках:

Более подробно с каждой технологией вы можете ознакомится, пройдя по ссылке в тексте.

• SLM (Selective Laser Melting) – селективное лазерное плавление металлического порошка по математическим CAD-моделям при помощи иттербиевого лазера;
• SLA (Laser Stereolithography) – лазерная стереолитография, основана на послойном отверждении жидкого материала под действием лазера;
• SLS (Selective Laser Sintering) – селективное лазерное спекание под лучами лазера частиц порошкообразного материала до образования физического объекта по заданной CAD-модели;
• FDM (Fused Deposition Modeling) – метод послойного наплавления с использованием пластиковой нити или гранул;
• MJP (MultiJet Printing) – многоструйное моделирование с помощью фотополимера или воска;
• CJP (ColorJet Printing) – технология полноцветной 3D-печати путем склеивания специального порошка на основе гипса. 

Сферы применения аддитивных технологий

Аддитивные технологии используются для создания физических моделей, прототипов, образцов, инструментальной оснастки и производства пластиковых, металлических, керамических, стеклянных, композитных компонентов и компонентов из биоматериалов. Принцип действия аддитивных установок основан на построении тонких горизонтальных слоев из 3D-моделей, созданных с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР) и 3D-сканеров.

Проектные и производственные предприятия используют АП для изготовления изделий потребительского, промышленного, медицинского и военного назначения, и это далеко не все. Камеры, мобильные телефоны, детали двигателей, внутренняя отделка автомобилей, детали и узлы самолетов, станки и медицинские имплантаты — лишь начало обширнейшего списка продуктов аддитивного производства.

АП упрощает и ускоряет процесс разработки продукции. Компании прибегают к аддитивным технологиям, стремясь сократить время производства, повысить качество продукции и сократить затраты. В качестве средства визуализации 3D-печать помогает предприятиям определить вероятность создания дефектной или неудовлетворительной продукции. Кроме того, разрабатываются методы, процессы и системы для изготовления оснастки. 

Все больше компаний осознают потребность в применении аддитивных методов в производстве и научных исследованиях. Есть организации, которые активно занимаются сертификацией материалов и уже тестируют 3D-принтеры собственного производства. На предприятиях появляются лаборатории по разработке и внедрению 3D-решений на отдельных участках технологического цикла.

Сегодня речь о полном переходе на аддитивные технологии не идет – пока что они способны эффективно дополнять классические процессы или заменять их на каком-то определенном участке цикла. Тем не менее, эксперты отрасли утверждают, что в недалеком будущем аддитивное производство станет неотъемлемой частью технологических процессов на предприятии.

Посмотрите небольшой ролик, демонстрирующий работу 3D-принтера по FDM технологии (метод послойного наплавления полимерной нити)

Сегодня мы рассмотрели аддитивные технологии, ознакомились с принципами 3D-печати. В ходе урока мы узнали, что модели для 3D-печати можно получать как в специальных программах - 3D-редакторах (САПР, полигональные редакторы), так и с помощью 3D-сканеров.

Заданием для самостоятельного выполнения сегодня будет поиск и подготовка материала о 3D-сканерах, принципах их работы, видах и назначении.

Задание оформить в виде текстового файла объемом 4-6 страниц, направить задание на эл.почту arhimedus63@gmail.com до следующего урока. В имени файла указать фамилию и класс!

 

Вопросы и консультации в комментариях после урока.