16c6a64d12eb46a58239c74fcbc179ff

1.

Труд/(технология) 8 класс
3D-принтер, устройство, использование
для создания прототипов.
Индивидуальный творческий (учебный)
проект «Прототип изделия из
пластмассы (других материалов (по
выбору)»: выполнение проекта

2.

Понятие «3D-принтер»
3D-принтер – это устройство с
программным управлением, в нём
используются данные компьютерной
трёхмерной модели, чтобы создать послойно
физический объект. При помощи
компьютерной программы, происходит
процесс печати, предварительно загруженная
объёмная цифровая модель будущего
продукта, она моделируется, задаётся форма,
размеры, технические параметры.
3D-принтер – это устройство, используя
которое, можно создать полноценные
объемные предметы на основе цифровых
виртуальных моделей. 3D-принтер выдаёт
информацию в трёхмерном формате.
3D-принтер – это прибор, который
воспроизводит предмет по его физическим
реальным характеристикам.

3.

Основные технологии трехмерной печати
Fdm – объект изготовляется посредством наплавления
слоёв из пластиковой нити. Используют для
производства бытовой продукции.
Dlp – технология цифровой обработки жидкого
полимера световым потоком. Быстрая и точная печать
модели.
Sla – жидкая фотополимерная смола затвердевает под
воздействием лазера. Такие принтеры применяют в
научной и медицинской сфере.
Polyjet – изделие изготавливается из жидкого
фотополимера под воздействием ультрафиолетового
излучения. Преимущества технологии – гладкость
поверхности и отличная детализация.
Sls – полимерный порошок спекается лазером, это
позволяет напечатать предмет с самой сложной
конфигурацией. Часто используются в инженерии.

4.

Процесс создания прототипа
1. Сбор требований: определить цель и
параметры прототипа и его технические
характеристики.
5. Тестирование и доработка: проверить
прототип на соответствие требованиям и
внести изменения, если необходимо.
2. Проектирование: разработать
концепцию прототипа и выбрать метод
создания.
4. Изготовление: создать физическую
модель, используя 3D-принтер.
3. Моделирование: создать трёхмерную
модель изделия с помощью специальной
программы.

5.

Процесс печати на 3D-принтере
Этапы процесса печати
1. Отправить файл 3D-модели на принтер.
2. Сопло нагревается, экструдер втягивает
нить в горячий конец для подготовки к
моделированию.
3. Головка печати опускается на рабочий
столик и наплавляется филамент.
4. Пластик наносится по одному слою за
раз, по завершению одного слоя,
печатающая головка переместится вверх
по оси Z на маленькое расстояние.
5. Процесс повторится до тех пор, пока
модель не будет готова.

6.

Конструкция 3D-принтера
Сенсорный
дисплей
Направлятель
нити
Экструдер
Шаговые
двигатели
Головка
печати
Катушка
материала
Сопло
Корпус
Нагревательный
стол
Ножка
основания

7.

Состав конструкции 3D-принтера
Корпус – каркас для конструкционных
элементов.
Направляющие – осуществляют свободное
перемещение головки печати в заданном
пространстве.
Печатающая головка (экструдер) – группа
частей, выполняющая подачу, нагрев и
вытеснение расходного материала через сопло
на рабочую поверхность.
Шаговые двигатели – элементы конструкции
3D-принтера, они отвечают за равномерное
перемещение печатающей головки.
Рабочий стол – строительная платформа
3D-принтера, на нём создаётся
трёхмерный объект.
Электроника – это элементы,
отвечающие за управление и действия
принтера во время процесса печати.
Рама – объединение всех деталей и
механизмов оборудования, защита
компонентов устройства от внешнего
воздействия.
Фиксаторы – это датчики ,
определяющие координаты печати,
ограничения подвижных элементов.

8.

Экструдер (печатающая головка) 3D-принтера
Экструдер 3D-принтера – это узел,
обеспечивающий подачу расплавленного
пластика в зону работы аппарата. Есть множество
разных конструкторских решений: образцы
оборудования имеют сменные сопла разного
диаметра, принтеры с двумя экструдерами в
конструкции – они могут печатать двумя
цветами.
Экструдера 3D-принтера необходимо чистить
снаружи от налипших в процессе печати
кусочков пластика. Работая с некачественным
расходным материалом, сопло экструдера сильно
засоряется – поэтому требуется очистка.

9.

Рабочий стол 3D-принтера
Стол может быть нагреваемым и без нагрева. Для
калибровки стола применяются автоматические
приводы (автоматическая калибровка) или
подпружиненные болты (ручная регулировка).
Покрыт стеклом, но есть 3D-принтеры с
перфорированной платформой. К нагреваемому
столу добавляют и нагреваемый элемент.
Обслуживание этого элемента конструкции
состоит в его калибровке и регулярной чистке
поверхности.

10.

Электроника и управление
Электроника 3D-принтера включает
платы и провода для управления
устройством. Они соединены с панелью
управления: плата с дисплеем и кнопками.
Управление осуществляется
контроллером, он распознаёт G-код, его
написала специальная программа, а
скорректировал пользователь. Программу
для контроллера создают в специальном
редакторе в формате STL-файла, им
описывается 3D-модель. В тексте кода при
помощи специальных обозначений
происходит шифровка последовательности
и тип перемещения печатающей головки и
рабочего стола и включение и выключение
нагревательного элемента или системы
охлаждения.
Некоторые модели 3Dпринтеров управляются при помощи
персональных компьютеров или сети WiFi, оснащены индивидуальной панелью
управления. Модель принтера
дополнительно оснащена слотами для
чтения карт памяти или портами для USBнакопителей – это позволяет загрузить в
память устройства модели, не подключая
принтер к персональному компьютеру.

11.

Материал 3D принтера
Акрилонитрилбутадиенстирол относят
к пластику. Прочный и долговечный
материал, он хорошо переносит перепады
температуры, имеет низкую прозрачность
и не разлагается – это плохо для экологии.
Полиэтилентерефталат-гликоль
прочный, прозрачный и гибкий материал,
сочетает в себе преимущества
перспективных материалов (прозрачность,
прочность) требует правильность печати и
учёт его особенностей.
Полимолочная кислота биоразлагаемый
и экологичный материал, менее прочный
и термостойкий, чем АБС-пластик
Восковые материалы –специальные
материалы на основе воска, используются
в 3D-печати методом литья. Восковая
печать применяется для художественных
моделей, ювелирных изделий, при
изготовлении литейных форм.

12.

Материал 3D принтера
Композитные материалы активно
развиваются в 3D-печати – в смесь
пластика с добавляют различные
наполнители (древесные, карбоновые
волокна). Такие композиты прочны, чем
другие виды материалов.
Пищевые материалы – это
выполнение 3D-печати съедобными
материалами: шоколад, сыр, тесто и др.
Создание еды и десертов необычной
форме.
Металлы и сплавы – используют, чтобы
создать более прочные и износостойкие
объекты. Это различные механизмы и
детали, печать металлом используют для
изготовления предметов искусства и в
сфере медицины. Активно используют в
аэрокосмической промышленности.

13.

Области применения 3D-печать
Медицина: при помощи 3D-печати
создаются индивидуальные имплантаты и
протезы, они точно соответствуют
потребностям отдельных пациентов.
Хирурги используют этот процесс для 3Dпечати костных трансплантатов, которые
уникальны анатомии пациента.
Проектирование товаров: 3D-печать
используется в разработке новых продуктов
и усовершенствовании их дизайна.
Применяют 3D-печать при запуске нового
продукта, в связи с этим ускоряется
утверждение: прототип представляет
реальный продукт, поэтому можно увидеть
и выявить недостатки.
Авиационно-космическая
промышленность: 3D-печать позволяет
производителям создавать сложные
конструкции, при помощи которых
повышается эффективность и снижается
расход топлива. С 3D-печатью сокращается
время разработки, снижаются
материальные затраты.

14.

Области применения 3D-печать
Автоматизированная индустрия:
В автоматизации быстрое
прототипирование – это ключ к внедрению
инноваций. 3D-печать быстро вносит
изменения в конструкции, помогает
эффективно проводить тестирование и
совершенствовать компоненты. Происходит
ускорение производства, экономия затрат на
прототипирование и возможность
изготавливать индивидуальные детали,
улучшается качество транспортного
средства и повышается удовлетворение
потребителей.
Робототехническая промышленность:
Робототехника развивается за счет
быстрого прототипирования, удовлетворяя
спрос на сложные, легкие компоненты. С
использованием 3D-печати сокращается
процесс проектирования, инженерам
предоставляется возможность
экспериментировать.
Ювелирная индустрия:
В ювелирной отрасли с помощью
прототипирования дизайнеры создают
сложные, индивидуальные изделия. С 3Dпечатью ювелиры могут
экспериментировать и производить
уникальные и сложные в изготовлении
изделия с меньшими затратами.