Курсы дополнительного образования «Основы 3D моделирования. 3D печать»
Курсы дополнительного образования «Основы 3D моделирования. 3D печать»
Целевая аудитория: школьники 7-11 классов, студенты 1-2 курсов, слушатели центра занятости населения.
Необходимое оборудование:
Ноутбук Lenovo ThinkPad X121e Black 11.6" HD(1366х768) AMD E300.2GB DDR3.320GB
Видеопроектор Sаnуо (переносной)
Доска интерактивная Hitachi StarBoard (HT-FX-82)
Компьютер I Pentium 4
Моноблоки HP 3420 AIO
Принтер HP LaserJet1320
Устойчивый Интернет
Рабочие места слушателей- кабинет «Информатики»
(все это имеется в наличии)
3D принтеры (необходимо купить)
Рабочая учебная программа курса
Введение
Моделирование компьютерных объемных изделий, 3D графика применяются в проектировании и являются современной заменой моделирования и макетирования из конструкционных материалов (бумага, пластик, дерево, металл и т. д.).
Программой курса «Основы 3D моделирования. 3D печать» предусмотрено ознакомление учащихся с компьютерным объемным моделированием и приобретение знаний и умений, необходимых для выполнения цифровых объемных моделей несложных изделий. Теоретическое и практическое знакомство с аддитивными технологиями.
Для создания объемных компьютерных моделей используют специальное программное обеспечение. Одной из особенностей данных программ является потребность в значительных ресурсах компьютера, таких как, оперативная память и тактовая частота процессора. Поэтому программы для 3D графики использовали сначала на предприятиях, которые имели соответствующую технику. С развитием компьютерной техники такого рода программы стали применяться на обычных персональных компьютерах.
Среди локальных программ для создания 3D графики есть и бесплатные версии для образовательных учреждений. Но любая такая программа требует инсталляции. К тому же бесплатные версии имеют урезанные функции. Поэтому для реализации целей и задач данного курса была выбрана он - лайн ресурс - Tinkercad.com. Он обладает большинством базовых возможностей 3D редакторов.
Особенности программы:
Созданные модели можно сохранять на сервере либо загружать их на локальный диск в формате файлов STL. Tinkercad работает с несколькими сервисами трехмерной печати (Ponoko, Shapeways и i.Materialise) и принтерами MakerBot. Для некоммерческого использования сервис бесплатен, однако имеет урезанный функционал.
Сервис Tinkercad, предназначенный для создания трехмерных моделей в браузере и их материализации посредством 3D-печати, получил крупное обновление. Теперь на нем гораздо проще создавать модели разнообразной формы, есть заготовки для создания букв, цифр и других востребованных символов. Также стало гораздо проще менять размеры моделей и удалять их.
Tinkercad создан с использованием технологии WebGL, которая делает возможным отображение трехмерной графики в браузере. Для работы с сервисом не требуется устанавливать никаких дополнительных приложений, достаточно лишь браузера, поддерживающего WebGL (Chrome, Firefox или Opera 12 Alpha).
Браузеры:
Google Chrome 10
Mozilla Firefox 4
Операционная система:
Microsoft Windows 10
Apple, OS X 10.6
Необходимым условием для полноценной работы в Tinkercad.com требуется постоянный и качественный доступ в Интернет.
Программа рассчитана на 20 часов. Для освоения базовых возможностей программы учащимся выделено 7 часов. Для разработки собственного 3D проекта, отводится еще 7 часов. Изучение аддитивных технологий 4 часа. Для печати и презентации работы – 2 час.
Возраст обучающихся: 7-11 класс, студенты первого, второго курса.
Теоретическую часть занятий следует соединить с практическими упражнениями. При условии недостаточного количества компьютеров, учащихся можно объединять в пары. Основная деятельность учащихся проектирование и объемное моделирование изделия. Перед учащимися ставится два задания:
создать эскиз оригинального изделия из нескольких деталей, используя найденные образцы и другую информацию;
выполнить трехмерную модель оригинального изделия, которую можно изготовить в мастерской или на 3D принтере.
Третья часть курса предполагает презентацию творческой работы учащегося.
Учебный план
№ п\п | Содержание занятия | Количество часов |
1 | Общие сведения о компьютерном объемном моделировании. Изучение редактора Tinkercad.com | 7 |
2 | Проектирование и объемное моделирование изделий в tinkercad.com | 7 |
3 | Аддитивные технологии | 4 |
4 | 3D печать модели проекта | 1 |
5 | Презентация и оценка результатов проектной деятельности | 1 |
| Всего | 20 |
2.Обоснование выбора модели принтера
Для реализации учебной программы необходимо купить 3 D принтер
Сравнительные характеристики 3 D принтеров
Модель | Wanhao Duplicator 7 v 1.5 31999 руб. | Wanhao Duplicator D10 18499 руб. | Anycubic Mega-S 22499 руб. |
Назначение | архитектура, дизайн, медицина, образование, производство | архитектура, дизайн, образование | дизайн, образование |
Рабочий материал | фотополимерная смола | PLA | ABS, HIPS, PLA, Woodfill |
Технология формирования слоев | DLP/LCD/SLA | PJP/FDM/FFF | PJP/FDM/FFF |
Минимальная толщина слоя | 0,035мм | 0,05мм | 0,05мм |
Максимальная толщина слоя | 0.5мм | 0,3мм | 0,3мм |
Скорость построения | 0,5мм/с | 80мм/с | 100мм/с |
Ширина рабочего пространства | 120мм | 118мм | 210мм |
Высота рабочего пространства | 180мм | 126мм | 205мм |
Интерфейсы | USB | USB, SD | USB. SD |
Основная (родная) рабочая программа | Creation Workshop | CURA, Simplify 3D, host by Repitator | CURA |
Поддерживаемые файловые форматы | STL | - | AMF, OBJ, STL |
Совместимость с операционными системами | Linux, Mac OS X, Windows | - | Linux, Mac OS X, Windows 7 и новее |
Анализируя данные характеристики принтеров, рекомендую приобрести модель Anycubic Mega-S за 22499 руб. Цена и характеристики подходят для данного вида деятельности.
3.Описание вида деятельности
Учебно-тематический план
№ | Тема занятия | Примечания |
Общие сведения о компьютерном объемном моделировании. | | |
Виды графики. Основные сведения о типах графических файлов. 3Dграфика | | |
Знакомство с графическим редактором Tinkercad.com и его основными настройками: панель управления, панель инструментов, графические примитивы, масштабирование изображение объекта. Практическая работа № 1. Знакомство с редактором. Настройка своего аккаунта. | Создание аккаунта в google регистрация в ПО Tinkercad | |
Работа с объектами: изменение положения, размеров, цвета. Практическая работа № 2. Работа с простыми объектами. | | |
Работа с простыми трехмерными объектами: параллелепипед, пирамида, конус, сфера. Практическая работа № 3. Создание и редактирование простых 3D объектов: параллелепипед, пирамида, конус, сфера. Наложение текстуры. | | |
Копирование объектов. Практическая работа № 4. Создание сложной 3D модели, состоящей из одинаковых элементов | | |
Практическая работа № 5. Создание сложной 3D модели, состоящей из трехмерных простых объектов. | | |
Практическая работа № 6. Создание сложной 3D модели. Использование авторских объектов. | Тестирование | |
Проектирование и объемное моделирование изделий в tinkercad.com | | |
Постановка задачи. Составление плана выполнения творческого задания. Поиск информации, которая необходима для выполнения творческого задания | Работа с источниками (традиционными, электронными) | |
Анализ полученной информации. Создание банка идей на основе собранной и обработанной информации. Выбор наилучшего варианта. Разработка эскиза модели в целом и деталей с учетом найденных изделий-аналогов | | |
Выполнение отдельных деталей модели в 3D редакторе | | |
Продолжение работы над отдельными деталями модели в 3D редакторе. | | |
Моделирование объекта в целом | | |
Моделирование объекта в целом. Нанесение размеров на модель. Окончательная доработка творческого задания | | |
Создание материалов для презентации: вид изделия с различных точек зрения (скриншоты). Работа над презентацией. | | |
Аддитивные технологии | | |
Печать модели | | |
Презентация и оценка результатов проектной деятельности | Конференция |
Ориентировочный перечень объектов проектирования и моделирования:
Предметы интерьера, игрушки, сувениры, музыкальные инструменты, спортивный инвентарь.
Литература:
Официальный сайт программы «TinkerCad» https://tinkercad.com/
Аддитивные технологии: учебное пособие / А. И. Рудской, А. А. Попович, А. В. Григорьев, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. - Санкт- Петербург : Изд-во Политехнического ун-та, 2020. - 251 с.: ил., табл., цв. ил.; 26 см.; ISBN 978-5-7422-5589-5
4.Финансовый план в Excel-таблице
Финансовый план (расходы на первый месяц) | |
Расходы | Цена в руб |
3Д принтер Anycubic Mega-S | 22499 |
Расходные материалы ABS, HIPS, PLA, Woodfill |
|
Материал PLA, тип пруток круглый, диаметр 1,75мм, комплект12 шт. | 514 |
ABS-пластик 1.75 мм (1 кг) Фиолетовый, Пластик для 3D принтера | 1390 |
Сеть Интернет | 900 |
Зарплата преподавателя (20 ч в месяц) | 10000 |
Итого: | 35303 |
Доход |
|
Стоимость обучения на курсах на 1 учащегося | 5000 |
12 учащихся в группе | 60000 |
Итого: | 60000 |
Прибыль | 24697 |
| Финансовый план (расходы за месяц) |
|
| Расходы | Цена в руб. |
|
|
|
| Расходные материалы ABS, HIPS, PLA, Woodfill |
|
Материал PLA, тип пруток круглый, диаметр 1,75мм, комплект12 шт. | 514 | |
ABS-пластик1.75 мм (1 кг) Фиолетовый, Пластик для 3D принтера | 1390 | |
Сеть Интернет | 900 | |
Зарплата преподавателя (20 ч в месяц) | 10000 | |
| Итого: | 12804 |
| Доход | 12804 |
| Стоимость обучения на курсах на 1 учащегося | 5000 |
| 12 учащихся в группе | 60000 |
| Итого: | 60000 |
| Прибыль | 47196 |
Проект является прибыльным, освоение инновационных технологий пользуется спросом.
Преподаватель высшей квалификационной категории Симбирцева Наталья Юрьевна