Цифровое моделирование и 3D печать

Цифровое моделирование и 3D печать

Плеханов Владимир Викторович,

педагог дополнительного образования

МБОУДО «ДДЮТ» г.о.Тольятти

Иванова Ирина Анатольевна,

методист МБОУДО «ДДЮТ» г.о.Тольятти

В нашем учреждении уже несколько лет подростки 14 – 18 лет имеют возможность знакомиться с современными технологическими новинками на программе «Техника и технология 3D печати». На занятиях воспитанники занимаются научно-исследовательской деятельностью, работают на 3-D принтере и приобретают первоначальные навыки перспективно новой профессии «Оператор 3D принтера», чей спрос на рынке труда очень высок.

Предлагаемая тема проекта носит социально-образовательный характер  и пропагандирует изучение и широкое внедрение в различные сферы социальной деятельности техники и технологии 3 D печати. Сегодня и ближайшем будущем моделирование и 3D печать станет основным способом реализации инновационных проектов в самом широком спектре технологий, начиная со строительства, машиностроения и приборостроения и проникая в медицину и биоинженерию, легкую и пищевую промышленность. 

Молодёжь должна идти в ногу со временем, отслеживать технические и технологические новинки, изучать их с тем, чтобы использовать эти знания в своей учебной и последующей практической деятельности. Одним из таких инновационных направлений является технология 3D печати, которое очень быстро развивается и проникает в различные сферы человеческой деятельности. Актуальным на современном этапе становится вовлечение учащейся молодежи в научно-техническую и проектную деятельность. Учащиеся должны понимать значимость и престижность инженерных специальностей стремиться быть в курсе инновационных технологий и применять их в собственной творческой деятельности. Из этого складывается успешное развитие страны на основе технического прогресса. Выдвигая в первоочередные задачи пути инновационного развития страны В. В. Путин в Послании Федеральному Собранию РФ 1 марта 2018 года сказал: «… скорость технологических изменений нарастает стремительно, идёт резко вверх. Тот, кто использует эту технологическую волну, вырвется далеко вперёд. Тех, кто не сможет этого сделать, она – эта волна – просто захлестнёт, утопит».  Именно на решение поставленных задач нацелен проект, являясь не только образовательным, но и социальным значимым.

Oбщая мировая тенденция развития IT технологий продвигает 3D печать во все сферы деятельности. В ближайшем будущем ожидается бум 3D принтеров. Как когда – то в каждой семье появился компьютер, появятся 3D принтеры. И многие полезные вещи можно будет сделать не выходя из дома. Уже сегодня ведущие американские фирмы проводят техническое перевооружение и на смену традиционного оборудования приходят 3 D принтеры. Мы не должны отстать от мирового уровня!

Данное направление в полной мере следует рекомендациям Агентства стратегических исследований по подготовки специалистов, вошедших в «Атлас профессий будущего» и создает в системе образования возможности освоения таких профессий.

Программа «Техника и технология 3D печати» открывает для молодежи  мир инновационных технологий цифрового моделирования  и 3D печати. Это тренд мирового развития в самых разнообразных сферах перспективного развития общества.

Реализация программы открывает новую образовательную траекторию для уроков по технологии и проектной деятельности, а также и для  других предметов. С помощью 3D печати можно создавать уникальные учебные пособия.

Программа имеет созидательный характер, меняет сознание и жизненные приоритеты, выдвигая на первый план такие личностные качества, как способность к творческой деятельности, стремление к новым знаниям, тягу к перманентному самостоятельному образованию, используя самые разнообразные информационные ресурсы. И в конечном итоге создавая человека творца, а не потребителя. 

Данное направление поможет вернуть в школьную программу черчение и в развитии этого предмета освоить цифровое моделирование. Без этих предметов невозможно решать задачи по развития промышленного потенциала страны. Все специалисты от рабочего и до руководителя промышленного предприятия должны понимать, что из себя, представляет объект промышленного производства. А это невозможно сделать, если отсутствуют навыки чтения чертежей.  Как для музыки язык общения – ноты, для танца – язык жеста, для художника – язык красок, так для инженеров - язык чертежа. Тот, кто изъял черчение из образовательной программы школы черчение - лишил страну перспектив инновационного промышленного развития.

Позиционируя Тольятти как столицу автостроения страны данная программа станет важным инструментом для подготовки специалистов различного уровня, начиная со школьной скамьи и в первую очередь для этой отрасли и, конечно же, и для других организаций и предприятий, занятых созданием промышленной продукции на территория г.о.Тольятти и за ее пределами. 

В рамках реализации программы был разработан проект «3D принтер в каждую школу», цель которого разработка инновационной образовательной траектории, базирующейся на проектной деятельности и современных IT технологиях. Выстраивание системы образовательной подготовки специалистов высшего интеллектуального уровня в структуре мирового разделения труда. Создание первого уровня подготовки специалистов для формирования новой модели экономики страны на основе эффективного промышленного производства и приоритете научно-технических и инженерных знаний.

Дворец детского и юношеского творчества имеет опыт преподавания по программе «Основы техники и технологии 3D печати». На основе проводимых занятий отработана методика проведения занятий и ведется работа по созданию комплекса методических материалов.

Идея проекта - привнести в образовательные траектории обучения молодежи инновационные технологии и раскрыть широкий круг возможностей техники и технологии 3D печати. При использовании 3D принтера для учащихся становится возможным, разрабатывая различные изделия и оригинальный дизайн предметов, в короткие сроки вырастить самостоятельно спроектированный физический объект. Причем возможности 3D принтеров в ряде случаев превосходят традиционные технологии. В прошлом ученики были ограничены в моделировании и производстве вещей, так как из инструментов производства они обладали только простым ручным инструментом и несложными обрабатывающими машинами. Сейчас же эти ограничения практически преодолены. Почти все, что можно нарисовать на компьютере в 3D программе, может быть воплощено в реальный объект. Уже сегодня 3D печать используется очень широко в различных сферах деятельности. С помощью 3D принтеров строят дома, изготавливают автомобили, изготавливают машино-приборостроительную продукцию. Эта технология используется в легкой промышленности при производстве обуви и одежды, в пищевой промышленности. И что чрезвычайно интересно - в биологии и медицине.

Использование 3D печати открывает быстрый путь к итерационному моделированию. Учащиеся могут разрабатывать 3D детали, печатать, тестировать и оценивать их. Если детали не получаются, то попробовать еще раз. Изучение и применение техники и технологии 3D печати неизбежно ведет к увеличению доли инноваций в отдельных школьных дисциплинах и проектах и в целом в образовательном процессе.

Учителя и школьники вовлекаются в процесс, начиная с разработки простых деталей, а затем создают собственные интересные проекты, и уникальные авторские учебные пособия.

Однажды, нарисовав свою модель в CAD программе и напечатав ее на 3D принтере, они будут печатать на 3D принтере еще и еще. 3D печать может применяться не только на занятиях по техническим проектам и дизайну. Самые разные художественные формы (скульптуры, игрушки, фигуры) могут быть напечатаны на 3D принтере и использованы как авторские наглядные пособия.

Для реализации проекта привлекается широкий круг образовательных учреждений г.о.Тольятти и в первую очередь те, которым уже были представлены основные положения проекта, получившие поддержку и одобрение педагогическими коллективами, учениками и их родителями. Такими являются школа №26, 44, 93, гимназия 77. У проекта есть свои партнеры: это Технопарк «Жигулевская долина», как организация, предоставляющая современную техническую базу и преподавателей для подготовки педагогов образовательных учреждений; ЦМИТ ТГУ, как организация, располагающая оборудованием и кадровым потенциалом; ТМК, как организация, внедряющая дополнительные программы обучения по технике и технологии 3D печати.

За технологиями 3D моделирования и печати, обеспечивающими быстрое создание образцов новых изделий (прототипов) большое будущее. Не так давно люди мечтали о компьютерах в собственных домах и это осуществилось. Затем люди мечтали о связи «на ходу», появились мобильные телефоны, а современные смартфоны, которые сегодня обладают большой мощностью, как у настольных компьютеров. Так и 3D принтеры в ближайшем будущем станут техникой для дома. Возможно, не в каждом доме будет по 3D машине, но 3D печать становится все более и более доступной для масс. Это позволит печатать самостоятельно придуманные вещи и продвигать их на рынок оригинальных товаров, делать запасные части для сломанной техники, создавать игрушки и игры для детей собственного дизайна. Все это даст качественный скачек не только в доступности к новым товарам, но и к срокам обновления продукции и ее уникальности. Сейчас активно расширяется цифровая база данных 3D моделей. Любой человек может скачать понравившийся дизайн и напечатать его дома. С помощью 3D принтеров можно производить сложные конструкции в отдаленных районах (даже в космическом пространстве) или в экономически менее развитых странах.