"Новые 3D технологии в современной жизни".

«Новые 3D технологии в современной жизни».

                         Выполнила: Медведева Анастасия

                                                ученица 7б класса

                                                  Руководитель: Тишинова Елена Николаевна

учитель технологии

                                                      Все наши мечты могут стать реальностью, если у нас хватит смелости их осуществить.

 Уолт Дисней

   Ручной художественный труд всегда являлся средством развития эстетического вкуса, творческих сил. Мне всегда нравилось рисовать,  создавать что - либо, используя разные материалы и технологии. В этом году я посещаю кружок в «Точке роста», который открыт на базе нашей школы. На первом занятии мое внимание привлекли 3D-ручка и 3D-принтер.

Тема моей проектно-исследовательской работы: «Новые 3D технологии в современной жизни».

И в моей голове появилось множество вопросов: что это такое 3D–технологии? Почему они так называются? Как они устроены? Как происходит процесс создания? Кому и где они могут быть полезны?

Всем известно, что за последние два с половиной столетия мир прошел через три промышленные революции. Каждая из них кардинально меняла общество и жизнь людей. Во время первой появились фабрики, создавшие огромное количество рабочих мест. Вторая подарила людям электричество, комфорт и массовое поточное производство. Третья — цифровая — открыла миру интернет, а с ним и доступ ко всей имеющейся информации. Теперь же компьютер и вовсе умещается на ладони, а доступ в сеть у людей есть из любой точки мира.

Поэтому актуальность данной темы очевидна, ведь без новых 3D-технологий  немыслимо современное общество.

Цель: Изучение этапов развития и областей применения 3D-технологий.

Объектом исследования: возможности 3D технологий.

Предметом исследования: 3 D технологии.

Для реализации поставленной цели исследования намечены следующие    Задачи:

1.     исследовать историю развития 3D-технологий;

2.     узнать характеристики и возможности 3D-ручки и 3D-принтера;

3.     проследить, как изобретение 3D-печати изменило повседневную жизнь человеческого общества.

Для решения поставленных задач была использована информация из журнала «Мир ПК», журнала «Технологии и наука», Интернет-ресурсов, инструкции по эксплуатации 3D-ручки и 3D-принтера. Полученная информация была проанализирована и структурирована.

Гипотеза: Я предположила, что освоить работу с 3D-ручкой и 3D-принтером может любой школьник.

Практическая значимость данного исследования заключается в том, что оно может быть полезно в качестве ознакомительного материала, а также для уроков информатики, внеурочных занятий.

    История 3D-печати начинается в середине ХХ века, в 1950-е годы, когда американец Чарльз Халл попробовал воплотить в жизнь первую аддитивную технологию — стереолитографию.

    Ближайшие родственники 3D-принтеров появились в начале 80-х годов ХХ века в Японии благодаря работе доктора Хидео Кодамы, который разработал устройство для быстрой послойной печати прототипов физических объектов. В 1986 году Чарльз Халл получил, наконец, патент на своё изобретение и основал компанию «3D System Corporation», которая сегодня является лидером 3D-печати. В 1988 году было запущено серийное производство стереолитографических (SLT) принтеров, которые создавали объекты по цифровым заготовкам. Материалом служило жидкое вещество на основе акрила, которое под действием лазерных лучей превращалось в пластик К началу девяностых 3D-модели создавались новым поколением принтеров по технологии лазерного спекания. Тогда же появился термин «3D-печать».

Я начала свою работу с того, что изучила литературу по 3D-моделированию с помощью 3D-ручки. Бумажные издания нашлись только у учителя. Большую часть информации возможно найти в сети Интернет.

3D-ручка – это портативный аналог 3D-принтера, умещающийся в ладошке и позволяющий создавать трёхмерные модели различной сложности. Внешне с одной стороны ручка немного напоминает устройство для выжигания, с другой стороны обычную пишущую ручку. С помощью 3D-ручки возможно делать узоры, надписи, декоративные элементы на различных поверхностях или законченные трехмерные объекты: геометрические фигуры, прототипы и силуэты, также возможно рисовать на плоскости по трафарету. Рисование 3D-ручкой очень увлекательный процесс.

Для рисования в ручку заправляется пластиковая нить. Есть самые различные расцветки.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.

Вследствие этого фигуры можно моделировать прямо на лету!

                  Устройство, принцип и проблемы работы 3D–принтера

Следующий этап работы было изучить литературу по 3D-моделированию с помощью 3D-принтера. Большую часть информации мне удалось найти в сети Интернет. 3D-принтер — станок с числовым программным управлением, реализующий только аддитивные операции, то есть только добавляющий порции материала к заготовке. Обычно использует метод послойной печати детали.

              Использование 3D–принтера в Ярославской области

Компания «АМТ-Спецавиа», резидент фонда «Сколково», презентовала павильон сложной архитектурной формы в городе Ярославле. Здание оформлено в виде кошки, держащей в лапках разноцветный кубик.

Также в  Ярославле представлен первый в Европе и СНГ жилой дом, построенный с помощью технологии строительной 3D-печати.

                                                                                     Практическая часть: работа с 3D–принтером

Одним из этапов работы стало анкетирование учащихся 1-6 классов на знание такого предмета как 3D - принтера. Результат анкетирования показал, что большая часть учащихся считают 3D- принтер актуальным в наше время, но никогда не видели его в работе, не использовали его для изготовления полезных вещей.

Таким образом, следующий этап работы – практическое применение знаний о работе 3D- принтера, проведение мастер – класса с использованием данной технологии.

                Практическая часть: работа с 3D – ручкой

Для подтверждения выдвинутой гипотезы я решила использовать 3D–ручку как одно из средств трехмерного моделирования.

Одним из этапов работы стало анкетирование учащихся 1-6 классов на знание такого предмета как 3D ручка. Результат анкетирования показал, что 62% учащихся считают 3D ручку актуальной в наше время. Но испытывают трудности в работе с ней, так как мало использовали ее для изготовления полезных вещей.

 Для решения выявленных трудностей мною был подготовлен и проведен мастер-класс «Изготовление открытки ко Дню учителя с помощью 3D ручки».

Материалы, инструменты:3D ручка, пластиковые стержни, ножницы, карандаш, бумаг, скотч.

                                           Техника безопасности

В целом меры предосторожности при использовании ручки мало отличаются от предписаний для электроприборов.

Не стоит подключать гаджет к нестабильной сети, подвергать воздействию влаги или ронять.

Нельзя забывать о наличии нагревательного элемента, за счет которого сопло ручки может стать причиной серьезного ожога.

Устройство запрещается давать маленьким детям и оставлять его на видном месте в их присутствии.

                        Разработка технологического процесса 

 Учащимся были розданы заранее приготовленные трафареты на данную тему. Проговорены правила работы с 3D ручками, принцип действия работы, подобрали цветовую гамму.

                                     Значимость мероприятия

Значимость мероприятий подобного типа заключается в том, что обучающиеся поэтапно осваивают принципы создания макетов и трехмерных моделей, а также учатся создавать картины, арт-объекты, предметы для украшения интерьера, используя 3D ручки.

В момент проведения мастер-класса решались следующие задачи:

- познакомить учащихся с возможностями 3D ручки;

- научить использовать подручные предметы в качестве основы под трафареты;

- развить пространственное мышление, творческую фантазию, познавательную активность, художественный и эстетический вкус;

- формировать навыки работы в области 3D моделирования.

В заключение мастер-класса была организована мини-выставка готовых работ.

Учащиеся сами оценивали качество, эстетичность, оригинальность своих изделий. В процессе работы над открыткой ребята освоили технику изготовления объемной фигуры с помощью 3D ручки. Научились сами делать эксклюзивную вещь.

   В заключении хочется отметить, что цель моего исследования достигнута – изучены история возникновения 3D – технологий, виды и области применения.

В процессе исследования я познакомилась с историей возникновения 3D–ручки, ее историей. Узнала, как устроена 3D–ручка, чем рисует и кому может быть полезна, как правильно выбрать расходный материал.

Практическая часть моей работы содержит результаты анкетирования учащихся 1-6 классов школы.

Моя гипотеза, что использование 3D–технологий в учебном процессе поможет учащимся лучше понять трёхмерное моделирование, определить их дальнейшие интересы, подтвердилась.

Работа имеет выраженную практическую значимость, так как внедрение 3D–ручки в учебный процесс повышает эффективность обучения, обогащает школьников знаниями в области технических дисциплин, развивает у них абстрактное и творческое мышление, навыки трёхмерного мышления, что даёт возможность изготовлять украшения или сувениры.

Я думаю, что все-таки будущее гораздо ближе, чем мы думаем.  Мое предположение о том, что возможности 3D-принтера очень велики на данный момент,  подтвердилась. Объемная печать скоро плотно войдет в нашу жизнь, а значит у этой технологии большое будущее.  Сейчас иметь у себя дома 3D- принтер из-за цены считается дорогим удовольствием. Но не так давно и обычные печатающие принтеры имели гигантские размеры и стоили целое состояние. А сейчас трудно представить нашу жизнь без офисной техники. То же самое ждёт и объёмные 3D- принтеры. Придёт время,  и эти принтеры станут дешевле и совершеннее, скорость печати многократно возрастет.

Данная работа важна, я буду продолжать изучать и совершенствовать навыки рисования с помощью 3D–технологий. Мне еще много предстоит изучить по данной теме, например, напечатать изображение при помощи 3D–принтера, изучить  область применения графического планшета.

Литература

1 Журнал «Мир ПК» №3/ 2011

2 Журнал «Наука и техника» №2/ 2019

3 https://lenta.ru/articles/2021/10/04/future/

4 http://rcm2.ru/razvlechenie/3d-pechat-istoriya-primenenie-perspektivy/