Прототипирование.

Прототипированием и 3D печатью объектов называют процесс создания различных предметов и объектов при помощи специализированных печатных устройств, которыми можно управлять при помощи компьютера.

Прототипирование: значение и функции
Создание прототипа предмета или конструкции – один из важнейших этапов производства. Именно на этой промежуточной стадии исследователь, инженер или дизайнер может максимально оценить геометрию, эргономичность и целостность своей разработки, прежде чем затратить значимые ресурсы на ее производство.

сканированирование

моделирование

создание функционального прототипа

Материальное обеспечение

Программное обеспечение

3D принтер

Расходный материал

компетенции

Инженерная графика

Информационная грамотность

прототипирование

Создаётся макет физического объекта в трехмерном измерении.

Макет загружается
в принтер

Печатается физический объект

Применение 3D-прототипирования
3д-прототипирование нашло очень широкое применение:
создание макетов в архитектуре и строительстве;
печать образцов продукции и мастер-моделей;
изготовление сувениров, игрушек и бижутерии;
производство штучной продукции;
изготовление запасных частей и многое другое.

Принципы 3D-прототипирования
Технология 3D-прототипирования позволила максимально сократить время, расходуемое на создание опытных моделей. По этой причине аддитивное производство даже получило статус «обходной технологии».
Аддитивное производство (Additive Manufacturing) – это создание изделий, основанное на поэтапном добавлении материала на основу в виде плоской платформы или осевой заготовки. В самом термине «аддитивность» (от лат. additivus – прибавляемый) заложен основной принцип этого процесса.

Для получения вещественного макета перед печатью создается его компьютерная CAD-модель в STL-формате. Прототипирование 3D-моделей, чаще всего, происходит при помощи бюджетных моделей принтеров, но с использованием весьма широкого спектра материалов.

Основные виды трехмерного прототипирования:
стереолитораграфия;
послойное наплавление;
выборочное лазерное спекание;
многоструйное моделирование.

Ученые из Корнельского университета распечатали хрящевой «корсет» человеческого уха. В качестве «3D чернил» использованы смешанные с гелем клетки ребра пациента. А исследователям из научного центра Organovo (Сан-Диего) удалось получить жизнеспособные клетки печени. 

Система, которая позволяет "печатать" (создавать, выращивать) органы и ткани с помощью специальных принтеров. Прототип одного из таких устройств - 3-D Bioplotter - был продемонстрирован в ходе мероприятия Rapid 2010, в Анахайме, Калифорния.

Bioplotter оснащен специальным соплом, способным формировать вещество при температуре от - 50 до 150 градусов Цельсия.
Возможности системы впечатляют: принтер способен "печатать" фосфат кальция, гидрогели (коллаген, фибрин, агароза), различные полимеры.

Потерявшей четыре пальца Ричарда фон Эс(Richard Van As) решил не копить огромную сумму на механические протезы, а сделать их в домашних условиях. И распечатал на 3D принтере первую модель Robohand. Убедившись, что протез функционирует как надо, Ричард выложил свой проект в интернет.

Ежедневно устройство способно произвести «на свет» около 250 протипов высокого качества .

С помощью3D принтера можно создать идеальную пресс-форму для отливки настоящих изделий.
Многие мастера называют такие машины «растишками» из-за технологии создания восковок для отливок посредством метода наращивания.

Воск, смола и фотополимер

Фотограф Софи Кан (Sophie Kahn) открыла художественные возможности 3D принтера.

Печать одежды» началась с экспериментов дизайнеров Джири Эвениус(Jiri Evenhuis) и Жанны Киттанен(Janne Kyttanen). Позже идею подхватили лондонские и голландские модельеры. 3D моделированию предметов гардероба предшествует сканирование тела «заказчика». Благодаря этому распечатанная одежда садится точно по фигуре.

Фототехника

3D принтеры умеют работать и со стеклом, дающим большую четкость изображения.

Пищевые» 3D принтеры, сконструированные инженерами из NASA, печатают обеды для космонавтов.
Специалисты компании Modern Meadows научили девайс производить мясо. Для получения мышечной ткани «картридж» просто заправили живыми клетками.
Фирма Marta Stewart Crafts выпустила кондитерский принтер Cricut Cake, «вырезающий» съедобные украшения для десертов.

Механотроника

Немецкие техники из Fraunhofer-Gesellschaft напечатали восемь роботов-пауков. По словам разработчиков, процесс не сложнее изготовления одноразовых резиновых перчаток. Американские инженеры из Гарвардского и Массачусетского университетов спроектировали роботов, самостоятельно собирающихся из распечатанных деталей

Строительство

Концепт дома, распечатанного на 3D принтере, представлен в прошлогоднем докладе Берока Хошневиса (Behrokh Khoshnevis) на конференции университета Южной Калифорнии. По словам ученого, на одну 3D-постройку площадью 25 000 м² уйдет не более двенадцати часов. Притом, сантехника и электропроводка уже включены в «печатный» план.

Образование

конструирование
3D принтеров

Образование

моделирование

Преимущества 3D печати:
Скорость построения моделей;
Низкая стоимость по сравнению с изготовлением образца-модели в мастерских;
Это обусловлено, в первую очередь, невысокой стоимостью используемого порошка и возможностью повторного использования остатков расходного материала,
Возможность одновременной печати несколько изделий;
Изготовление фигур самой сложной формы разного размера;
Печать моделей в цвете;
Высокое качество «отпечатанных» 3D прототипов.

Тенденция развития технологии 3D печати ведет к тому, что вскоре ручной труд станет лишь дополнением для автоматизированного производства. И это в свою очередь, ускорит производственные процессы, повысит качество производимого товара в любой отрасли, сократит время на внедрение инноваций и развитие той или иной отрасли станет более стремительным.

Прототипирование( задание)

1. Моделирование блоков из кубиков (по схеме)

2.Распечатать блоки

3. Собрать конструкцию блоков