Центр детско-юношеского технического творчества

3D моделирование и печать

Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «3D моделирование и печать» разработана в соответствии с нормативно-правовыми документами в области образования:

  • Законом «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012 №273-ФЗ
  • Концепцией развития дополнительного образования детей от 04.09.2014г. №1726
  • Приказом Министерства образования и науки РФ от 09.11.2018г. №196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»
  • Методическими рекомендациями по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (письмо департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодёжи от 18.11.2015г. №09-3242)
  • Профессиональным стандартом «Педагог дополнительного образования детей и взрослых» Приказ Минтруда и социальной защиты от 08.09.2015г. №613-н.
  • Постановления Главного санитарного врача РФ от 04.07.2014г. №41 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций ДО детей»»
  • Уставом Муниципального бюджетного учреждения дополнительного образования «Центр детско-юношеского творчества» муниципального образования городской округ Ялта Республики Крым.

Направленность программы – техническая

Актуальность программы

Цели и задачи, содержание дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «3D моделирование и печать» соответствует:

  • Распоряжению Совета Министров Республики Крым от 09 августа 2016 года № 873-р «Об утверждении Плана мероприятий по реализации в Республике Крым Стратегии развития воспитания в 2016-2020 годах», а именно: проведение мероприятий в области инноваций и научно-технического творчества молодежи.
  • Распоряжению правительства Российской Федерации «Об утверждении Стратегии государственной молодежной политики в Российской Федерации» от 18 декабря 2006 года №1760-р. (с изменениями на 16 июля 2009 года), а именно: реализация инновационного потенциала молодежи в интересах общественного развития
  • Концепции развития дополнительного образования детей до 2020года, утверждена распоряжением правительства РФ N 1726-р от 04.09.2014г., предусматривающей мотивацию младшего поколения к творческому, научному, спортивному, трудовому развитию.

Стремительное внедрение в жизнь новых технологий предъявляет высокие требования к уровню подготовки будущих специалистов самых разных областей.

Системы автоматизированного проектирования, основывающиеся на трехмерном моделировании, в настоящее время становятся стандартом для создания конструкторской и технологической документации. Развитие и применение современных графических пакетов при изучении графического цикла дисциплин обусловлены спецификой предмета, требующей развитого пространственного мышления, умений воспринимать и производить графическую информацию. Пространственное мышление, как и любую другую способность человека, нужно и можно развивать. С помощью трехмерного моделирования в среде графических пакетов задача визуального представления геометрических объектов значительно упрощается.

Изучение систем 3D-моделирования способно значительно облегчить понимание инженерных дисциплин, что делает актуальным включение данной дисциплины в учебный процесс в первую очередь в связке с инженерной графикой. Но возможен и вариант изучения 3D-моделирования как независимой дисциплины.

Изучение основ 3D-моделирования по программе основано на использовании возможностей графической программы Blender, которая предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные детали, так и стандартные конструктивные элементы.

Система Blender позволяет реализовать процесс трёхмерного параметрического проектирования – от идеи к ассоциативной модели, от модели к конструкторской документации.

Цели программы

Обучение основам 3D моделирования и 3D печати. Развитие творческих способностей в процессе моделирования и проектирования. Приобщение учащихся к графической культуре и приобретение учащимися умений и навыков самостоятельной, последовательной деятельности.

Задачи программы

Образовательные:

  • получение первоначальных знаний о 3D-моделировании и 3D-печати;
  • знакомство с приемами доработки моделей под 3D-печать;
  • формирование технологических навыков моделирования и проектирования;
  • формирование навыков работы в проектных технологиях;
  • формирование информационной культуры учащихся;
  • знакомство с правилами безопасной работы с техникой.

Развивающие:

способствовать развитию:

  • способности применения знаний для создания собственных моделей;
  • способности к аналитическому мышлению, навыков самостоятельной работы, умения проводить сравнительный анализ и обобщать;
  • навыков коллективной творческой деятельности;
  • коммуникативных навыков в отношениях со сверстниками.

Пробудить в детях желание экспериментировать, формулировать и проверять гипотезы и учиться на своих ошибках.

Срок реализации: 1 год

Уровни обучения

На основании Методических рекомендаций по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (письмо департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодежи от 18 ноября 2015 № 09-3242) содержание и материал программы дополнительного образования детей организованы по принципу дифференциации и соответствия с уровнями сложности:

«Стартовый уровень» – общедоступные формы организации материала, минимальная сложность содержания программы, предлагаемого для освоения учащимися.

Количество учащихся в одной группе – 10 человек

Продолжительность и режим занятий: 1 год обучения – 4 часа в неделю – 144 часа в год.

Формы и режим занятия

Форма занятий – групповая.

Наполняемость группы – от 5 до 15 человек.

Режим занятий: Обучающиеся занимаются 2 раза в неделю по 2 часа.

Ожидаемые результаты

В рамках данного курса учащиеся:

должны знать:

  • правила безопасной работы;
  • основы работы в Blender;
  • конструктивные особенности 3D-принтера;
  • правила доработки моделей под 3D-печать;
  • как использовать 3D-принтер;
  • самостоятельно решать технические задачи в процессе 3D-моделирования;
  • создание реальных моделей по собственному замыслу;

должны уметь:

  • принимать или намечать учебную задачу и ее конечную цель.
  • создавать 3D-модели в Blender;
  • подготавливать 3D-модели для печати;
  • прогнозировать результаты работы;
  • планировать ход выполнения задания;
  • рационально выполнять задание;
  • руководить работой группы или коллектива;
  • высказываться устно в виде сообщения или доклада;
  • высказываться устно в виде рецензии ответа товарища;
  • отстаивать собственную точку зрения.

Учебно-тематический план, 1 год обучения (стартовый уровень)

№ п/п Название раздела, темы Кол-во часов Формы аттестации / контроля
Всего Теория Практика  
1. Знакомство с интерфейсом Blender и начало работы. Основы компьютерной графики. 4 2 2  
1.1 Основные понятия компьютерной среды Blender. Настройка системы. 4 2 2  
2. Основы работы в графической системе 42 18 24  
2.1 Главное окно системы. Режим создания чертежа. 6 2 4  
2.2 Геометрические объекты. 6 2 4  
2.3 Точность построения. Привязки. 6 2 4  
2.4 Создание эскиза и работа с ним. Приёмы создания объектов чертежа. 8 4 4  
2.5 Редактирование объектов чертежа. Команды редактирования. 8 4 4  
2.6 Параметризация чертежа. 6 4 2  
3. Основы трёхмерного моделирования 34 16 18  
3.1 Эскиз. Модель. Сборка. 8 4 4  
3.2 Построение эскиза детали 10 4 6  
3.3 Основные операции построения твердого тела 8 4 4  
3.4 Дополнительные операции моделирования. Вспомогательная геометрия. 8 4 4  
4. Создание 3D-модели для печати 16 4 12  
4.1 Требования к 3D-модели. Особенности форматов трехмерных моделей. 8 4 4  
4.2 Создание модели. Корректировка модели для печати 4   4  
4.3 Пробная печать 4   4  
5. Основы 3D-печати 34 16 18  
5.1 Материалы для 3D-печати 8 4 4  
5.2 Виды 3D-принтеров. Область применения 3D-печати 4 4    
5.3 Подготовка 3D-принтера к печати. Настройка печати. 10 4 6  
5.4 Конвертация в STL. Формирование G-кода для печати. Выбор положения модели. 4   4  
5.5 Обслуживание 3D-принтера. Улучшение качества печати 8 4 4  
6. Создание авторских моделей и их печать 14 0 14  
6.1 Создание авторских моделей и их печать 10   10  
6.2 Представление и защита проектов 4   4  
  ИТОГО: 144 56 88  

Содержание учебного (тематического) плана

Раздел 1. Знакомство с интерфейсом Blender и начало работы. Основы инженерной графики.

1.1 Настройка интерфейса системы. Команды. Панели инструментов. Интерфейс системы. Панели инструментов. Панель инструментов «Стандартная». Компактная панель, ее назначение и структура. Панель «Свойства объектов», назначение и структура.

Раздел 2. Основы работы в графической системе

2.1 Главное окно системы. Режим создания чертежа. Создание чертежа. Менеджер документа. Настройка формата и оформления чертежа. Основные панели. Рабочая область чертежа.

2.2 Геометрические объекты. Виды объектов. Линии. Типы линий. Особенности в наименованиях типов линий и их цветов. Построение отрезков. Параметры команды. Построение контура по вспомогательным прямым. Построение окружностей, многогранников, эллипсов. Параметры команд.

2.3 Точность построения. Привязки. Привязки. Глобальные и локальные привязки. Настройка глобальных привязок. Вспомогательные прямые. Назначение, виды и способы применения.

2.4 Создание эскиза и работа с ним. Приёмы создания объектов чертежа. Построение вводом координат, автоматическое создание, полуавтоматическое создание объектов.

2.5 Редактирование объектов чертежа. Команды редактирования. Проектирование сложных форм на плоскости. Команды редактирования. Перемещение, поворот, копирование, масштабирование, зеркальное отражение, обрезка и удлинение объектов. Параметры команд.

2.6 Параметризация чертежа. Задание дополнительных условий для нескольких объектов: вертикальность, горизонтальность, совпадение, касание, фиксация. Отображение наложенных ограничений.

Раздел 3. Основы трёхмерного моделирования

3.1 Эскиз. Модель. Сборка. Создание файла детали. Дерево модели.

3.2 Построение эскиза детали. Понятие эскиза. Принципы построения объема на основе плоского эскиза. Плоскость эскиза. Требования к эскизам. Понятия операции и контура. Общие требования к контурам. Создание твердотельного элемента на основе эскиза. Построение эскиза сложного контура.

3.3 Основные операции построения твердого тела. Создание формы методом выдавливания. Панель свойств и параметры операций. Операции приклеивания и вырезания. Требования к эскизу приклеиваемого или вырезаемого элемента при операции выдавливании. Создание формы методом вращения. Панель свойств и параметры операций. Операции приклеивания и вырезания. Требования к эскизу приклеиваемого или вырезаемого элемента при операции вращения.  Создание формы методом сечений. Панель свойств и параметры операций. Операции приклеивания и вырезания. Требования к эскизу приклеиваемого или вырезаемого элемента при операции по сечениям.

3.4 Дополнительные операции моделирования. Вспомогательная геометрия. Построение зеркального тела. Круговой и линейный массивы операций. Дополнительные операции: отверстие, фаски, скругления. Моделирование резьбы. Условное изображение резьбы. Создание дополнительных плоскостей. Стенки и ребра жесткости. Создание оболочки и ребра. Проектирование модели корпусной детали. Упругие элементы. Пружины сжатия. Проектирование модели винтовой пружины.

Раздел 4. Создание 3D-модели для печати

4.1 Требования к 3D-модели. Особенности форматов трехмерных моделей.

4.2 Создание модели. Корректировка модели для печати

4.3 Пробная печать

Раздел 5. Основы 3D-печати

5.1 Материалы для 3D-печати

5.2 Виды 3D-принтеров. Область применения 3D-печати

5.3 Подготовка 3D-принтера к печати. Настройка печати. Разбор нюансов при 3D-печати. Типы филамента. Пробная печать. Настройка положения столика. Влияние прогрева и охлаждения материала. Настройка скорости печати и процента внутреннего заполнения.

5.4 Конвертация в STL. Формирование G-код для печати. Выбор положения модели.

5.5 Обслуживание 3D-принтера. Улучшение качества печати. Анализ напечатанных деталей. Модернизация принтера. Прочистка сопла. Влияние толщины слоя на качество печати. Альтернативные варианты улучшения сцепления модели с нагревательным столом.

Раздел 6. Создание авторских моделей и их печать

6.1 Создание авторских моделей и их печать

6.2 Представление и защита проектов

Организационно-педагогические условия реализации программы

Успешная реализация предлагаемой программы учебной дисциплины ориентирована на существующую информационно-образовательную среду школы. Информационно-образовательная среда образовательной организации включает комплекс информационно- образовательных ресурсов, в том числе цифровые образовательные ресурсы, совокупность технологических средств информационных и коммуникационных технологий: компьютеры и иное ИКТ-оборудование, коммуникационные каналы.

Список литературы, используемый при написании программы

1. Миронов Б.Г., Миронова Р.С., Пяткина Д.А., Пузиков А.А. Инженерная и

компьютерная графика – М.: Высшая школа, 2004 . – 336 с.

2. Некрасов А.В., Некрасова М.А. Первый проект от эскиза до презентации:

учебное пособие. – Екатеринбург: Урал. рабочий, 2003. – 127 с.

3. Новичихина Л.И.. Справочник по техническому черчению – Мн.: Книжный Дом, 2004.

4. Потемкин А.М. Трехмерное твердотельное моделирование. – М.: КомпьютерПресс, 2002.-296с.: ил.

5. Потемкин А.М. Инженерная графика.– ЛОРИ, 2000.– 492.

6. Технологичность конструкций изделия: Справочник / Под ред. Ю.Д. Амирова. – М.: Машиностроение, 1990.-768с.

7. Чекмарев А.А. Инженерная графика.– М.: Высшая школа, 1998.-315 с.

8. Чередниченко О.П., Савенков М.В., Лавренова Т.В. Компьютер или карандаш? Международная научно-методическая конференция: Инновационные технологии в науке и образовании “ИТНО-2014”.

9. Чередниченко О.П., Самсонов И.К., Карабут В.В. Современные подходы к методике проектированию технических изделий. Международная научно-методическая конференция: Инновационные технологии в науке и образовании “ИТНО-2014”.

Электронные библиотечные системы

1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования – http://standart.edu.ru

2. Социальная сеть работников образования – http://nsportal.ru

3. Сайт компании АСКОН – http://edu.ascon.ru

4. http://today.ru – энциклопедия 3D печати

5. http://3drazer.com – Портал CG. Большие архивы моделей и текстур для 3ds max

6. http://3domen.com – Сайт по 3D-графике Сергея и Марины Бондаренко

/виртуальная школа по 3ds max/ бесплатные видеоуроки

7. http://www.render.ru – Сайт посвященный 3D-графике

8. http://3DTutorials.ru – Портал посвященный изучению 3D Studio Max

9. http://3dmir.ru – Вся компьютерная графика — 3dsmax, photoshop, CorelDraw

10. http://3dcenter.ru – Галереи/Уроки

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Skip to content