"3D-моделирование"
Курс предназначен для обучения школьников средних и старших классов (10-16 лет). Для освоения первого модуля никаких дополнительных знаний, кроме умения пользоваться ПК с манипулятором "мышь", не требуется. Знание основ школьного курса геометрии приветствуется.
Целью курса является обучение особенностям моделирования различных объектов под 3D печать. Изучение устройства 3D-принтера и методов 3D-печати. На первом модуле школьники самостоятельно спроектируют, изготовят детали механизмов и соберут шагающего робота. Пример проекта см. на нашем канале https://youtu.be/kaLEeuN8TRI.
Продолжительность первого модуля курса: 24 академических часа (достаточно для 12 занятий по субботам в течение одного школьного полугодия).
Краткое содержание модуля 1:
Занятие №1. Знакомство с программой TinkerCAD
Знакомство с 3D печатью. Обзор элементов будущего проекта Робота. Интерфейс TinkerCAD-a. Операции трансформирования, перемещения.
Занятие №2. Создание корпуса робота
Операции группировки объектов. Операции вырезания. Принцип работы механизма шагания Робота.
Занятие №3. 3D принтер – 3D печать.
Техника безопасности. Обзор, рассмотрение характеристик и принципа работы 3D принтера Программное обеспечение для 3D печати. Подготовка заданий на печать.
Занятие №4. Создание механизма робота ч.1
Особенности моделирования под 3D печать: допуск, слоистость, посадка. Импорт объектов в программу. Создание сустава робота и шестеренки синхронизирующего механизма.
Занятие №5. Создание механизма робота ч.2
Моделирование синхронизирующего вала-оси для мотора. Проверка, моделирование и сборка робота в программе TinkerCAD/
Занятие №6. Сборка робота ч.1
3D печать деталей. Сборка распечатанных частей корпуса. Сборка шестерней.
Занятие №7. Сборка робота ч.2
Сборка суставов. Сборка ног и тестирование механизма. Подготовка задания и 3D печать.
Занятие №8. Типовые ошибки
Рассмотрение типовых ошибок. Индивидуальная работа над исправлением ошибок. Подготовка задания и 3D печать.
Занятие №9, 10 и 11. Оформление для соревнований
Работа в группах над оформлением трассы соревнований (полосы препятствий и финишного створа). Доработка роботов.
Занятие №12. Соревнования
Правила соревнования. Забег. Подведение итогов. Награждение.
Краткое содержание модуля 2:
Занятие №1.
История 3d печати и основных витков развития технологий. Виды 3d-печати. Видеоматериалы. Особенности и возможности. Демонстрация проекта будущего Манипулятора.
Занятие №2.
Знакомство с различными видами 3d-моделирования. Подходы и методы (твердотельные, поверхностные, параметрические). Программа SketchUp Make 2016: особенности, основные элементы, принцип моделирования интерфейс и инструменты моделирования. Настраиваем интерфейс под себя. Перспектива, проекции. Создание первой пробной модели (прищепка).
Занятие №3.
Подробное изучение конструкции проекта Манипулятор. Определение важных особенностей. Требования, предъявляемые к изделиям. Механика и факторы внешнего воздействия. Условия эксплуатации. Алгоритм разработки любого изделия. Моделирование в SketchUp: инструменты перемещения и поворота.
Занятие №4.
Принцип работы гидравлического привода. Сообщающиеся сосуды и давление. Разработка собственного проекта. Моделирование пульта управления.
Занятие №5.
Работа с измерительными приборами. Приемы снятия мерок по штангенциркулю, с помощью линейки или по проекции на бумагу. Инструменты “компонент”, группировка и взаимодействие элементов сборки. Моделирование нижнего уровня манипулятора: база.
Занятие №6.
Установка плагинов CADSpan и STL Export. Особенности экспорта из SketchUp Make. Подготовка модели к печати. Моделирование хватательного механизма.
Занятие №7.
Печать верхних элементов прототипа. Тест хватательного механизма. Сборка элементов. Корректировка.
Занятие №8.
Моделирование центрального элемента манипулятора, нанесение меток и сохранение материалов в виде чертежа.
Занятие №9.
Полная сборка. Подготовка и печать файлов. Изучение методов сборки, применяемых для 3d печати. Основные виды винтов, болтов, гаек и шпилек. Доработка проекта.
Занятие №10.
Сборка проекта, проверка на прочность механизмов, усовершенствование и последние коррективы проектов. Дополнительное задание: спроектировать элемент вращения манипулятора или разработка ещё одной степени свободы манипулятора. Система утяжелений или фиксации базы на горизонтальной/вертикальной поверхности.
Занятие №11.
Подготовка соревнований. Моделирование предметов для состязания грузов (простые твердотельные solid фигуры: кубы, цилиндры, пирамиды и т.д.), создание спец-задания для соперников.
Занятие №12.
Соревнование между механическими манипуляторами. Состязание грузами. Подведение итогов. Награждение победителей. Оценка возможностей, реализованных в прототипе. Обсуждение вариантов усовершенствований проекта манипулятора