Узнайте из этой статьи о кейсах применения 3D-принтеров Picaso 3D в реальных задачах, связанных с образованием.

Содержание:

• О компании Picaso 3D
• Применение Picaso 3D в образовании
  • ЦМИТ «Образ»
  • РГУ им. А.Н.Косыгина
  • ЦМИТ «Нанотехнологии»
  • Применение Picaso 3D в гимназии им. И.Б. Ольбинского 
  • МБОУ СОШ №112 и МБОУ СОШ №5 
  • Применение Picaso 3D в УНМЦ «Гидронавтика» при МГТУ им Н.Э.Баумана 
  • Применение Picaso 3D в проекте «Технологии будущего» в Алтайском крае
  • Применение Picaso 3D в проекте Политехнического музея для помощи детям-инвалидам

О компании Picaso 3D

PICASO 3D – российский разработчик и производитель оборудования для 3D-печати, использующий при создании 3D-принтеров новейшие достижения технологии в этой области, в том числе — многочисленные собственные ноу-хау. С 2011 года компания создает, совершенствует и реализует 3D-принтеры, зачастую превосходящие по многим параметрам как зарубежные аналоги, так и продукцию соотечественников. Один из приоритетов компании — безопасность и удобство производимого ею оборудования, в том числе при использовании непрофессионалами. 

Компания активно развивается и увеличивает ассортимент выпускаемых принтеров для профессионального применения, многие из которых пригодных в том числе и для обучения пользователей работе с 3D-печатью.

Применение Picaso 3D в образовании

ЦМИТ «Образ»

Молодежный инновационный центр "Образ" существует в Подольске с 2017 года. Программы центра основаны на темах и эффективных методиках для развития гармоничной, развитой и уверенной в себе личности.

Главное отличие от обычных детских центров в том, что здесь преподают не только актуальные знания, но и, забегая немного вперед, обучают будущим профессиям и развивают потенциал каждого ученика с помощью самого современного и инновационного оборудования. Преподаватели ЦМИТ "Образ" знают, как индивидуально подойти к каждому ребенку.

Каждый год центр открывает много новых направлений и помогает детям развивать свой творческий потенциал и приобретать полезные навыки. Например, в прошлом году были введены курсы по 3D-рисованию и 3D-моделированию, а также мастер-класс по работе с 3D-ручками.

Также есть курсы по рисованию на бумаге и песком на стекле, скульптуре, созданию слов, робототехнике, логопедии, работе на станках с ЧПУ и многому другому.

Учителя используют принтеры Picaso Designer X и Designer X PRO в классе для 3D-моделирования и 3D-печати. На занятиях дети знакомятся с оборудованием, пробуют моделировать и начинают печатать с нуля.

Мы поговорили с Еленой Гридневой, директором Центра молодежного инновационного творчества "Образ", которая рассказала нам об истории сотрудничества центра с PICASO 3D:

«Мы — центр молодежного инновационного творчества. Изначально открывались как Детский центр и центр развития личности. Идея заключалась в том, чтобы тестировать способности детей и давать возможность им развиваться. Открылись больше года назад. В то время у нас в Центре были преимущественно гуманитарные направления, для остальных не хватало ресурсов. Когда выяснилось, что есть возможность получить субсидию на создание ЦМИТа, то мы сразу воспользовались ею. Весь прошлый год у нас ушел на то, чтобы собрать необходимые документы, заявки, совершить закупки. В перечне последних были указаны как раз такие категории, как «3D принтеры», «3D сканеры» и «Станки с ЧПУ», и, соответственно, было необходимым их приобрести. Именно тогда и произошло наше первое знакомство с продукцией PICASO 3D. Мы приобрели разные 3D принтеры для преподавателей разных дисциплин. В основном нам рекомендовали зарубежных производителей, но, несмотря на это, мы взяли отечественное оборудование. У принтеров PICASO 3D очень понравился внешний вид и дизайн, так как планировали ездить на выставки. Они небольшие, компактные, симпатичные, при этом с понятным интерфейсом, поэтому решено было взять и односопельный, и двухсопельный вариант.

Когда получили субсидию на ЦМИТ, то поняли, что будем полностью перестраиваться (этим и занимаемся до сих пор). Ушли в инновационное направление, — создали онлайн-школу для ребят, которые занимаются на дому. Наш тьютор индивидуально прорабатывает план работы для каждого ученика, при этом он планомерно выполняет задания. Предусмотрена программа еженедельной встречи, — ребята приезжают в ЦМИТ, общаются, при желании записываются на понравившиеся курсы. Регулярно проводим бизнес-игры, открыли лагерь «Профессия будущего», программу которого также разрабатывали сами.

Мы приобретали 3D принтеры, прежде всего, для обучения детей. У нас есть курсы, где ребята учатся моделировать, создавать детали для конструкторов. Но, в отличие от многих ЦМИТов, мы не используем LEGO, а делаем свои конструкторы. Ребята их придумывают, чертят, печатают, и из этих деталей собирают единую конструкцию (например, того же робота). Далее, при помощи программирования, дети заставляют деталь, объект или девайс совершать действия по команде. Вот в этом, как раз, интересно использование 3D принтера в образовательном процессе.

К сожалению, на данный момент молодежь не до конца разобралась, как взаимодействовать с 3D оборудованием, возникают некоторые трудности, в особенности с устранением неполадок. При печати используем PLA, так как он биоразлагаемый. Всё-таки гуманнее брать виды пластика, которые могут разложиться.

Серьезных проектов, связанных с 3D-печатью, еще не было. У нас есть сотрудники, которые работают на Designer X и X PRO, но мы всё ещё в поиске инженерных специалистов, которые могут обращаться с 3D принтерами на «ты».

В основном печатаем сувенирную продукцию с нашей символикой. Стаканы под ручки, просто обычные модели, — все это, пока что, делалось в основном для выставок, мероприятий, в подарок.

Получали заказ на изготовление логотипа, но пришлось приложить немало усилий, чтобы привести его в нормальный вид из-за сложности модели.

Также недавно нас попросили напечатать голову человека. В данном случае целесообразно использовать 3D-печать, после сканирования. Здесь не так важна заполненность модели; она легкая, уходит не очень много материала. К тому же, 3D принтер печатает довольно быстро и экономит время.

Как площадка-партнер для сторонних заказчиков мы тоже существуем. К нам обращаются архитектурные бюро, ландшафтные дизайнеры. Для того, чтобы показать клиенту конечный результат, наш ЦМИТ и использует 3D-печать, так как это красиво, быстро и весит немного. Можно выполнить модель из разных видов пластика и разного цвета; самостоятельно склеить детали, собрать по частям конечный продукт. Мы печатаем макеты, прототипы, которые, в будущем, будут пускаться в производство (например, детали для отлива). Кроме того, если у заказчика будет просьба обработать фрезером модель, нам не составит труда сделать и это.»

РГУ им. А.Н.Косыгина

Каждый день с помощью 3D-печати создаются тысячи различных конструкций. Потенциал аддитивной технологии огромен: от деталей автомобилей до детских игрушек, сделанных на заказ.

Одними из самых полезных и вдохновляющих вещей, когда-либо созданных с помощью 3D-принтера, являются протезы конечностей. Благодаря 3D-печати мы все чаще слышим о людях, впервые в жизни получивших возможность пользоваться обеими руками.

Российской компании PICASO 3D посчастливилось встретиться с таким пятилетним ребенком. Матвей и его мама Марина посетили Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина, где состоялась первая примерка протеза руки мальчика. 

Над разработкой и усовершенствованием протеза работают два замечательных человека — Евгений, заведующий кафедрой промышленного дизайна РГУ им. А.Н. Косыгина, и Дан. Н. Косыгина, и Данил, промышленный дизайнер, студент третьего курса Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, который разработал протез.

Прототип был изготовлен на 3D-принтере Designer X PRO с использованием материалов REC Relax и Cyberfiber PVA.

Основной проблемой до начала примерки был психологический аспект — адаптация и привыкание мальчика к протезу. Однако Матвей успешно справился с этой задачей.

Перед установкой протеза Евгений и Данил подвергли напечатанные детали термической деформации, чтобы придать протезу нужную форму.

Это первый случай совместной работы Евгения и Данила над созданием протезов для ребенка. Ранее у них был опыт работы с бионическими протезами для взрослых, которые работают на основе нейронных связей и мышечной памяти. Благодаря импульсному контролю можно выполнять простые движения протеза руки, например, сжимать и разжимать кисть.

Евгений и Данил хотят продолжить работу над протезом для Матвея и надеются в скором времени добиться наилучшего результата.

ЦМИТ «Нанотехнологии»

С 2014 года Нанотехнологический центр Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова работает со студентами различных специальностей, в частности, в области сканирующей зондовой микроскопии и приборостроения.

ЦМИТ по нанотехнологиям является подразделением физического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Центр ориентирован на работу со студентами, которые интересуются современной наукой и технологиями и хотят стать частью исследовательской группы. В рамках различных курсов студенты проводят исследования вместе со своими преподавателями.

Мы поговорили с научным руководителем центра о том, как 3D-печать помогает в работе со студентами.

Игорь Владимирович Яминский, профессор, доктор физико-математических наук, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова рассказывает:

«В 2014 году при запуске Центра молодежного инновационного творчества «Нанотехнологии» перед нами стояла непростая задача: выбрать оборудование для оснащения Центра, чтобы оно было наиболее эффективным для обучения, быстрое в освоении и практически применимое.

К этому моменту у нас был накоплен большой опыт в создании и применении главного инструмента нанотехнологий — сканирующих зондовых микроскопов. Также мы научились производить компактные 3-х осевые фрезерные обрабатывающие центры и станки. Кроме того, внедрили в производственный процесс САПР для электронного моделирования и последующего изготовления трехмерных моделей на обрабатывающих центрах. Казалось бы, всё есть. Но было ощущение, что мы что-то упустили. Оказалось, что мы забыли про технологии 3D-печати.

Преподаватели и учащиеся ЦМИТ «Нанотехнологии»

В тот момент 3D-печать и 3D принтеры вышли на высокий технологический уровень, и появилась новая задача: не просто купить принтер, а выбрать самую подходящую для нас модель. Мы закупили четыре принтера Picaso 3D Designer. Все принтеры были одинаковой конфигурации. Одновременно с закупкой 3D принтеров мы сформировали большой запас материалов для печати. Освоение принтеров прошло быстро и легко.

Сначала мы печатали модели из открытых источников интернета. Здесь и Пизанская башня, и Собор Св. Петра и Павла. Дружная пара из винта и гайки. Щипцы для захвата мелких деталей. Удивительно изящный и хрупкий цветок — бутон розы. Конечно, напечатали и гаечный ключ. А как же без него в ЦМИТе?

Процесс работы в ЦМИТе

Самым увлекательным занятием для школьников оказалось использование 3D принтера в паре с 3D сканером. Сначала, разбиваясь на пары, школьники сканировали друг друга. Один становился моделью, а другой оператором 3D сканера. Потом менялись ролями. На выходе с помощью 3D принтера выходили бюсты школьников — учеников ЦМИТ «Нанотехнологии». Все напечатанные фигурки передавались школьникам.

Популярным для студентов оказалось изготовление моделей различных вирусов в рамках образовательного курса физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова «Физика живых систем».

3D принтер оказался востребованным помощником и в производственных целях. С помощью него мы стали изготавливать детали и узлы для наших экспериментальных установок. Разработали и изготовили проточные термостатированные ячейки для дифференциального спектрометра. Для сканирующего капиллярного микроскопа сделали удобные держатели электродов.

Слева — сканирующий капиллярный микроскоп, справа — макет биосенсора

Одним из значимых проектов Центра являлась разработка биосенсора для раннего обнаружения вирусов в биологических жидкостях. С помощью 3D принтера были напечатаны не только корпуса электронных блоков, но и изготовлена ключевая деталь биосенсора — проточная жидкостная ячейка для установки биочипа — сердца биосенсора.

Слева — макет корпуса биосенсора, справа — макет измерительного узла

Еще одним направлением работы Центра является выполнение внешних заказов. Среди наших заказчиков — специалисты, ученые, студенты, аспиранты, энтузиасты и умельцы. Заказы оказались очень разнообразны: корпус для литий-ионной батареи для установки в самодельный самокат, держатели образцов для хранения биопрепаратов, конструктивные элементы научных установок. Часто для выполнения заказов мы используем 3D-печать.

Слева на фото — печать контейнера аккумулятора для электрического скутера LongBoard. Автор проекта Иван Максимов. Справа — Всеволод Соснин, участник конкурса Innomake, рассказывает принцип работы проточной ячейки в центре «Умный дом»

С момента первой покупки 3D принтеров Picaso прошло 8 лет. В нашем Центре молодежного инновационного творчества «Нанотехнологии» они превратились в полноправных участников образовательного, научного и производственного процессов.»

Применение Picaso 3D в гимназии им. И.Б. Ольбинского 

Ученики гимназии имени И.Б. Ольбинского в Сергиевом Посаде разработали удивительный проект. Под руководством учителя информатики Игоря Свиридкина они разработали и создали уменьшенную копию гимназии с помощью 3D-принтера

Игорь Владимирович Свиридкин работает в Сергиево-Посадской гимназии уже более 25 лет. Под его руководством уже несколько десятков учеников стали победителями и призерами различных олимпиад и конкурсов по информатике, инженерии и смежным областям.

В 2016 году был запущен проект по воспроизведению гимназии в масштабе 1:1. Сначала была разработана компьютерная модель (в масштабе 1:100), а затем проект был распечатан на собственном 3D-принтере школы — PICASO 3D Designer. В мае работа по созданию и печати модели была завершена, и ученики с удовольствием представили результаты своей работы на традиционном конкурсе гимназии — XXI конкурсе самостоятельных творческих работ имени П.А. Флоренского.

Авторами проекта стали Татьяна Кокшарова, 9 "Б" класс, Ульяна Беспалова и Алина Палилова, 10 "А" класс, и они рассказали нам о своем проекте: 

«В ходе проекта была подготовлена исследовательская работа о ходе проекта, использованных методах и средствах.

Проекты, использующие 3D-печать, сегодня очень актуальны и, главное, интересны. Примеры работ с ней можно найти на многих интернет-ресурсах, поэтому каждый может легко найти всю необходимую информацию. Игорь рассказал о планах, которые были сделаны для Санкт-Петербурга и Москвы. Это натолкнуло на идею создания уменьшенной копии гимназии.

Прежде чем приступить к печати, мы должны были разработать план и понять, что необходимо для нашего проекта. Сначала мы должны были сделать чертеж этажей, а затем архитектурных элементов здания. Сначала мы взяли за основу план эвакуации, но через некоторое время стало ясно, что он очень грубый и не соответствует реальным размерам. В конце концов нам удалось получить копии чертежей первого и второго этажей — данные были более точными, и мы смогли приступить к созданию 3D-модели. Однако на этапе проектирования некоторые элементы пришлось измерять вручную: Двери, окна и лестницы. Мы остановились на масштабе 1:100 (1 см = 1 м), чтобы ширина нашей модели не превышала 60 см.

Мы использовали КОМПАС-3D LT V12 для создания 3D-модели спортзала, где научились использовать множество инструментов и операций. Конечно, были трудности, но мы их успешно преодолели.

Наша команда создала два этажа и крышу отдельно — один объект был вставлен в один документ. Для сборки модели нам нужна была локальная система координат, которая совпадала бы с основной системой координат. Это дало нам новую систему координат, которую мы могли объединить с основной системой координат другой части модели. На этом этапе мы столкнулись с новой проблемой: После объединения частей мы заметили небольшие отклонения в размерах, которые необходимо было исправить, чтобы создать целостную общую модель.

Этап согласования также был очень важен. Мы адаптировали каждый элемент, всегда ссылаясь на общий эскиз. Это было непросто, поскольку многие мелкие детали часто не были видны. Однако программное обеспечение само помогало в таких ситуациях, сообщая об ошибках и/или несоответствиях в полах. Единственное, что нам, вероятно, пришлось исправлять вручную, — это декоративная архитектура стен, которая не была важна для баланса здания.

Максимальный размер детали, которую можно создать с помощью принтера PICASO 3D Designer, который есть в нашей школе, — это куб с длиной стороны 20 см. Поэтому после завершения создания компьютерной 3D-модели необходимо было разделить весь объект на этажи, а каждый этаж — на несколько частей. Соответственно, все этажи были разделены на 5-6 элементов.

Мы также должны были учесть тот факт, что во время печати принтер должен был создать опору под нависающими элементами. Деление на сектора было выполнено очень тщательно и продуманно. Двери или окна должны были быть разделены на сектора. Также необходимо было предусмотреть опору для лестниц, так как некоторые ступени выступали над потолком. По этой причине мы удлинили узкие полосы, выступающие из стен, чтобы укладка пластика прошла гладко.

Затем мы сохранили результат в формате STL. Для печати на 3D-принтере файл STL необходимо преобразовать в формат PLG с помощью программы Polygon. Конечно, нам пришлось поэкспериментировать с некоторыми настройками, чтобы добиться оптимальной печати.

Было решено сначала напечатать первый этаж, так как мы закончили моделировать его первым. В процессе печати, конечно, возникли некоторые проблемы как с электронной моделью, так и с моделью материала.

ABS-пластик имеет довольно высокий коэффициент усадки. К сожалению, мы не знали об этом, когда начали печатать макет, и поэтому возник эффект расслоения. Позже мы выяснили, что для улучшения сцепления между стеклом и пластиком нужно было сбрызнуть стекло лаком. Проблема была решена, и мы смогли продолжить печать нашего проекта.

При печати элемента №5, часть объекта была напечатана неправильно. Нам пришлось исправлять это — была напечатана правильная копия неправильной части, мы вырезали неправильный фрагмент и вклеили на его место новый.

Наконец, когда печать уже началась, в компьютерной версии модели были обнаружены ошибки. Например, одна дверь была немного дальше слева, чем должна была быть. Чтобы исправить это, мы сначала скорректировали 3D-модель, а затем вручную просверлили отверстие в нужном месте.

Все эти усилия были не напрасны, потому что мы почти полностью изменили методы работы и приобрели много важных и полезных навыков.

После самых сложных этапов проектирования и печати модели мы подошли к моменту, когда все элементы были склеены вместе.

Первое, что мы сделали, это проверили выравнивание секторов и исправили стыки, то есть отшлифовали поверхности, чтобы сделать их более гладкими. Конечно, нижний уровень конструкции также нужно было выровнять и немного подровнять края. Затем нужно было обрезать все печатные поддержки, так как изначально они не были частью модели.

Наконец, пришло время собрать детали. Для этого мы купили прозрачный пластиковый клей "Моделист", который использовался для базового склеивания конечностей, и сделали собственную клеевую смесь из ацетона и обрезков пластика.

Наша команда добилась успеха в задаче напечатать модель спортивного зала. После сборки всех элементов модели мы надеемся доработать дизайн, добавив множество мелких деталей, включая миниатюрную мебель, и сделав подсветку. Наша команда также представит этот проект на конкурс “Будущие Асы КОМПьютерного 3D-моделирования”».

МБОУ СОШ №112 и МБОУ СОШ №5 

Все мы когда-то ходили в школу. У многих из нас были уроки труда, рукоделия, информатики, рисования и черчения. Сегодня в школы приходят современные технологии — дети учатся проектировать объекты в различных программах 3D-моделирования, а их проекты могут быть воплощены в жизнь с помощью 3D-печати.

История муниципального образовательного учреждения города Новосибирска "Средняя школа № 112" началась в 1958 году с открытия школы-интерната для детей строителей Новосибирской ГЭС. Сегодня под руководством талантливых педагогов ребята школы № 112 осваивают перспективные профессии будущего, овладевают основами 3D-моделирования и аддитивных технологий, учатся управлять станками с ЧПУ, создавать и программировать роботов. 

Игорь Александрович Полионов, учитель технологии МБОУ СОШ № 112 

«Наша школа имеет полувековую историю. Я работаю учителем технологии восемнадцать лет. В 2009 году мною, при поддержке директора школы Вадима Николаевича Платонова, была организована Проектно-исследовательская лаборатория обучающихся в образовательной области технология (ПИЛОТ). К 2013 году здание школы было реконструировано и дополнено большим учебным корпусом, при оснащении новых учебных мастерских мы обновили материальную базу современным оборудованием. 

Сегодня мы имеем полную линейку LEGO Education (более 70 основных и ресурсных наборов), конструкторы модульных станков UNIMAT CNC, лицензии АСКОН на программу КОМПАС-3D V16, учебные лицензии пакета DelCAM, компьютерные классы. 

В 2013 году к нам пришли молодые специалисты – преподаватели робототехники, инженерной графики, Art-моделирования и основ CNC. Для этих занятий мы решили приобрести 3D принтер, и в итоге выбор пал на PICASO 3D Builder. Модель была предложена компанией «Инноватика» на одной из выставок в Новосибирском Экспоцентре при комплектации наших мастерских инновационным оборудованием. 

С 2014 года в школе я координирую работу с юниорами и преподавателями специальных курсов. 

В 2015-2016 году наши воспитанники одержали ряд побед на соревнованиях JuniorSkills по компетенциям: мехатроника, инженерная графика, прототипирование, токарные и фрезерные работы на станках с ЧПУ, электроника и мобильная робототехника. Сегодня у нас работают 9 инженерных и 2 энергетических класса, это около 300 будущих инженеров и энергетиков. 

3D принтеры мы используем для знакомства учеников с аддитивными видами производства на основных уроках технологии. Кроме того, наши ученики посещают специальные курсы по прототипированию в рамках программы инженерных классов (4 часа в неделю после основных уроков). На них приходят дети, проявившие особый интерес к предмету. В основе занятий – моделирование в КОМПАС-3D. Все планы уроков и объекты для проектирования разрабатываю сам. По результатам первой четверти каждый ученик смоделировал и распечатал себе фамильный брелок. Во второй-третьей четверти мы делаем шахматы и работаем над авторскими проектами. По окончании учебного года моделируем и печатаем оригинальные карандашницы-фоторамки и делаем зачётные презентации своих проектов. 

Также есть курсы по обучению работе в программе Blender для 5-8 классов, которые ведет преподаватель по Art-моделированию. Здесь дети проектируют фигурки известных и собственных героев, создают анимацию, строят целые города. Лучшие модели мы распечатываем в двух экземплярах – один для автора, второй — для школьной выставки. Планируем к первому сентября 2016 года открыть постоянно действующую обновляемую экспозицию. Проект «ПИЛОТ» имеет большие перспективы в развитии. Считаю, что все школы России к 2020 году должны иметь минимум по два 3D принтера, что, в свою очередь, позволит популяризировать применение аддитивных технологий, а также повысит мотивацию детей к выбору инженерных профессий». 

В 2000 километрах от Новосибирска, в небольшом городе Карпинске, есть еще одна школа, где учителя активно внедряют 3D-печать в учебный процесс. Это городская общеобразовательная средняя школа № 5, базовое учреждение Института развития образования Свердловской области, муниципалитет Карпинск. 

Никита Букреев, учитель МБОУ СОШ №5, рассказывает:

«Наш проект называется «3D моделирование и прототипирование» и является школьным объединением по интересам. В нем принимают участие школьники 9-10 классов. Основная задача курса — выстраивание межпредметных связей. Мы пытаемся помочь школьникам найти практическое применение полученным на уроках теоретическим знаниям. В ходе работы над своими проектами учащиеся знакомятся с принципами подготовки трехмерных моделей к печати, изучают принципы аддитивной печати, учатся оценивать свои работы с точки зрения воспроизводимости на 3D принтере. 

В 2013-2014 учебном году учащиеся школ города изучали машиностроительное черчение в среде КОМПАС-3D и результаты своей работы воспроизводили с помощью 3D-печати. Также школьниками изучаются способы быстрого прототипирования в среде «SkethUp» и «Autodesk 123D Catch». В новом учебном году мы планируем реализовать крупный проект по физике с применением 3D технологий, в ходе него учащиеся будут моделировать изобретения ученых, которые не могли быть изготовлены в свое время из-за несовершенства технологий, и изготавливать их при помощи 3D-печати. Такие, например, как изобретения Леонардо да Винчи. 

Принтер PICASO 3D Designer мы получили как базовая площадка Института Развития Образования Свердловской области в 2014 году. Годом ранее школа приобрела за счет собственных средств принтер UP!Mini, специально для образовательного проекта по 3D моделированию. Поскольку наш проект изначально нацелен на воспроизведение работ с помощью технологии 3D-печати, другого способа реализации проектов в принципе быть не может. Имея опыт работы с PICASO 3D Designer, мы можем сказать, что если бы нам пришлось выбирать оборудование самостоятельно, наш выбор пал бы на принтеры компании PICASO 3D. Эти принтеры достаточно просты в обращении, не требуют специальных расходных материалов (кроме пластика), легко обслуживаются, способны работать без подключения к ПК, имеют закрытый корпус (это важно при работе с детьми) и, самое главное, компания оказывает быструю и информативную поддержку всем владельцам своей продукции. Особых сложностей в освоении печати на Designer не возникало, у нас уже был опыт эксплуатации 3D принтера. Было несколько незначительных проблем, связанных с техническими особенностями принтера, но мы с ними легко справились, обратившись к сообществу владельцев PICASO 3D Designer в Интернете. 

Для нашей школы 3D принтер стал рядовым техническим средством обучения, позволил повысить образовательную мотивацию учащихся для изучения не только моделирования, но и других образовательных предметов. Помимо прочего, мы изготавливаем сувенирную продукцию собственной разработки по себестоимости расходных материалов. Благодаря спонсорской помощи мы имеем запас расходных материалов как минимум на полгода вперед. В дальнейших планах — плотное взаимодействие школьной лаборатории 3D моделирования и школьной лаборатории робототехники для создания собственного робота. Электронные компоненты для создания робототехники различного назначения у нас достаточно, но 3D-печать позволит создать элементы и механизмы или фрагменты корпуса, которые невозможно получить с использованием другой технологии».

Многие школы по всей России включают аддитивные технологии в свои учебные программы. Развивая творческие способности, пространственное мышление и интерес к инновациям, учителя с раннего возраста прививают детям технические навыки, которые сделают их инженерами будущего.

Применение Picaso 3D в УНМЦ «Гидронавтика» при МГТУ им Н.Э.Баумана 

Учебно–научный молодежный центр «Гидронавтика» (УНМЦ «Гидронавтика» при МГТУ имени Баумана) разрабатывает и выпускает плавающие дроны для научной и прикладной деятельности — телеуправляемые необитаемые подводные аппараты (ТНПА). В их создании участвуют студенты и преподаватели, работая сообща.

Основными целями центра являются, прежде всего, совершенствование практических навыков студентов и предоставление тем и экспериментальной базы для написания дипломных работ и диссертаций. Также центр готовит студентов к участию в международных соревнованиях по подводной робототехнике MATEC (США), BlackSeaRov (Румыния) и других. В планах на будущее — вывести разработки центра на рынок малых беспилотных подводных аппаратов. 

Члены команды «Гидронавтика» согласились рассказать нам, как используется 3D-принтер для производства подводных аппаратов.

Анатолий Стрельницкий и Иван Семенюк:

«В 2015 году команда МГТУ им.Баумана уже в 6 раз приняла участие международных студенческих соревнованиях от организации Marine Advanced Technology Education Center (MATEC) по подводным телеуправляемым аппаратам (ROV). Каждый год соревнования имеют определенную тематику, которая связана с реальными проблемами и задачами в различных акваториях.

Чтобы участвовать в MATEC, студенты «Гидронавтики» должны сами построить подводного робота. В начале 2015 года компания PICASO 3D стала спонсором нашей команды, и с тех пор в нашей лаборатории день и ночь трудится надёжный российский 3D принтер.

Подводный аппарат – это морской подводный объект, способный погружаться, выполнять заданные работы и возвращаться на поверхность акватории. Подводные аппараты применяются для аварийно-спасательных работ, видеосъемки объектов на морском дне или в толще воды, выполнения подводно-технических работ с помощью манипулятора, обследования подводных сооружений и объектов, а также подъема предметов до 200 кг и др. 

Команда УНМЦ «Гидронавтика» активно использует 3D принтер Picaso 3D для создания различных элементов роботов: слабо нагруженных крепежных деталей сложной геометрии; слабонагруженных механических передач и прототипов механизмов. Также принтер используется для изготовления прототипов гребных винтов и пропульсивных комплексов, создания мастер–моделей прочных корпусов. 

Даже собравшись всей командой, мы не смогли произвести подсчёт напечатанных деталей, которые потребовались для создания робота. Бесчисленные катушки пластика, множество прототипов каждой детали – именной такой ценой достаются победы в студенческих соревнованиях. 

В 2013-2014 годах наша команда одержала победу на соревнованиях MATEC в следующих номинациях:

В конструкции нашего робота были применены Rim-driven движители, обладающие массой преимуществ: они обеспечивают одинаковые тяговые возможности в обоих направлениях, двигатель и винт эффективно скомпонованы в один узел, нет угрозы заклинивания, низкий уровень кавитации. 

Однако, применение такого движителя сопряжено с массой трудностей, главной из которых является сложность изготовления винта. Очевидно, что его изготовление с помощью «классических» способов – нетривиальная задача. Например, винт можно было бы изготовить с помощью фрезерования или литья, но это технически сложно и заняло бы около 10 дней. Также необходимо было бы изготовить мастер-модель, а стоимость детали составила бы около 30 000 рублей. Участники нашей команды спроектировали 3D модель винта, и мы напечатали его на 3D принтере. В итоге мы смогли протестировать его на нашей установке в тот же день, себестоимость одного винта получилась приблизительно 500 рублей. Теперь винт установлен на наш подводный аппарат и отлично выполняет свои функции. 

Преимущества, которые дает 3D-печать в изготовлении винта:

Нам часто необходимо создавать детали со сложной геометрией, при этом нежелательно разбивать эту деталь на несколько простых для последующей сборки. В этом вопросе нас выручает 3D-печать, ведь обеспечить подобную геометрию какими-либо другими способами сложно, дорого или вообще невозможно. 

Поскольку подводный аппарат очень сложная система, мы, конечно же, используем множество технологий для изготовления деталей. Например, напечатанные на 3D принтере элементы не позволяют герметизировать корпус аппарата для работы на больших глубинах, поэтому мы используем детали, изготовленные с помощью литья, но для их изготовления необходимы точные мастер-модели. 

Для наших проектов часто требуется очень быстро и дешево изготовить несложный макет или стенд и в этом случае собственный 3D принтер незаменим. 

Перспективы развития УНМЦ «Гидронавтика» включают три направления: дальнейшее участие в международных соревнованиях по телеуправляемым подводным аппаратам и достижение призовых мест; построение прототипов автономных ТНПА и выход на соответствующие международные соревнования, а также создание коммерческого продукта малого ТНПА. 

И конечно же, во всех наших дальнейших проектах мы так или иначе будем использовать 3D принтер, и надеемся, что эта технология поможет нам в достижении поставленных целей.»

Применение Picaso 3D в проекте «Технологии будущего» в Алтайском крае

То, что в школах есть компьютеры, проекторы и интерактивные доски, уже никого не удивляет. А теперь, с широким распространением 3D-технологий, 3D-принтеры появились и в обычных российских школах. Пока, в основном, в дополнительном образовании по механике, робототехнике и 3D-моделированию. 

В Алтайском крае сотрудники Алтайского государственного аграрного университета (АГАУ) Андрей Алексеевич Смышляев и Николай Григорьевич Решотко, совместно с сотрудниками информационно-методического отдела "Краевого центра информационно-технической работы" Валентиной Ивановной Барановой и Викторией Борисовной Стародубцевой, реализуют инновационный проект, который позволяет студентам и преподавателям изучить возможности 3D-моделирования и 3D-печати как на ознакомительном, так и на продвинутом уровне — для тех, кто хочет освоить 3D-технологии детальнее. 

Проект "Технологии будущего" рассчитан на один учебный год и включает в себя несколько этапов. Подробнее о проекте нам рассказал Андрей Смышляев, кандидат технических наук, доцент кафедры «Механика и инженерная графика» АГАУ. 

Андрей Смышляев, к.т.н., рассказывает:

«Первое мероприятие, его рабочее название – технический марафон «Техностарт», проходит в сентябре. Команда специалистов по техническому творчеству, в которую входят и педагоги дополнительного образования, и сотрудники КЦИТР, и преподаватели АГАУ выезжает с выставкой и мастер-классами в районы Алтайского края. На выставке представлены 3D принтеры, сканеры, модели, выполненные школьниками. 

Обязательная часть мероприятия – обучающий семинар для педагогов, где они получают информацию о возможностях применения цифрового прототипирования в образовательном процессе, об опыте их коллег из других школ или учреждений дополнительного образования. На мастер-классах педагоги и школьники знакомятся с принципами моделирования, а кто заинтересовался – педагоги могут записаться на курсы, учащиеся — в модульную школу. 

Мы выезжаем каждый год в четыре района края, через выставку проходят около тысячи школьников, мастер-классы посещают более 500 педагогов и учащихся школ районов. 

Следующий этап – «Модульная школа для начинающих» – проводится в дни осенних школьных каникул. На неделю мы приглашаем школьников, которые совершенно не знакомы с программами трехмерного моделирования, но имеют горячее желание их изучить. На занятиях ребята получают первоначальные знания по моделированию, по работе с принтером и сканером. В конце обучения мы распечатываем лучшие проекты. 

Во время школы не оставляем без внимания и педагогов: стараемся заинтересовать их, приглашаем на обучающие курсы. В итоге – и школьники, и их наставники получают определенные знания в области моделирования и учителя приезжают на курсы уже более осознанно. 

В феврале мы проводим обучающие курсы для педагогов. Они рассчитаны на 72 часа, и после их окончания выдается документ государственного образца. Цель курсов – научить педагогов основам трехмерного моделирования, оказать им помощь в разработке образовательной программы. Мы также знакомим их с 3D принтерами, сканером, предлагаем сделать выпускную работу — 3D модель сборочного узла. 

Во время весенних каникул проходит «Модульная школа для продвинутых» – в нее мы приглашаем ребят, которые уже занимаются трехмерным моделированием, чтобы углубить их знания. Также консультируем их по тем вопросам, которые возникают у них при работе над своими домашними проектами. 

В апреле организуем еще один технический марафон «Техностарт», выезжаем в те районы края, где недостаточно активно развивается техническое творчество учащихся. Цели, принципы и структура данного выезда такие же, как и осенью. 

Следующий этап, мы, наконец, можем увидеть результаты своей деятельности – Молодежный проект по изучению систем автоматизированного проектирования «Неделя САПР». В рамках данного мероприятия проводится олимпиада среди школьников и выставка их проектов. 

Опыт показал, что эти два мероприятия лучше разделить. В следующем учебном году выставку проектов мы перенесем на февраль. 

Профильная смена проводится в июне в летнем детском лагере. Изначально мы задумывали ее, в первую очередь, как образовательное мероприятие. Но какая учеба в детском лагере, летом, когда так много интересного? Поэтому в программу смены добавили спортивные, развлекательные конкурсы, воспитательные мероприятия. В будущем мы планируем награждать поездкой в лагерь тех ребят, кто активно занимался моделированием в течение года, показал хорошие результаты на олимпиадах и выставках, а образовательный процесс будет носить консультационный характер. 

И в течение всей смены принтерам придется работать не останавливаясь, поскольку проектов у ребят множество. Лучшие проекты после смены отбираем и отправляем на Всероссийские конкурсы. 

Круг замкнулся, в следующем году все начнется сначала… Но, чтобы не упустить ребят, которые уже начали заниматься моделированием, планируем добавить возможность онлайн общения с ними и их педагогами. 

Мы используем 3D принтер, поскольку он позволяет быстро и относительно недорого визуализировать модели, спроектированные школьниками, что значительно усиливает их интерес к изучению моделирования. Данное оборудование более доступно для образовательных учреждений,чем станки с ЧПУ, к тому же не требуется высокого уровня технологической подготовки для работы на принтере. А также, что немаловажно, мусора и шума от принтера значительно меньше. 

К недостаткам пока можно отнести расходные материалы – они дорогие и не везде их можно купить. Мы пластик покупаем за 250 км от нашего города. 

До работы с PICASO 3D мы активно «убивали» старенький UP!, который Николай Григорьевич Решотко попросил у своих друзей. Что касается работы с PICASO 3D Designer, то инструкции вполне хватило для того, чтобы разобраться с Polygon и с самим принтером. Интерфейс понятен и прост, инструментальная панель без излишеств.

Если говорить про экономическую эффективность применения принтера, то в образовании, конечно, очень сложно это просчитать.Это как оценить эффективность использования интерактивной доски в образовательном процессе. Мы, старшее поколение, учились на меловой доске и без компьютеров, и вроде выросли нормальными. 

Современное развитие технологий цифрового прототипирования идет настолько интенсивно, что 3D принтеры скоро придут чуть ли не в каждый дом, поэтому, на мой взгляд, развивать 3D моделирование и печать в образовательных учреждениях необходимо. Наиболее эффективно использовать принтер в дополнительном образовании при моделировании каких-либо технических конструкций и изделий, архитектурно-строительных элементов и т.д. 

Сдерживает развитие данного направления отсутствие специалистов по 3D технологиям в образовательных учреждениях и пока еще высокая стоимость оборудования. Сейчас мы пытаемся открыть Центр молодежного инновационного творчества по направлению «цифровое прототипирование» –эта идея находится в процессе реализации. 

Одно из направлений работы ЦМИТ — передача в безвозмездную аренду принтеров в школы Алтайского края, где наиболее активно ведется работа с ребятами в области трехмерного моделирования.»

Применение Picaso 3D в проекте Политехнического музея для помощи детям-инвалидам

Мы хотим рассказать вам об уникальном проекте Политехнического музея, в рамках которого создаются иллюстрированные книги для слабовидящих детей.

Детство — это время постоянных открытий. Каждый из нас узнавал что-то новое для себя, слушая сказки перед сном, изучая пропорции и текстуру предметов на ощупь, наблюдая за природными явлениями. Все эти вещи просты и незамысловаты на первый взгляд, но они играют важную роль в развитии ребенка и его адаптации к внешнему миру. К сожалению, не все дети рождаются с отличным зрением, осязанием или слухом. Однако инвалидность — это не повод опускать руки. 

TouchBook — уникальный проект по созданию иллюстрированных книг для слабовидящих детей. Это одна из последних, многообещающих и значимых разработок команды Политехнического. Идея использования передовых технологий не оставила создателей проекта равнодушными к проблеме слабовидящих детей.

Координатор проекта Ирина Зимина рассказывает: 

«Политехнический музей – один из крупнейших научно–технических музеев мира. Именно здесь зарождаются идеи и решения, определяющие путь научно-технического прогресса. Главная цель всех проектов, осуществляемых на базе музея – развитие, ведь без знаний любопытство не может стать созидательной силой.

Сегодня иллюстрированные книги для дошкольников с проблемами зрения производятся вручную и небольшим тиражом. Даже те книги, что изданы в нужном формате, часто доступны только через специализированные библиотеки. Мы видим, что существует проблема, решить которую получилось с помощью 3D-печати. Именно развитие этой технологии может в корне поменять ситуацию, сделав подобные книги более популярными и доступными. 

Идея создания книг с использованием 3D-печати появилась в США, в Университете Колорадо, откуда мы и получили исходные файлы. Несмотря на это, мы имеем полное право считать свой проект уникальным. На основе рекомендаций специалистов Центра лечебной педагогики и Российской государственной библиотеки слепых, мы полностью адаптировали разработку под нужды российской аудитории. Ещё одной особенностью проекта является тщательная детализация и проработка иллюстраций. 

Лаборатория робототехники Политехнического музея уже не первый год сотрудничает с PICASO 3D. Именно поэтому у нас не возникло проблем с реализацией проекта. На сегодняшний день в нашей лаборатории работают 5 принтеров . Силами волонтёров мы печатаем объёмные изображения, которые затем наклеиваются на картонные основы с текстом. Первая 3D книга называется «Гарольд и фиолетовый мелок» и повествует о маленьком мальчике, который при помощи мелка создаёт мир вокруг себя. 

Рассказав о нашей работе в социальных сетях, мы получили множество отзывов и различных предложений о помощи. Мы очень рады, что смогли вовлечь в это полезное дело окружающих, ведь вместе мы сможем многое! 

Своим примером мы хотим доказать, что передовые технологии делают мир вокруг нас лучше, а общая работа приводит к замечательным результатам! На сегодняшний день первые экземпляры книг уже оценили дети и педагоги, чье мнение очень важно для нас.»

Плюсы и минусы 3D-принтеров Picaso 3D

Top 3D Shop и производитель дают официальную гарантию на всё поставляемое оборудование, а также оказывают техническую поддержку и гарантийное обслуживание.