}1 Артем Попов: что такое 3D-печать и как это работает?

19.02.2017


Одной из многообещающих областей IT являются 3D-технологии, которые до сих не исчерпали свой потенциал, грандиозные социальные перспективы и реализацию (в разделе биомеханики и не только).

Наш институт не исключение, в его стенах было создано Студенческое конструкторское бюро “Компьютерное инновационное творчество” (СКБ “КИТ”), где активно развиваются технологии 3D-печати. Руководит СКБ аспирант 2-го года обучения кафедры информационно-аналитических систем безопасности Артем Попов, который одновременно является капитаном команд ENACTUS и ПреактУМ ИТА ЮФУ.

Артем рассказал об идее зарождения Лаборатории прототипирования и 3D-моделирования при СКБ, своем видении применения 3D-технологий, в деталях рассмотрел процесс печати и пояснил, на что способны 3D-принтеры.

IMG_0704

«Лабораторию прототипирования и 3D-моделирования мы называем HackSpace. Когда-то мы с друзьями побывали в Германии по программе DAAD (Германской службы академических обменов), где впервые увидели университетские лаборатории и такое место, которое называется HackSpace. Это пространство для студентов технических специальностей, которое объединяет людей с общими целями и интересами в техническом творчестве. Так и зародилась идея создания места, где студенты могли бы собираться и вместе делать свои проекты. В настоящее время идея реализована и мы имеем необходимое оборудование, помещение, доступ в интернет и ряд студентов-единомышленников.

В этом году наша команда будет принимать участие в программе ПреактУМ, в рамках которой мы на базе лаборатории HackSpace будем реализовывать проекты, направленные на решение различных социальных проблем.

Для решения задач существует множество различных конструкций 3D-принтеров и технологий 3D-печати. К примеру, в нашей лаборатории применяется такая технология как FDM (Fused Deposition Modeling) – послойное нанесение материалов. Если вы знаете, как используется технология FDM, вы знаете, как работает 90% всех принтеров вообще в мире. Это технология, которая использует для печати пластик ABS или PLA. ABS-это тот пластик, к которому мы все привыкли, из которого сделано множество приборов, например, корпуса мышек клавиатур, а PLA-это пластик “толерантный” к природе, экологически чистый, изготавливается из кукурузного крахмала. И даже если мы где-то потеряем модельку из PLA, то через несколько лет она просто разложится и исчезнет. Но при этом PLA достаточно прочный, он может выполнять необходимые функции и быть полезным в решении определенных задач. 3D-печать используется и в робототехнике.

Таким образом, студенты инженерных специальностей нашего университета могут обращаться к нам и использовать оборудование нашей лаборатории. И если у них возникнут вопросы касательно правильного алгоритма выполнения работы на приспособлении, то мы еще раз объясним и с радостью повторим, ведь, на самом деле, все достаточно просто.

Пластик разогревается до температуры 230°С и становится пластичным. Включается специальная программа – слайсер – для создания g-кода на принтере. Это код-алгоритм перемещения печатающей головки и управления принтером. Трехмерные модели могут быть подготовлены в Autodesk 3ds Max и не только. То есть, берется программа, потом она приспосабливается в 3D-редакторе для представления в другой специализированный формат и из этого уже выходит готовый код, который загружается в принтер, после чего начинается процесс печати. Загружаем пластик ABS или PLA, и слой за слоем при технологии FDM вверх наращивается необходимая нам геометрия и объем, а в необходимых местах, появляются рафты – своеобразные подставки для укрепления модели на площадке, либо специальные поддержки, потому что принтер не может печатать на весу, и поэтому он пропечатывает своеобразные мини-колонны, которые потом удаляются вручную при помощи напильника.

IMG_0681

Также есть характеристики пластика, которые реализуются при помощи различных добавок, смесей, и поэтому есть поле для экспериментов. У нас есть специализированная машина, которая позволяет перерабатывать пластик. В этом году мы будем проводить эксперименты по получению новых свойств. Мне, например, очень интересно сделать в ближайшем будущем токопроводящие пластики, чтоб можно было сразу делать какие-то схемы.

Сейчас у нас успешный, на мой взгляд, проект, который мы с ребятами придумали – это проект “Трогательный музей”. Мы и дальше его развиваем, используя в том числе и 3D-принтеры для создания тактильных пособий для незрячих при помощи технологий 3D-печати. Мы оцифровываем различные памятники, то есть получаем электронную модель из фотоизображения  при помощи 3D-сканера и после этого мы сможем отправить эту модель на 3D-печать и получить её уменьшенную копию, которую можно потрогать, не приезжая в наш город. Те люди, которые не видели объект, могут понять, как он выглядит, представить в своем сознании то, что на данный момент им недоступно. Мы печатали тактильные картинки для специальных книг и разрабатывали аудиогид – все это комплексное решение к проекту,  которое позволяет незрячим людям самостоятельно получить дополнительную аудио-информацию.

Мы считаем, что это хорошее применение 3D-технологий, и в конце февраля-начале марта будем ездить по различным специальным библиотекам для незрячих в Южном федеральном округе и проводить выставки для людей, которые могли бы прийти и потрогать эти тактильные экспозиции. Выставка называется “Мир на кончиках пальцев”. Помимо выставки мы проводим обучающий семинар для сотрудников этих библиотек, в рамках которого мы показываем, как необходимо работать с 3D-принтером и 3D-сканером – все для того, чтобы они могли самостоятельно создавать у себя такие же экспонаты, делиться и обмениваться с другими подобными библиотеками. Естественно, в рамках тура мы также будем привлекать людей, которые уже занимаются 3D-печатью в своих городах, и сводить их с сотрудниками библиотек. Наша цель – объединить их, сделать коллаборацию для того, чтобы делать какие-то пособия, тактильные изображения и аудиофайлы. Вот пример, чего смогла добиться наша лаборатория за последние годы, и мы не планируем останавливаться на достигнутом.

IMG_0705

Однако не секрет, что подобная деятельность происходит по всему миру и сейчас 3D-принтеры – история не новая, есть и другие технологии. К примеру, все мы знаем, что на 3D-принтерах печатают всевозможные искусственные ткани, органы. То есть, под принтингом мы понимаем программируемое выращивание чего-либо. Действительно, к 3D-печати можно отнести и рисование шоколадом, то есть, создание чего-то автоматизированного. По сути, это ткацкий станок. Есть моя любимая стереолитография, которая позволяет делать очень точные модели, чего не может принтер с технологией FDM. Там используются специальные жидкие материалы, которые затвердевают под внешним воздействием, и получаются очень точные модели. Эта технология, бесспорно, находит свое применение, но она очень дорогостоящая. Вообще, в принципе, 3D-печать в широком смысле – это инструмент, который позволяет далее осваивать космос. Мы сможем отправить на Луну или Марс и там создавать то, что нужно, пересылая специальные материалы. Также сейчас стало возможным изготовление персонального протеза, например, руки или части ноги с движущимися элементами, с какой-то механикой. Это доступно и не так дорого, и помогает многим людям. Было бы интересно провести опрос, насколько это удобнее, чем дорогостоящие протезы.

Может быть, кому-то будет интересно углубиться в это направление. Конечно, мы будем рады, если кто-то придет к нам либо для создания общих с нами проектов, либо уже со своими собственными, для совместного развития и изучения технологий, их плюсов и минусов, в общем-то, главным образом, реализовывать проекты.»


Текст: Кирилл Лунев
Фото: Александр Митин

 

#СтуденческийсоветИКТИБ #ЮФУ #СтатьиОбИТ #ЮФУ #СИЦЮФУ #ИТ #ВыбирайИТ #IT  #3D

Skip to content
Контактная информация

ул. Чехова, 2, ауд. И-201
г. Таганрог, 347922
Ростовская область, Россия

на карте

Телефон: 8 (8634) 360-450
E-Mail: info@ictis.sfedu.ru

Сайты подразделений
кафедры подразделения
Б Безопасности информационных технологий И Индийско-Российский научный центр ЮФУ
В Высшей математики Ж Журнал "Известия ЮФУ. Технические науки
Вычислительной техники Л Лаборатория поисковых технологий
И Интеллектуальных и многопроцессорных систем Н Научно-технический центр
"Информационные технологии"
Информационно-аналитических систем безопасности
Информационной безопасности телекоммуникационных систем П
Р
Проектный офис
Российско-Кубинский научно-исследовательский центр
М Математического обеспечения и применения ЭВМ С Студенческое конструкторское бюро "КИТ"
П Психологии и безопасности жизнедеятельности Ю Южно-Российский региональный учебно-научный центр по проблемам информационной безопасности в системе высшей школы
С Синергетики и процессов управления
Систем автоматизированного проектирования
Системного анализа и телекоммуникаций

© 2015-2021,
Институт компьютерных технологий и
информационной безопасности ИТА ЮФУ

Ответственный за сайт: Алексей Целых
Сайт разработан в Лаборатории информационно-
психологической безопасности СКБ "КИТ"