Лабораторія моделювання

ЛАБОРАТОРІЯ 3D МОДЕЛЮВАННЯ

Доповідач: Шибецька Світлана Миколаївна

Волонтер: Мазурчук Тетяна Олександрівна

Асистент: Черевко Олег Миколайович

У ЧОМУ ОСОБЛИВІСТЬ МОДЕЛІ НА ВІДМІНУ ВІД САМОГО ОБ’ЄКТА?

 Так, дійсно, модель відображає найсуттєвіші властивості реального об’єкта.

Людина у будь-якій діяльності постійно користується моделями.

Діти грають іграшками — зменшеними копіями реальних об’єктів.

Для гри використовують не тільки готові моделі, а й створені власними руками з пластиліну, деталей конструктора.

Діти знайомляться з такими моделями як аплікація, рисунок, креслення, глобус, моделі фізичних пристроїв тощо.

У подальшому житті люди також використовують моделі — макет (проект) будинку, автомобіля, моделювання фізичних, хімічних явищ та процесів.

 Модель слід розглядати як прообраз, опис або зображення якогось об’єкта.

З  процесом моделювання людина зустрічається повсякчас.

Щоденно ми моделюємо безліч життєвих ситуацій (в магазині – як покупець, в банку – як клієнт, в лікарні – як пацієнт, вдома – як батько чи мама). Для прикладу, ми реалізовуємо поведінково-діяльнісну модель, описану в інструкції наших посадових обов’язків на робочому місці тощо.

Моделлю може бути будь-який об’єкт, явище або мисленнєвий образ, за допомогою яких вивчають більш складні об’єкти.

Моделі використовують тоді, коли безпосередньо дослідити відповідні об’єкти-оригінали складно або й неможливо.

В іншому випадку моделі використовують для дослідження ще й неіснуючих об’єктів.

Крім матеріальних моделей (іграшки, глобуса, макета будинку), існують абстрактні моделі: описи, формули, зображення, схеми, креслення, графіки тощо.

За допомогою математичних формул  описують, скажімо, арифметичні операції, співвідношення в геометрії, закони руху і взаємодії тіл, хімічні формули. Користуючись таблицями, графіками, діаграмами, можна відображати різноманітні явища, процеси закономірності і залежності реального світу.

Всі знання людства про реальний світ — це безліч інформаційних моделей.

Якщо модель формується таким чином, що її можна обробити на комп’ютері, вона називається комп’ютерною.

На базі кабінету інформаційно-комунікаційних технологій (№34) у ліцеї реалізовується навчальний інтегрований курс «3D моделювання». Він має дві складові: теоретичну та практичну. Теоретичною складовою опікуюсь я, Шибецька Світлана Миколаївна, а практичною –  Черевко Олег Миколайович. Курс розрахований із врахуванням вікових особливостей здобувачів освіти, їхніх інтересів і потреб, а також технічних можливостей оснащення кабінету.

Тут діти знайомляться з інтерфейсом та можливостями різних програм для 3D-моделювання; з’ясовують потрібні властивості для моделювання інтер’єру, матеріальних об’єктів, а звідси й досліджують закономірності алгоритму побудови статичної матеріальної моделі під час вивчення теоретичної складової навчального курсу з метою подальшого успішного адаптування моделі та отримання результату при роздруковуванні її на 3D принтері на практичних заняттях.

Бінокль, який Ви бачите на мультимедійній дошці – це одна із дитячих спроб побудови матеріальної статичної моделі за допомогою однієї з програм для 3D моделювання на теоретичних заняттях (динамічна демонстрація побудови на мультимедійній дошці).

Окрім дітей, які цікавляться 3D моделюванням, маємо також поціновувачів всього цікавого й серед дорослих. Серед них – наша волонтерка, пані Тетяна. Вона бажає продемонструвати як один із прикладів свою модель реального об’єкта.

Окрім того, що ми практикуємось у розробці моделей, маємо змогу їх роздруковувати, виходячи з технічних можливостей нашого пристрою. Ви маєте змогу спостерігати за процесом 3D друку зараз у реальному часі (роздруковування склянки за допомогою 3D принтера, подібну якій плануємо створювати на комп’ютері разом з гостями).

ЩО ТАКЕ 3D ПРИНТЕР? НАВІЩО ВІН ПОТРІБЕН?

Ще недавно сама думка про те, щоб друкувати об'ємні предмети, була з області фантастики. А сьогодні 3D-принтери перетворюються на звичайну повсякденну техніку. З'являються все нові моделі: більш компактні, навіть адаптовані для домашнього використання.

Найпоширеніша технологія 3D-друку - це винайдена ще в 1980-х роках FDM, тобто моделювання методом нашарування розплавленим матеріалом (найчастіше пластиком). Тонка нитка рідкого пластику подається на спеціальну робочу платформу, де охолоджується і твердне. Шар готовий. Платформа опускається на товщину одного шару і все повторюється знову, поки тривимірна модель не буде збудована докінця. Щоб процес друку йшов швидше, принтер забезпечений вентиляторами для обдування моделі.

FDM-технологія залишається актуальною багато років. Секрет її успіху простий – вона дозволяє швидко і з високою роздільною здатністю друкувати міцні об'ємні предмети будь-якої форми. Приміром: пластикові запчастини для побутових приладів; затискачі, кріплення, чохли для мобільних; побутові дрібниці - кріплення для полиць, гачки, вішаки; аксесуари та подарунки – оправи для окулярів, брелоки, біжутерію; бізнес-сувеніри з персоналізацією – флешки, ручки, бейджі, фірмові емблеми тощо.

Як і більшість технічних новинок, спочатку 3D-принтери були розраховані на великі і середні виробництва: фабрики, науково-дослідні центри. Але сьогодні 3D-технології все більш затребувані приватними покупцями і малим бізнесом, переорієнтовуються на нас з вами.

Головне призначення 3D-принтерів зовсім не розваги, а робота і навчання. Якщо Ви професіонал-архітектор або дизайнер, художник, модельєр, 3D-принтер дозволить вам виготовляти наочні моделі та макети, які в точності відповідають заданим Вами параметрам.

Для цих же цілей 3D-принтери з успіхом можуть використовувати і непрофесіонали – люди з творчими хобі.

Простір для використання 3D-друку в світі хобі величезний: шанувальники кіно, аніме, комп'ютерних ігор, колекціонери і любителі моделювання можуть друкувати фігурки улюблених героїв, деталі авіамоделей для збирання та багато іншого. Сучасні 3D-принтери дозволяють друкувати об'єкти в двох і навіть в трьох кольорах. І, звичайно, надруковані моделі можна при бажанні розфарбовувати вручну.

Все більш широко це використовують у медицині, причому, не тільки лікарі, а й самі пацієнти. За допомогою 3D-принтерів по всьому світу вже зараз друкують протези рук і ніг для дорослих та дітей.

Устаткування для 3D-друку – перспективне вкладення для будь-якого бізнесу, від великого промислового виробництва автомобілів до маленької рекламної фірми або магазинчика.

3D-принтер – відмінна допомога для студентів різних спеціальностей, а також вчених і викладачів ВНЗ. Та й самі технології 3D-друку – найцікавіше поле для вивчення і нових розробок.

Ну, і, нарешті, практично безмежні можливості застосування 3D-принтерів у побуті роблять їх ідеальними помічниками для майстрів на всі руки, які самі займаються ремонтом  меблів, побутової техніки або свого автомобіля, самі виготовляють форми для відливання металевих або пластикових деталей.

Досить створити 3D-модель в спеціальній програмі й відправити завдання на друк. Програми для 3D-моделювання вже зараз розраховані на широку аудиторію.

«МОДЕЛЮЄМО…»

 Ось пані Тетяна отримала свій очікуваний результат.

– Які маєте коментарі, пані Тетяно, до Вашої розробки? (Що це, з якого матеріалу – скло, кольорова кераміка).

Дійсно, на жаль, не кожен змодельований об’єкт маємо змогу роздрукувати, виходячи з технічних особливостей нашого 3D принтера, оскільки друк саме цього пристрою готовий до двоколірної моделі, доступний матеріал для друку – пластик.

– Дякуємо Вам, пані Тетяно. У Вас вийшла чудова модель! Сподіваюсь, Ви отримали задоволення!

Повернімося на декілька хвилин до абстрактних моделей у відеоролику про неодмінно тісний зв’язок навколишнього середовища з його процесами, явищами природи із законами математики, фізики, хімії. Переконаймося вкотре, як же це велично, гармонійно і прекрасно (відеоролик).

Отож, шановне панство, запрошуємо зараз і Вас долучитися до процесу формування матеріальної статичної моделі, а також креативної психологічної релаксації. Наша творча команда із задоволенням приєднається до Вас (створення 3D моделі склянки).