3D печать на базе программного 3D моделирования - новейшая технология, завоевавшая популярность за последние несколько лет. Открыть в будущем бизнес-проект в индустрии 3D печати (моделировании) имеет множество аргументов в свою пользу и само по себе интересное дело,
Несмотря на то, что 3D технологии существует уже некоторое время, рынок все еще находит новые способы внедрения инноваций и применения этой технологии.
С открытием в нашей поселковой школе (МБОУ «СОШ № 6 г. Рошаль» п. Бакшеево Московская область) центра образования «Точка Роста» появилась возможность осваивать новые образовательных компетенций:3D-моделирование и прототипирование, компьютерная 3D-графика, инженерный дизайн.
На базе этого центра собралась команда единомышленников, учащихся 7-8 классов, готовых пробовать, учиться новому, реализовывать свои идеи, проекты. Идей для 3D-печати огромное количество, каждый найдет что-то интересное, новое! В моем случае выбор пал на 3D-проектирование мебели и интерьера. Хотелось попробовать сделать что-то реальное.
Поставили цель - разработать проект моделей мебели и интерьера из пластика. Результатом, которого предполагаем создание на соответствующем программном обеспечении цифровых 3D моделей мебели и интерьера, 3D печати их уменьшенных копий.
Над работой корпели целый год, так как всему учились с самого «нуля», а для достижения нашей цели пришлось решать такие задачи как:
анализ приложений для параметрического трёхмерного моделирования, предназначенного для проектирования объектов реального мира любого размера, подготовке к печати трехмерных деталей, сделать оптимальный выбор ПО провести обзор предложений сферы 3D моделирования и печати мебели, интерьерасобрать информацию с точки зрения конструкции и дизайна моделейосвоить ПО в степени создания моделей и подготовки их печатьизучить влияние технологии FDM печати пластиком на конструкцию моделиопределиться выбором моделей их конструкцией и дизайномразработать эскизы будущих моделей средствами ПО САПР с возможностью их подготовки к печати на 3D принтерепроизвести печать уменьшенных копий моделей, внести коррективы при необходимости
В результате остановились на ПО FreeCAD, оно полноценно работает даже на относительно слабых компьютерах. Если имеется минимум 800 МБ оперативной памяти, а процессор работает с частотой 800 МГц, то этого вполне достаточно, как правило, современные компьютеры имеют значительно лучшие характеристики.
В нашем распоряжении был единственный 3D-принтер (ZENIT 3D - принтер начального уровня), печать осуществляется технологией FDM PLA-пластиком.
Делюсь идеями, нашей команды и их реализацией.
Стол/стул с крученной ножкой.
Использовали идею вращения вокруг оси плоских квадратов разных размеров с дальнейшей генерацией в твердое тело.
Т.е. достаточно было начертить основной квадрат, далее его копировать и изменить положение его копии только по вертикальной координате (Z), повернуть на нужный угол в плоскости (ХY), изменить размер его стороны и используя полученный каркас генерировать в твердое тело.
На миллиметровом плане верстака Sketcher провели расчет параметров. Дублировали тело и вырезкой одного из другого получали уже готовую ножку
Бизнес-стол/стул
Бизнес стол/стул, или все гениальное просто! Отличный вариант для детских посиделок на улице! Для школьных мастерсих: клей, лепи, рисуй – пластик все стерпит!
Инструментами верстака Sketcher, используя стандарт параметров для стола и стула добились желаемых форм на плане (XY). На верстаке Part Design выдавливаем профиль. Твердое тело – готово!
Стол/банкетный стол с рельефной ножкой.
Инструменты верстака Draft: рабочая плоскость, сетка, линия, дуга, обновление, прямоугольник, окружность, полигон, массив, размеры, аннотации и shapestring позволили осуществить идею «рельефной ножки»
Применяя полярный массив и используя цилиндрическую трубку как образующую, создали «рельефную ножку».
В том числе – ножки для «Венского столика» и «Ажурного столика», используя инструменты верстака Draft.
Ажурный столик
Использование полярного массива верстака Draft для примитива «Спираль» позволили воплотить дизайнерское решение «Ажурный столик».
Для образования треугольного профиля, вдоль спирали протянули правильный треугольник
Собрали несколько профилей в круговой массив.
Смещением от центра основания профиля, добились вазообразной формы, в основание установили низкий цилинр, связав профили в одну основу.
Для устойчивости увеличиваем внутренний радиус цилиндра. Второй цилиндр поднимаем на 750мм, высотой 20мм, скругляем ребра и получаем столешницу.
Оригинально смотрятся варианты с прозрачной столешницей.
Венский стол/стул
Другое дизайнерское решение использования полярного массива верстака Draft.
Трубчатые ножки «Венского» столика – образующие массива с различным количеством элементов, и углами наклона.
«Пружинящий» диван, кресло.
Идея мебели с «пружинящей» основой, привела к созданию кресла и дивана для отдыха. Пружинящая основа создает эффект покачивания вверх-вниз. Учитывая стандарты высоты седалища (400-450мм), длины спинки (300-350мм), удобный наклон, круговое изголовье спланировали инструментами верстака Sketcher полый профиль.
Доработав полый профиль, опуская и уменьшая основания седалищной части, увеличивая ширину для принятия положения лежа, проектируем аналогичными инструментами верстака Sketcher диван.
Шезлонг
В продолжение темы мебели для отдыха возникла идея легкого шезлонга стандартными размерами 1800Х600mm, при высоте посадочного места 300-330mm.
Другими словами на базе полого каркаса, что обеспечит его легкость, при помощи инструментов верстака Part Design «выдавить» твердое тело. Жесткость конструкции достигается дугообразными образующими.
Для избегания травматизма(наличие острых краев), выполнено округление внешних ребер конструкции.
Круговая лестница
Круговая лестница сложное расчетное решение, но как красиво смотрится в интерьере жилого помещения. Перефразировав известную поговорку «одна голова хорошо, а пять лучше» взялись за дело. FreeCAD нам только в помощь.
В расчетную длину взяли 3000мм(3м) профиля крепления ступеней, размещенного по диагонали шахты условного прямоугольного параллелепипеда.
В расчете на высоту одной ступеньки 200мм, вышло 14 штук, не считая нижней и верхней точек наклонного профиля.
Чтобы верхние ступеньки не ограничивали движения человека вверх, используем только половину круга, чтобы вторая половина ступенек не могла оказаться над головой или еще хуже врезалась бы в голову. Исключение составила только первая ступенька.
Угол поворота из указанного количества ступеней составил 150, что удобно при движении. Данный угол также позволяет первую ступень отодвинуть от стены, избавляя человека от столкновения со стеной, в случае использования лестницы в угловой шахте.
Инструментами верстака Sketcher выполнили расчет и схему расположения ступеней, с учетом поворота на 150 по наклонному профилю.
Далее расчитали координаты крепления(X, Y, Z) каждой ступени к этому профилю, при помощи верстака Sketcher.
Далее по расчетным координатам инструментами верстака Part, создали на основе примитива прямоугольный параллелепипед первую ступень, используя копировать/вставить, создаем все остальные.
Инструментами верстака Part создаем еще один прямоугольный параллелепипед с небольшим смещением в сторону увеличения первого, чтобы выполнить вырезку из него основного вместе с лестницей.
Масштабируем шахту, размещаем ее в условное помещение. Инструментами верстака Draft, уменьшаем реальный размер в масштабе (1:2 и 1:20) и создаем копии.
Работу команды представил Хохлов Сергей.