УДК 004

3D ГРАФИКА. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 3D-ПРИНТЕРА В МАШИНОСТРОЕНИИ И РОБОТОТЕХНИКЕ

Ельцова Екатерина Евгеньевна
Ставропольский государственный педагогический институт

Аннотация
Настоящая статья посвящена изучению использования трехмерной графики, ее применения и печати на 3D- принтере. Нами исследуются задачи, методы и необходимость использования 3D-принтера в машиностроении и робототехнике.

Ключевые слова: , , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Ельцова Е.Е. 3D графика. Использование 3D-принтера в машиностроении и робототехнике // Современные научные исследования и инновации. 2022. № 7 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2022/07/98644 (дата обращения: 25.01.2023).

С начала нового тысячелетия понятие «3D» прочно вошло в нашу повседневную жизнь. В первую очередь, когда говорят об этом, мы вспоминаем киноискусство, фотографию или мультипликацию. Но едва ли сейчас найдётся человек, который хотя бы раз в жизни не слышал о 3D-печати. В наше время такие понятия, как 3D-печать и 3D графика, невозможно представить друг без друга [1]. Но что нового, интересного, а главное, полезного принесла и может принести человечеству подобная новинка?

Трёхмерная или 3D графика – раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), призванных обеспечить пространственно-временную непрерывность получаемых изображений. Процесс создания трёхмерной модели включает в себя три основных этапа:

Моделирование – создание модели из ничего, используя геометрические фигуры, задание размеров, текстур и установки освещения.

Рендеринг (рус. «визуализация») -  придание модели приятный глазу вид: закругление углов, отображение света и текстур.

Вывод модели. Печать или на монитор.

Передовые технологии не стоят на месте, ученые изобретают новинки техники, к ним и относятся 3D-мониторы и 3D-принтеры. 3D-экран или 3D-монитор – экран, который создает иллюзию объемного изображения. Чаще всего подобные мониторы требуют дополнительных программ или специальной техники. 3D-принтер – это принтеры для создания объемных объектов по заданной модели. 3D модели создают в специальных программах. Самые популярны из них – это 3DS Max, Maya, Newtek Lightwave, SoftImage XSI и так далее. Подобные программы могут идти в комплекте с принтером, то есть диск с программой, или же устанавливаться отдельно. Часто компании, которые производят 3D принтеры, создают собственное приложение для создания и печати модели [3]. Это вызвано тем, что не все программы могут хорошо работать с данной моделью.

Так чем 3D принтеры могут помочь в таких отраслях науки, как машиностроение и робототехника?

Первое и самое очевидное – это создание прототипных моделей для тестирования. Ведь на их создание человек может потратить недели или, даже, месяцы. А c 3D принтером все будет готово за несколько часов и не потребует больших затрат в плане материалов. Поэтому, если что-то пойдет не по плану, производитель не понесет больших потерь, как в финансовом плане, так и в плане затраченного времени. Использование 3D-печати на этапе разработки или в технологическом процессе позволяет создавать изделия более высокого качества дешевле и быстрее [2].

Второй пункт тоже довольно очевиден – это изготовление уникальных по геометрии деталей, которые практически невозможно создать традиционными способами. То, что еще вчера казалось фантастикой, сегодня вы можете создать всего за несколько часов на 3D принтере.

Устранение «человеческого фактора», снижение рисков и ошибок. Изделие, созданное с помощью 3D-принтера, на 99% повторяет CAD-модель. Но нельзя забывать, что у любой техники бывают сбои. Хотя производители стараются снизить эту проблему у 3D принтеров к минимуму. Будем надеяться, что в скором времени все устройства будут работать без возможности сбоев [4].

Улучшение параметров готовых изделий: снижение веса, повышение точности и прочности. Продукция 3D-принтеров обладает рядом преимуществ в свойствах. Пластик один из самых легких материалов, но при этом обладает довольно хорошей прочностью и пластичностью.

Возможность управлять физико-механическими свойствами деталей путем смешивания различных материалов (например, сплавов различных металлов).

Благодаря 3D принтеру внедрение в повседневную жизнь человека роботов становится не такой невообразимой задачей. Ведь теперь каждый обладатель определенных знаний в сфере программирования и заветного 3D принтера может создать собственного робота-помощника [5]. Игрушки-роботы уже давно представлены на рынке потребительских товаров – среди наиболее популярных моделей, например, Sony Aibo, которую перевыпустили после 11-летнего перерыва. Приобрести игрушку сейчас можно за 1800 долларов – однако у любителей 3D-печати и робототехники есть и другой вариант, они могут изготовить собственного механического питомца. Именно так поступил программист из США, который создал робокота при помощи своего 3D принтера.


Библиографический список
  1. Адамадзиев, К.Р. Компьютерное моделирование в экономике: учебное пособие / К.Р. Адамадзиев, А.К. Адамадзиева; Министерство науки и высшего образования РФ, Дагестанский государственный университет. – 2-е изд., доп. перераб. – Махачкала: Изд-во ДГУ, 2020. – 360 с. : ил., табл.; 21 см.; ISBN 978-5-9913-0201-2 : 50 экз.
  2. Антонова, П.В. Компьютерное моделирование: учебное пособие / П.В. Антонова, А.В. Герасимов, А.С. Титовцев; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Казанский национальный исследовательский технологический университет”. – Казань: Школа, 2020. – 202 с.
  3. Богатов, Н.М. Компьютерная графика : практикум / Н.М. Богатов, Л.Р. Григорьян, О.Е. Митина ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Кубанский государственный университет. – Краснодар : Кубанский государственный университет, 2018. – 107 с. : цв. ил.; ISBN 978-5-8209-1477-5 : 500 экз.
  4. Гармашов, С.И. Компьютерное моделирование физических и экологических систем: учебное пособие / С.И. Гармашов; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Изд-во ЮФУ, 2020.
  5. Дмитриев, В.М. Компьютерное моделирование систем : курс лекций / В. М. Дмитриев, Т. В. Ганджа, Т. Е. Григорьева ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. – Томск : Изд-во ТУСУРа, 2020. – 297 с. : ил., табл.; 20 см. – (Серия Учебное издание ТУСУРа).; ISBN 978-5-86889-878-5 : 100 экз.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Ельцова Екатерина Евгеньевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация