Статті‎ > ‎

Студенти факультету АКС розробили 3D

Студенти факультету АКС розробили 3D принтер і довели, що це не фантазія, а реальність.

   
Ми живемо в час нових технологій, які донедавна ще були в розділі фантастики, а сьогодні це вже необхідність або просто буденність, яку вже і не помічаєш. Але є речі які суспільство вже сприймає, проте в свідомості людей вони ще викликають протиріччя, наприклад, технологія 3D друку матеріальних моделей та прототипів. Саме тому можна з гордістю говорити про те, що в нашому університеті студентами 3 курсу факультету Автоматизації і комп’ютерних систем був розроблений 3D принтер. 
    
    Починаючи з жовтня місяця поточного навчального року, на науковому гуртку «Використання сучасних технічних засобів автоматизації в системах управління технологічними процесами» студенти 3 курсу: Артемій Балнов, Гліб Соколовський, Віталій Сюрменко, Антон Ткаченко приступили до розробки 3D принтера. 

    
 
    Як відомо, існує кілька методів 3D друку, проте всі вони є похідними адитивної технології виготовлення виробів. Незалежно від того, який 3D принтер використовується, побудова заготовки здійснюється шляхом пошарового додавання сировини. Дана технологія дає ряд переваг: можливість виготовлення деталей складної геометрії, для виготовлення необхідний тільки CAD файл, можливість оперативно змінювати геометрію деталей. 
    
    Досить важливою задачею є використання відповідного автоматизованого програмного забезпечення, що дозволяє оптимізувати вагу, конструктивну особливість будь-яких об'єктів. Генерація різних внутрішніх структур (всередині 3D-моделі), дозволяє встановити і змінювати характеристики міцності виробу, робити їх повністю гнучкими, пружинистими, вентильованими і так далі.
    
    В цілому етапи по створенню 3D принтера можна в такій послідовності: розробка кінематичної схеми, розробка силової схеми, розробка управляючої системи, розробка CAD моделі, розбиття моделі на шари.

    На початку, в якості монтажного каркасу був взятий корпус принтера HP LaserJet 1320, а в якості управляючого контролера Arduino Mega 2560, плата розширення для управління кроковими двигунами RAMPS 1.4 та крокові двигуни 23HK8430.
Завдяки завзятості та натхненню перший варіант 3D принтера вже був готовий в грудні місяці. Він ще не був досконалий, але вже міг виготовляти прості об’ємні фігури.  
 
Конструкція, яка була зроблена, була далека до ідеалу, але вона дала змогу оцінити кінематичні схеми, що використовуються у даних пристроях. Після цього було прийняте рішення про використання кінематичної схеми H-Bot, в якій для управління переміщенням головки по осям X та Y використовується один зубчастий ремінь.

 
   
 Після зимових канікул творчий колектив, використовуючи набутий досвід, приступив до розробки нового 3D принтера. На при кінці квітня вже був готовий варіант на якому вже можна було друкувати деталі розміром 350х280х200 мм із PLA або ABS пластика діаметром 1,75 мм.

 
    Якщо розглядати використання 3D принтера в освітніх програмах то можна припустити, що кожний навчальний предмет може отримати вигоду з технології 3D друку. Це можна пояснити тим, що в процесі дослідження тепер є можливість перевірити свої ідеї на матеріальних моделях виготовивши прототип розробленої конструкції, які перед цим були розроблені на 2-ох чи 3-мірних кресленнях.

   
 Технологія відкриває ряд нових можливостей. Розроблені елементи конструкцій можуть бути представлені реальними об’єктами, що будуть набагато цікавішими і для студентів і для викладачів. 

 
    Використання 3D-принтера безмежне. Наприклад є принтери які можуть друкувати овочі та фрукти: машина за секунди виробляє "малину" і "чорну смородину" (при друкуванні використовується метод, що називається spherification). Краплі ароматного гелю подаються в блюдо з холодним розчином. Кожна крапля знаходиться в певному положенні, щоб імітувати форму плодів. 

    
    
    В даний час Microsoft Research Cambridge вже може друкувати малину та ожину. В подальшому фірма працює над розробкою яблук та груш. Для кожного фрукту може бути налаштований свій аромат, а також текстура.
 
    Існують вже 3D-принтери, який створюють млинці. Наступним логічним кроком буде друк повноцінного сніданку чи обіду на власному 3D принтері.
    
    З 2012 року фірмами, що спеціалізуються на біотехнології був досліджений 3D біодрук на можливість використання в тканинній інженерії. В таких процесах, шари живих клітин наносять в гелеве середовище, щоб сформувати тривимірну структуру. Дослідження в цьому напрямку дозволили розвити технології так, що на даний час вчені можуть друкувати людські органи із живої тканини. Також можна відзначити, що у січні 2015 року в лондонській лікарні Святого Томаса на основі даних, що надходили з магніто - резонансного томографа (МРТ), була роздрукована пластикова копія серця дворічної дитини для визначення аномалій при адаптації в лікуванні. 
     

        Проте як видно із тенденції розвитку 3D друку в перспективі буде не просто виготовлення 3D-принтерів, а повністю автоматизованих систем виробництва. Причому автоматизована система із 3D-принтерів буде робити велику частину операцій самостійно, без участі людини, що дозволить значно автоматизувати процеси, а приймаючи до уваги, що у 2015 році закінчується більшість патентів, що згідно з базовими законами ринкової конкуренції зробить «домашні фабрики» з виробництва металевих та пластикових конструкцій доступними для побутового використання.

 

 

Comments