В лицее Первоуральска заработал 3D-принтер

То, что пятьдесят лет назад считалось научной фантастикой, сегодня стало необходимой обыденностью. Взять хотя бы компьютерные технологии, с которыми школьники двадцать первого века - на «ты». А в лицее №21 в таком кружке, как «робототехника», занимаются даже первоклассники! Ребята постарше принимают участие в сложнейших соревнованиях по 3D-моделированию и становятся призерами. Сегодня проект «Как это работает» расскажет о чудо-технике будущего, которая стала реальностью – о 3D-принтере. 

Семихатовские чтения – начальная ступень для будущих гениев

Этот принтер подарен лицею №21. И не за красивые глаза. Это заслуженная награда. Приз за второе место на турнире по робототехнике и 3D-моделированию «Лунные роботы» в научно-производственном объединении «Автоматика» в рамках Семихатовских чтений. В командном состязании школьников Свердловской области честь родного Первоуральска защищали лицеисты: десятиклассник Вадим Скляр, девятиклассник Тимофей Галактионов и их младшие товарищи из восьмого класса - Данил Кузнецов и Александр Гробов. Вместе со своими преподавателями, Натальей Юрьевной Канашевской и Инной Николаевной Садовенко, ребята побывали на престижном конкурсе в Екатеринбурге, где в рамках Семихатовских чтений - начальной ступени профориентации, направляющей в высокотехнологичные отрасли промышленности молодежь – проводились состязания для школьников. Участникам предлагалось с помощью роботов пройти маршрут по «лунной» трассе, создать 3D-модели и напечатать на 3D-принтере контейнеры для предложенных деталей. 

Принцип «на глазок» здесь неуместен

Роботов-гонщиков программировали Александр и Данил, а Вадим и Тимофей должны были разработать программу для 3D-принтера, чтобы создать из пластика контейнеры. 

- Нам нужно было запрограммировать принтер так, чтобы он создал коробочки пять сантиметров шириной, пять сантиметров длиной и такой же высотой. Внутри коробочки надо было сделать специальное отверстие для удержания конкретной детали, - рассказывает Вадим Скляр. 
А Тимофей Галактионов добавляет: 
- На компьютере есть программа для 3D-моделирования, поэтому можно сделать с помощью нее практически все, что угодно. На турнире мы сначала моделировали деталь и настраивали принтер, и процесс пошел. 
- То есть нужны были математические расчеты? 
- Без этого - никак. Чтобы все получилось, нужно качественно разработать модель, до каждого миллиметра. Вот на разработку одной такой коробочки мы полчаса потратили. Да сама коробка-то легкая, а вот внутри нее пришлось повозиться, пока проектировали выемку для детали. Ведь нужно было спроектировать так, чтобы деталь легко вставлялась, но не болталась и не выпадала, - говорит Тимофей. 
- В 3D-моделировании математические расчеты очень важны, - соглашается Вадим. - Как, к примеру, в архитектуре. Если бы архитекторы строили «на глазок», все строения бы упали. 
- А из чего делается модель на таком принтере? 
- Расходный материал – пластик, - вступает в беседу учитель, Наталья Юрьевна Канашевская. – Принтер устроен так, что идет наложение слоя на слой, и таким образом формируется объемная фигура. 
Как выяснилось, детали, которые производит 3D-принтер, важны в робототехнике, и не только. В проектной деятельности по любому предмету из школьной программы его возможности очень пригодятся.

Самое главное – «мозги»

И все-таки, как работает это уникальное оборудование?

- Самое главное – «мозги», то есть микросхема, - объясняют лицеисты. – Все, что угодно, можно сделать! Хоть солдатиков для игры, хоть детали для конструктора лего… Главное - правильно поставить задачу, и можно реализовать свои идеи. В проектной деятельности. В декорировании. Для создания моделей архитектурных строений, к примеру, для презентации. Для производства деталей уже существующих моделей, которым нужен ремонт. Перечислять можно бесконечно, потому что возможности принтера безграничны. 
Принтер, который подарили команде лицея № 21, собран в лаборатории «Космопорт» НПО «Автоматика».
Алгоритм прост: сначала на компьютере создается проект, который при помощи специальной программы задает работу принтера. Само оборудование заправляется расходным материалом – в данном случае пластиком – и все, дело за печатью. Создается трехмерное изображение, «картинка» передается послойно. Пластик нагревается до определенной температуры (в данном случае температура не должна превышать 150 градусов Цельсия, чтобы не разрушить текстуру) и выдавливается по заданной пользователем форме. Толщина пластиковой нити – 1,8 мм. С помощью заданной программы пластик плавится, нити намертво скрепляются друг с другом, на рабочей поверхности «вылепляется» объемная фигура. А раз речь идет об учебном принтере, то благодаря стеклянным стенкам пользователь может наблюдать за процессом. Согласитесь, это очень удобно для любознательных школяров, занимающихся моделированием. 
Кстати, стоит добавить, что в лицее №21 помимо кружка робототехники теперь собираются организовать и кружок 3D-моделирования. И желающие есть!