Основы цифрового общества

Введение в тему 3
Аналитическая часть 6
Практическая часть 23

Весь текст будет доступен после покупки

Тема контрольной работы: 3-D и 4-D печать
Цель контрольной работы: Изучить тему «3D и 4D печать» востребованность в разных отраслях, а также рассмотреть преимущества и недостатки данных печатей.
Задачи:
1. Разобраться в теме 3D и 4D печать.
2. Изучить отрасли, в которых используется моделирование.
3. Выявить достижения и перспективы развития данной технологии.
4. Изучить появление принтеров и их виды.

Актуальность данной темы: 3Dпечать актуальна из-за легкости в понимание процесса и эффективности в использовании, а 4D печать позволяет создавать объекты, которые могут менять свою форму, подстраиваясь под внешние факторы, что позволяет людям из разных отраслей производить свою работу качественнее и менее затратно по времени. Также печать трехмерных и четырехмерных объектов обеспечивает высокоточное воспроизведение необходимых форм и деталей определенного объекта. Это позволяет облегчить человеческий труд, а предприятиям сэкономить, ведь моделирование в разы дешевле обычных деталий, которые создаются на заводах. Это позволит снизить себестоимость готового изделия.
Проблема: Недостаточное количество информации о материалах и о том, как они будут себя вести в зависимости от внешних факторов, что ограничивает возможности моделирования и сужает круг рабочих отраслей, где данные принтера могут быть полезны.
Объект исследования: процесс создания и эффективность использования 3D и 4D принтеров в мире технологий.

Предмет исследования: особенности создания 3D и 4D моделей, практического использования данных принтеров.

3D и 4D печати представляют собой два разных подхода к созданию трехмерных объектов. 3D печать использует слои материала для создания плотных и «выносливых» объектов, в то время как 4D позволяет используемым материалам изменять форму, свойства и внешний вид, опираясь на внешние факторы, такие как: температура, влажность, яркость и т.д. 4D моделирования позволяет открыть новые возможности в разных сферах жизни и помочь людям решить те проблемы, которые были невозможны для решения ручным трудом.

3D печать — это производственный процесс, при котором на 3Д оборудовании создают трехмерный физический объект. Принтер наносит материал послойно, постепенно наращивая объем. Примером для печатного оборудования служит цифровая модель объекта, созданная заранее.
3D моделирование вышло за рамки хобби и на данный момент используется во многих рабочих отраслях, помогая и упрощая жизни людей
На сегодняшний день используют несколько технологий 3Д печати:
1. моделирование методом наплавления. Оборудование послойно наносит расплавленный пластик и постепенно создает объект. Так работает большинство настольных принтеров;
2. селективное лазерное спекание. Под действием лазера плавится не весь материал, а только специальный порошок. Метод применяют в промышленности при изготовлении прочных металлических элементов;

Весь текст будет доступен после покупки

История создания 3D печати
3D печать появилась на свет 40 лет назад и открыла потрясающие возможности для создания различных моделей в прототипировании, стоматологии, мелкосерийном производстве, кастомизированных продуктов, миниатюр, скульптур, макетов и многого другого.






Рис. 1 Доктор Хидео Кодама
Доктор Хидео Кодама, создатель системы быстрого прототипирования (1980 г.)
Доктор муниципального промышленного исследовательского института в Нагоя, Хидео Кодама, подал заявку на регистрацию патента на устройство, которое с помощью УФ-засветки послойно формировало жесткий объект из фотополимерной смолы. По сути, он описал современный фотополимерный принтер, однако не смог в течение года, как того требовало патентное право, предоставить необходимые данные для регистрации патента и забросил идею. Тем не менее, во многих источниках именно его называют изобретателем технологии 3D-печати.
В 1983 году трое инженеров — Ален Ле Мехо, Оливье де Витт и Жан-Клод Андрэ из французского национального центра научных исследований, в попытке создать то, что они называли «фрактальным объектом», пришли к идее использования лазера и мономера, который под воздействием лазера превращался в полимер. Заявку на патент они подали за 3 недели до американца Чака Хала. Первым объектом, созданным на аппарате, стала винтовая лестница. Технологию инженеры назвали стереолитографией, а патент был одобрен только в 1986 году. Благодаря им самый известный формат файла для 3D-печати и называется STL (от англ. stereolithography). К сожалению, институт не разглядел перспектив в изобретении и его коммерциализации, и патент не был использован для создания конечного продукта.
Чак Халл, создатель лазерной стереолитографии SLA
В тоже самое время Чак Халл работал в компании, которая делала покрытия для столешниц и мебели при помощи ультрафиолетовых ламп. Производство небольших пластмассовых деталей для прототипирования новых конструкций изделий занимало до двух месяцев. Чаку пришла в голову идея ускорить этот процесс совместив УФ технологию и размещение тонкого пластика послойно. В компании ему выделили небольшую лабораторию для экспериментов, где он работал по вечерам и выходным. В качестве материала Чак использовал затвердевающие под воздействием ультрафиолета фотополимеры на акриловой основе. Однажды ночью после месяцев экспериментов он смог наконец напечатать образец и был настолько окрылен удачей, что пошел домой пешком. Чак показал свое изобретение жене. Это была чашечка для промывки глаза, больше похожая на чашу для причастия, по мнению жены. Она и считается официально первой 3D-печатной моделью в мире и по-прежнему хранится в семье Халл, а после их смерти будет передана в Смитсоновский научно-исследовательский институт в Вашингтоне

Весь текст будет доступен после покупки

1. Markersbay [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://makersbay.ru,свободный.
2. 3D-принтеры используются в медицине [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://www.stevsky.ru/o-meditsine/3d-printeri-ispolzuiutsya-v-meditsine, свободный.
3. 3D TODAY [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://3dtoday.ru/industry/3d printed-bus-for-trachea-helped-to-survive-another child-with-the-diagnosis-tracheobronchomalacia.html, свободный

Весь текст будет доступен после покупки