9514f95bee2b50fb08edf03d2678ce9c

Отчет по выездной
лабораторной работе
Место проведения: ЦМиТ «Уфа – Механика»
Адрес: г.Уфа ул. Менделеева 134/1.
4 этаж офис 404.
Выполнили студенты 3 курса гр. ПИ-308
Дата проведения: 29.03.16
Список студентов
1. Акбалин
Газинур
Тагирович
9. Исмагилова
Элина Рафисовна
17. Назаргулова
Юлия Радиковна
25. Шакиров Ринат
Талгатович
2. Арутюнян
Александр
Эдвардович
10. Колесник
Татьяна Юрьевна
18. Никитин Михаил
Владимирович
26. Шакиров Эрик
Олегович
3. Батыршина
Кристина
Бернесовна
11. Литвинюк
Алексей
Вячеславович
19. Нурхаметова
Элина Радиковна
27. Швецова
Анастасия
Владимировна
4. Валиева
Аделина
Маратовна
12. Лобачев
Евгений
Дмитриевич
20. Сатыев Леонид
Эдуардович
28. Шематонова
Анастасия
Александровна
5. Гафаров
Рустам
Ильдарович
13. Ломакина
Ольга Витальевна
21. Хаванова
Екатерина
Андреевна
29. Ямалетдинова
Зульфия
Фаридовна
6. Ибрагимова
Алия Винеровна
14. Матвеев
Сергей Андреевич
22. Халикова Динара
Винеровна
30. Бадртдинов
Ильгиз Дилюсович
7. Иванов
Михаил
Игоревич
15. Миннекаев
Вадим
Фирдаусович
23. Хаматшина
Эльза Зульфатовна
8. Ирназарова
Ксения
Эдуардовна
16. Мусабиров
Вадим
Владимирович
24. Харитонова
Елена Юрьевна
Содержание
Часть 1. Лаборатории FABLAB 3-25 слайд
 Часть 2. Цифровое моделирование 26-45
слайд

Часть 1. Лаборатории
FABLAB
руководитель ЦМИТ Гарабурдо. М
«Уфа Механика»

Проект Центр молодежного инновационного творчества «Уфа
Механика» – это лаборатория цифрового персонального
производства, прототип предприятий будущего, позволяющий
заглянуть за горизонт сегодняшнего дня. Современное техническое
оснащение (Оборудование ЦМИТ) позволяет решать задачи
различной степени сложности, от самых простых до
высокотехнологичных производственных. Команда ЦМИТ «Уфа
Механика» состоит как из молодых специалистов, способных
оперативно выполнять работу, так и из опытных инженеров и
производственников, готовых делиться опытом.
FabLab
FabLaB


ФабЛаб (от англ. Fabrication Laboratory) — это всемирная сеть
лабораторий цифрового производства, созданная для того, чтобы
позволить каждому создавать всё что он пожелает при помощи
современных цифровых технологий.
Первый фаблаб создал профессор Массачусетского
технологического института, руководитель Центра элементарных
частиц и атомов Нил Гершенфельд, автор курса «Как делать почти
все», в начале 2000-х годов.
Распространение
FabLab
В 2000 – x годах США.
В 2006 год перешла в западную Европу.
В 2010 год дошла до России. В апреле 2012 года появился первый
фаблаб при Национальном исследовательском технологическом
университете «МИСиС». На сегодняшний день создано 7 лаборатории
в Башкортостане.
Возможности центра


Основное
оборудование: 3D
принтеры,
фрезерные станки,
гравировальный
станок.
Вспомогательное
оборудование: 3D
сканер, токарный
станок, ручной
инструмент,
паяльная станция.
3D-принтер
MAKERBOT
REPLICATOR 2X

Имеет две печатающие головки, то есть
одновременно можно загружать 2 нити
разного цвета. Естественно печать сразу
двумя цветами намного практичнее, так как
нет необходимости дополнительной
разборки и сборки сложных конструкций,
да и работа при этом не прерывается. Сам
процесс печати проходит плавно, пластик
наносится равномерно. Принтер позволяет
наносить слой в 100 микрон с высоким
разрешением, когда при стандартной
печати он достигает 270-340 микрон.
Picaso 3D Builder

Picaso 3D Builder – современный 3D
принтер, сочетающий в себе
функциональность, удобство
пользования и гарантированное
качество. Picaso 3D Builder
незаменимое устройство во многих
сферах деятельности, требующих
изготовления небольших партий
продукции, способное обеспечить
высокую точность воспроизведения
моделей и оперативность
изготовления. Принтер использует
технологию термопластической
экструзии. К основным
преимуществам модели Picaso 3D
Builder относится отсутствие
ручной калибровки, уникальная
конструкция подвижной
платформы и механизма подачи.
3D-принтер BFB 3d
Touch

Данная модель представляет собой
компактный принтер настольного
типа с функцией 3D печати. При
сравнении его с аналогичными
устройствами, определяется ряд
его преимуществ. Главное из них
состоит в том, что рабочая камера
принтера имеет большой объем,
значит, может строить довольно
объемные детали. «BFB 3D Touch»
просто эксплуатировать. Наличие
сразу нескольких экструдеров даст
возможность распечатывать
цветные детали из PLA пластика.
Лазерная
гравировальная
машина Spirit GE-30

Является самой успешной разработкой
компании GCC за последние десятилетие.
Машина за 2 года стала самой продаваемой в
мире в своем классе. Революционные решения
в дизайне сделали этот станок не только
эстетически красивым, но и функционально
удобным. Станок также имеет целый ряд
инновационных технологических решений,
которые позволяют сделать работу более
простой, удобной и производительной.
Фрезерная машина
Roland MDX-40A — 3Dсканер и 4D обработка
в одном аппарате.

Наличие установки поворотной оси ZCL-40A
позволяет фрезерной машине Roland MDX-40A
выполнять обработку с постоянным
вращением оси, или используя ось, как
индексную головку, фиксируя заготовку под
определенным углом. В поворотной оси можно
обработать изделия длиной до 270 мм и
диаметром до 120 мм. Для того чтобы аппарат
можно было использовать как полноценный
3D сканер и выполнять оцифровку трехмерных
объектов, для данной фрезерной машины
предусмотрена специальная сканирующая
головка ZSC-1. Вы можете спокойно
сканировать вылепленные из пластилина
фигуры и готовые модели и затем
обрабатывать их на MDX-40A даже если у вас
нет опыта в 3D моделировании.
Высокоточный
фрезерногравировальный
станок BigZee серии SF

Модель SF 6090 благодаря сверхточному
исполнению позволяет производить
различные виды обработки цветных
металлов, таких как алюминий, латунь,
магний и прочие. Что позволяет
производить любые работы с цветными
металлами, например изготовление клише
или пресс-форм. Точное исполнение и
надежная конструкция модели имеет
невероятно высокое разрешение по всем
осям: всего 2,5 микрона.
Оборудование для литья
в силиконовые формы
MK-Technology Mini

Литье в силиконовые формы MK
Technology экономит до 90%
материальных затрат и затрат времени на
изготовление, если сравнивать с
изготовлением образца по традиционной
технологии. Это делает возможным
простое и быстрое изготовление
прототипов любых форм, текстур и
цветов. Эти детали могут быть
использованы для отработки
конструкции, для механических
испытаний, проверки функциональности
и пригодности формы и оценки изделия
потребителем.
3D-сканер Artec
Spider

Artec Spider — это первый ручной сканер,
который разработан специально для
пользователей САПР и идеально подходит
для нужд реверс инжиниринга,
производственного дизайна, контроля
качества продукции и массового
производства. Вместе с программным
обеспечением Artec Studio, сканер
становится мощным настольным
инструментом для дизайнеров, инженеров и
изобретателей в любой сфере деятельности.

А также наш ЦМИТ «Уфа Механика» оснащен современным
компьютерным классом с возможностью вести видеоконференцию, имеется мастерская с ручным инструментом
(токарный станок, сверлильный станок и пр.) и конечно же
оборудование необходимое для работы с
микроконтроллерами и электронными платами.
Сотрудничество
ПО CAD –
моделирования и CAM
- обработки
SolidWorks
 Компас – 3D
 Rhinoceros
 Visualmill
 Ibrush
 OpenSCAD

3D Принтеры


3D-принтер — это
периферийное устройство,
использующее метод
послойного создания
физического объекта без
отходов по цифровой 3Dмодели.
Есть 3D принтеры,
использующие разный
материал: Пластик (термо
или фотополимерный,
последний может быть
разных цветов), порошки
металлов, бумажный
состав, гипс, крахмал,
шоколад и многие другие.
Где используется 3D
принтеры



Принтеры, использующие металл
для изготовления изделий,
широко применяются на
предприятиях типа Boeing.
С помощью 3D принтеров
создаются декоративные вещи
для индустрии моды
«УФА Механика» использует их
для производства прототипов,
оснастки, макетов.
Робототехника
Робототе́хника (от робот и техника; англ. robotics — роботика,
роботехника) — прикладная наука, занимающаяся разработкой
автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей
технической основой интенсификации производства
LegoNxt


Lego Mindstorms конструктор (набор
сопрягаемых деталей и
электронных блоков) для
создания
программируемого робота.
Впервые представлен
компанией LEGO в 1998
году. Через 8 лет (2006) в свет
вышла модель LEGO
Mindstorms NXT 1.0, в 2009
— LEGO Mindstorms NXT
2.0, а в 2013 — LEGO
Mindstorms EV3
(анонсирована четвёртого
или пятого января 2013).
БГПУ открыл курсы по
образовательной
робототехнике для детей от
6 лет.
Arduino

Arduino — торговая марка аппаратнопрограммных средств для построения
простых систем автоматики и
робототехники, ориентированная на
непрофессиональных пользователей.
Программная часть состоит из
бесплатной программной оболочки (IDE)
для написания программ, их компиляции
и программирования аппаратуры.
Аппаратная часть представляет собой
набор смонтированных печатных плат,
продающихся как официальным
производителем, так и сторонними
производителями. Полностью открытая
архитектура системы позволяет
свободно копировать или дополнять
линейку продукции Ардуино.
Деятельность «Уфа
Механика»



Одним из направлений
деятельности Центра
является постоянная
популяризация инженерной
профессии среди молодежи,
мы сотрудничаем с ВУЗ-ами,
СУЗ-ами, Станциями юных
техников, Центрами детскогоюношеского технического
творчества, школами, а также
всегда готовы предоставить
молодежи свободный доступ
к оборудованию для
реализации своих научнотехнических и
инновационных идей.
Обучение 3D моделированию
Выполнение сторонних
заказов по прототипам
Часть 2. Цифровое
моделирование
инженер-программист Кружков О. В.
CAD моделирование
CAD – это дизайн с помощью компьютера

CAD моделирование
(проектирование) с
использованием
параметров элементов
модели и соотношений
между этими
параметрами.
Параметризация
позволяет за короткое
время «проиграть» (с
помощью изменения
параметров или
геометрических
соотношений) различные
конструктивные схемы и
избежать
принципиальных
ошибок.
CAM
автоматизированное управление

CAM (англ. Computer-aided
manufacturing) —
автоматизированная система,
либо модуль
автоматизированной системы,
предназначенный для
подготовки управляющих
программ для станков с ЧПУ,
ориентированная на
использование ЭВМ. Под
термином понимаются как
сам процесс
компьютеризированной
подготовки производства, так
и программновычислительные комплексы,
используемые инженерамитехнологами.
CAE
система автоматизированного
конструирования

CAE (англ. Computer-aided
engineering) — общее
название для программ и
программных пакетов,
предназначенных для
решения различных
инженерных задач: расчётов,
анализа и симуляции
физических процессов.
Расчётная часть пакетов чаще
всего основана на численных
методах решения
дифференциальных
уравнений
Полигональное
моделирование

Полигональное моделирование
(polygonal modeling) — это самая
первая разновидность трехмерного
моделирования, которая появилась в
те времена, когда для определения
точек в трехмерном пространстве
приходилось вводить вручную с
клавиатуры координаты X, Y и Z. Как
известно, если три или более точек
координат заданы в качестве вершин
и соединены ребрами, то они
формируют многоугольник
(полигон), который может иметь цвет
и текстуру. Соединение группы таких
полигонов позволяет смоделировать
практически любой объект.
Недостаток полигонального
моделирования состоит в том, что все
объекты должны состоять из
крошечных плоских поверхностей, а
полигоны должны иметь очень
малый размер, иначе края объекта
будут иметь ограненный вид.
Средства
полигонального
моделирования






Tinkercad.com
123Dapp.com
AutoDesk Fusion360
Solidworks
AutoDesk Inventor
Kompas 3D
Средства
полигонального
моделирования

AutoDesk 3ds Mask

AutoDesk Maya
Blender

NURBS моделирование

NURBS (англ. Nonuniform rational B-spline)
— математическая
форма, применяемая в
компьютерной графике
для генерации и
представления кривых и
поверхностей. Как
следует из названия,
является частным случаем
B-сплайнов, причём,
широко
распространённым из-за
своей
стандартизированности и
относительной простоты.
Средства NURBS
моделирования

Rhinoceros 3D

Alias Studio

CATIA

SolidWorks
Цифровой скульптинг

Цифровая скульптура
(скульптурное моделирование
или 3d скульптинг) — вид
изобразительного искусства,
произведения которого имеют
объёмную форму и
выполняются с помощью
специального программного
обеспечения, посредством
инструментов которого
возможно производить
различного рода манипуляции
над 3d моделями, как если бы
скульптор работал над обычной
глиной или камнем.
Средства цифрового
скульптинга

Pixologic Zbrush

Pilgway 3D – coat

AutoDesk Mudbrox

Sculptris
3D - сканирование

Трехмерное или 3Dсканирование это процесс перевода
физической формы
реального объекта в
цифровую форму, то есть
получение трехмерной
компьютерной модели
объекта. На данный
момент сформировались
две принципиально
различные по своему
принципу методики
сканирования 3d объектов
– контактная и
бесконтактная.
Контактное
сканирование

Контактный 3d сканер – это устройство,
имеющее специальный щуп, который
изучает контуры объекта и на основе
этого выстраивает его 3d копию на
экране. Контактные сканеры довольно
просты в использовании, обладают
высокой точностью и хорошо подходят
для сканирования объектов
незамысловатых форм, к примеру,
промышленных деталей. Но их
применение для объектов с более
сложной геометрией, где помимо граней
с четко очерченными границами имеются
плавные линии и переходы, будет крайне
неудобным. Это займет слишком много
времени. Кроме того сам принцип
работы контактного сканера делает
невозможным сканирование предметов, к
которым нельзя обеспечить прямой
доступ щупа. Это касается, например
внутренних органов или сверхмалых
предметов.
Бесконтактное
сканирование

У бесконтактных сканеров есть два типа
сканирования: пассивный и активный.
Пассивные сканеры применяют при
работе уже имеющийся свет и на основе
его отражение от фигуры проводят
анализ. Можно сказать, что они
представляют собой своеобразную
видео- или фотокамеру со способностью
сводить отснятый материал в цельную
объемную фигуру. Для алгоритмов
такого сведения может потребоваться
как съемка определенного числа кадров с
нужных ракурсов, так и круговая
видеосъемка с заданной скоростью
передвижения камеры. Главное
достоинство таких сканеров – простота
технического решения, которое
сочетается со сложными алгоритмами
обработки и многоступенчатой
процедурой подготовки объекта к
сканированию. Минус пассивных
сканеров в том, что итоговый результат
обладает невысоким качеством, поэтому
приходится достаточно много работать с
ним в редакторе.
Бесконтактное
сканирование

Активный 3d сканер обладает
способностью генерировать свой
волновой сигнал, световой,
лазерный или звуковой. Кроме
того пользователь может сам
задать форму и конфигурацию
данного волнового сигнала, это
позволяет повысить точность
сканирования объекта. Так,
например, некоторые 3d сканеры
способны проецировать на
поверхности объекта сетку,
состоящую из белых линий.
Искажения проекции могут стать
добавочным источником
информации для трехмерных
сканеров.
3D - библиотеки




Thingiverse.som
Youmagine.com
Shapeways.com
Cgtrader.com
FDM технологии


Моделирование методом послойного
наплавления (англ. Fused deposition
modeling (FDM)) – технология аддитивного
производства, широко используемая при
создании трехмерных моделей, при
прототипировании и в промышленном
производстве.
Технология FDM была разработана С.
Скоттом Крампом в конце 1980-х и вышла
на коммерческий рынок в 1990 году.
Оригинальный термин «Fused Deposition
Modeling» и аббревиатура FDM являются
торговыми марками компании Stratasys.
Энтузиасты 3D-печати, участники проекта
RepRap, придумали аналогичный термин
«Fused Filament Fabrication» («Производство
методом наплавления нитей») или FFF для
использования в обход юридических
ограничений. Термины FDM и FFF
эквивалентны по смыслу и назначению.
Скотт Крамп
SLA технологии

Стереолитография (SLA
или SL) – технология
аддитивного производства
моделей, прототипов и
готовых изделий из
жидких фотополимерных
смол. Отвердевание смолы
происходит за счет
облучения
ультрафиолетовым
лазером или другим
схожим источником
энергии.
SLS - технологии

Выборочное лазерное спекание
(SLS) – метод аддитивного
производства, используемый для
создания функциональных
прототипов и мелких партий
готовых изделий. Технология
основана на последовательном
спекании слоев порошкового
материала с помощью лазеров
высокой мощности. SLS зачастую
ошибочно принимают за схожий
процесс, называемый выборочной
лазерной плавкой (SLM).. Разница
заключается в том, что SLS
обеспечивает лишь частичную
плавку, необходимую для спекания
материала, в то время как
выборочная лазерная плавка
подразумевает полную плавку,
необходимую для построения
монолитных моделей.
Технология MJM


Технология много струйного
моделирования (MJM) – фирменный
метод аддитивного производства,
запатентованный компанией 3D Systems.
Технология используется в линейке
профессиональных принтеров ProJet.
Технология много струйного
моделирования сочетает черты таких
методов 3D- печати, как струйная
трехмерная печать (3DP), моделирование
методом послойного наплавления
(FDM/FFF) и стереолитография (SLA).
Построение слоев производится с
помощью специальной печатной головки,
оснащенной массивом сопел. Количество
сопел в существующих моделях
принтеров варьируется от 96 до 448.
Отзывы
«Понравились 3д модели, интересно было узнать как это происходит, узнал
много нового, то, что вообще такое существует»
Миннекаев В.Ф
«Хочу сказать спасибо за организацию встречи и
демонстрации возможностей Фаблаба и пожелать
больших успехов персоналу лаборатории!»
Ирназарова К.Э
«Благодарю коллектив, который нас так
тепло принял. Узнал много нового о 3D
принтерах.
Спасибо Вам.»
Никитин М.В
Отзывы
«Очень понравились доклады выступающих о 3D принтерах и
программах, осуществляющих процесс 3D печати и его же
контроль, в рамках ЦМиТ "Уфа-Механика". Понравился перечень
программ CAD,CAM, CAE для обработки различных материалов
(начиная от мягких материалов в плоть до металлов)
,проектирование чертежей в компьютерной графике. С помощью
3D принтеров в плане технологий можно сделать хорошее
будущее, 3D принтеры облегчат жизнь. Создавая детали на 3D
принтере можно сократить время производства
техники/оборудования.»
Литвинюк А.В
«Спасибо Огромное, за проведение призентации на тему:
"Бизнес-процесс цифрового моделирования, работа с 3-D
принтером". Было очень интересно узнать о развитии 3Dтехнологиях, а также о возможностях и перспективах
лаборатории FabLab.»
Халикова Д.В