Добавлен: 29.04.2024
Просмотров: 49
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Городские научные чтения школьников 5-7 классов
«Шаг в науку»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Центр образования № 24»
Номинация: «Мир цифровых технологий»
Тема: «3Dпринтер – технология будущего»
Автор ПонежеваСофия
Килишбиевна
МБОУ ЦО №24 города Тулы
7Б класс, 13 лет
Научный руководитель Чудинова Ирина Викторовна,
учитель математики
Тула
2018-2019
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение………………………………………………………………………...3
1.1 Актуальность проблемы……………………………………………………...3
1.2Объект и предмет исследования……………………………………………..3
1.3 Цель исследования…………………………………………………………....3
1.4 Задачи исследования………………………………………………………….4
1.5 Гипотезы………………………………………………………………………4
1.5.1 Гипотеза № 1………………………………………………………………..4
1.5.2 Гипотеза № 2………………………………………………………………..4
2. Основное содержание…………………………………………………………5
2.1Методы исследования………………………………………………………..5
3. Обработка результатов, выводы и практические рекомендации…………..6
3.1 Подтверждение первой гипотезы…………………………………………...6
3.2 Подтверждение второй гипотезы…………………………………………....8
3.2.1 Области применения 3D-принтеров……………………………………....8 4. Заключение……………………………………………………………………25
5. Список использованныхисточников………………………………………..26
ПриложениеА………………………………………………………………..27
Приложение Б………………………………………………………………..28
1. Введение
Уже несколько десятилетий в разных сферахдеятельности применяются аддитивные технологии, одной из которыхявляется 3D-принтер. Название этой технологии происходит от англоязычного термина AdditiveManufacturing, что переводится как «производство через добавление».Изобретателем и основателемновой отраслистал американский инженер Чарльз Халл, запатентовавший в 1986 году первый стереолитографический трёхмерный принтер.Основной принцип работы 3D-принтеров заключается в том, что лазером и другими специальными приборами послойно наносится материал, воссоздавая необходимую трехмерную модельна основе заданных параметров. Возможности 3D-принтеров в настоящее время безграничны, с их помощью можно реализовать массу идей, печатая и получая модели и прототипы различных предметов и объектов, таких как здания, мебель, техника,одежда, аксессуары и всевозможные бытовые предметы, которых нет в магазине.
1.1Актуальность проблемы
Для своего исследования я выбрала тему «3D-принтер» и считаю её в настоящее время актуальной, так как в мире с постоянным развитием новейших технологий всё больше применяются 3D-принтеры, о которых, к сожалению, мало известно даже нынешней молодёжи – моим сверстникам.
1.2 Объект и предмет исследования
Выбрав данную тему, мне необходимо определить объект и предмет моего исследования. Так как речь идёт о 3D-принтере, объектом исследования является он сам, а предметом– его возможности.
1.3 Цель исследования
Цель исследования состоит в том, чтобы выяснить, что знают мои сверстники о 3D-принтерах, вызвать у них интерес к изучению новейших технологий и к самообразованию в дальнейшем.
1.4 Задачи исследования
1.4.1 Изучить интернет и литературные источники и собрать информацию о 3D-принтерах.
1.4.2Посетить мастер-класс «Аддитивные технологии» детского технопарка «Кванториум» и ознакомиться с принципами работы3D-принтера и основами 3D-моделирования.
1.4.3Составить вопросы для проведения анкетирования моих сверстников.
1.4.4Провести анкетирование и проанализировать результаты опроса.
1.4.5Ознакомить сверстников с принципами работы 3D-принтеров и их применением.
1.4.6Сформировать познавательный интерес у сверстников к изучению новейших технологий и расширить их кругозор.
1.4.7Развивать исследовательские навыки и способность сверстников к самообразованию.
1.5 Гипотезы
1.5.1 Гипотеза №1
Предположим, что большинство моих сверстников слышали о 3D-принтерах и знают, что они из себя представляют, хотянемногие видели ихв действительности, но они хотели бы больше узнать об их применении и научиться на них работать.
1.5.2 Гипотеза № 2
Предположим, что с дальнейшим развитием новейших технологий 3D-принтеры будут всё больше совершенствоваться и окажутся незаменимыми в ближайшем будущем.
2. Основное содержание
2.1 Методы исследования
Для доказательства или опровержения выдвинутых гипотез я выбрала такие методы исследования, как наблюдение и анкетирование, в котором мне помогли мои сверстники: одноклассники, друзья с курсов по изучению английского языка и мой двоюродный брат.
Сначала я изучила интернет и литературные источники, чтобы собрать как можно больше информации о 3D-принтерах. После этого я посетила День открытых возможностей PRO будущее на базе кластера «Октава», где были организованыразличные мастер-классы, научные квесты и профориентационные программы. Во многих из них я с удовольствием приняла участие. Большой интерес вызвал у меня мастер-класс «Аддитивные технологии», на котором я смогла лучше узнать о возможностях и принципах работы 3D-принтера и познакомиться с основами 3D-моделирования. На этом мастер-классе был представлен российский 3D-принтер серии «Маgnum».
Затем на основании изученного и собранного мной материала я составила вопросы для анкеты и провела опрос среди своих сверстников. В анкетировании принимали участие 33 респондента, которые с удовольствием отвечали на вопросы в анкетах № 1 и № 2 (см.Приложение А, Б)
3. Обработка результатов, выводы и практические рекомендации
3.1 Подтверждение первой гипотезы
Чтобы доказать или опровергнуть первую из моих гипотез, я провела анкетирование в два этапа. Сперва все отвечали на вопросы из анкеты № 1.
В анкете № 1 я хотела выяснить, что знают мои сверстники о 3D-принтере и принципе его работы. Оказалось, что практически все опрашиваемые на большинство вопросов ответили положительно.Все, кроме одного, слышали о возможностях 3D-печатис помощью таких принтеров, информацию о них они получили из различных источников: интернета, телевидения,средств массовой информации, на уроках в школе, а также от своих друзей.
Из 33 сверстников
знают о3D-принтерах:
32 – 97% - знают
1 - 3% - не знает
Из этой же анкеты я узнала, что только один из них работал на
3D-принтере на уроке информатики (3%), а остальные (97%) еще ни разу не
пробовали, но хотели бы научиться на нем работать (анкета № 2).
После проведения первого анкетирования я проанализировала полученные результаты и познакомила своих сверстников с принципами работы 3D-принтеров и их применением. Все это время я наблюдала за ними и заметила,что они внимательно меня слушали, задавали вопросы, были любознательны и активны. То, что данная тема на самом деле заинтересовала многих моих сверстников, можно увидеть из результатов анкеты № 2, которая была предложена сразу после моего доклада и обсуждения новой информации.
Из анкеты № 2 я также узнала, что обсуждаемая нами тема была познавательной и все мои респонденты хотели бы больше изучить возможности 3D-принтеров, научиться их использовать.
Выяснилось,что иметь дома3D-принтеры хотели бы не все, но большинство моих сверстников. Также не все из них ответили на вопрос, считают ли они 3D-принтеры технологией будущего.
Из 33 респондентов ответили:
17 - «да», хотели бы иметь такой принтер дома
6 – «нет», не хотели бы
10 – «сомневаюсь ответить»
Таким образом, первая гипотеза подтверждается. Большинство моих сверстников слышали и знают о 3D-принтерах ихотели бы больше узнать об их применении, научиться на них работать, хотя действительно видели их только по телевидению и в интернете и не имели возможности их использовать.
3.2 Подтверждение второй гипотезы
Для доказательства второй гипотезы я решила рассказать своим сверстникам о применении 3D-принтеров на реальных примерах из жизни, которые не так давно были освещены в прессе, на телевидении и в интернете.
Перед началом своего выступления я опросила ребят и выяснила, что им известно об использовании таких трехмерных принтеров в нашей жизни. Большинство из них ответили правильно, назвав основные области применения, такие как: архитектура, строительство, медицина, промышленность, авиа-и автомобилестроение. Все знают, что перед началом строительства необходимо сначала создать макет, который можно напечатать на 3D-принтере.
Когда я рассказала им, где еще можно применить 3D-принтеры, многие мои сверстники еще больше заинтересовались аддитивными технологиями и стали сами искать примеры в интернете.
3.2.1 Области применения 3D-принтеров
Несмотря на то,чтов нашей жизни3D-принтеры стали использоваться относительно недавно, их применение можно встретить во многих сферах деятельности человека, например, от создания пуговицы дома до выращивания органов в космосе на 3D-биопринтере.
В архитектуре: создание полноцветных макетов зданий, отдельных районов города, коттеджных поселков с высокой детализацией, благодаря которым специалисты могут обнаружить и исправить недостатки до начала строительных работ, оценить масштаб постройки и наглядно презентовать проект заказчику. От качества макета будущего проекта зависит впечатление заказчиков, потенциальных инвесторов.
Макетирование традиционными методами — процесс длительный, трудоемкий и весьма дорогой. Технология 3D-печати позволяет значительно уменьшить сроки изготовления макета, улучшить качество, максимально приближая его к оригиналу. При этом основная часть работы по проектированию ведется на компьютере с использованием современных программных средств 3D-моделирования.
Напечатанные на 3D-принтере макеты известных исторических сооружений, зданий можно увидеть на выставках в музеях, а незрячим и слабовидящим людям предлагают такие макеты потрогать, представить архитектурные достопримечательности. Так, например, в Московском Кремле находится «Музей на ощупь», где есть вот такие тактильные модели, созданные при помощи 3D-принтера:
Царь-пушкаУспенский соборЦарь-колокол Архангельский собор
В нашем городе в музее «Тульский кремль» представлен макет Тульского кремля – крупнейшей крепости южного рубежа Русского государства XVI – XVII вв., уменьшенной в 130 раз.
Этот макет напечатал на 3D-принтере Руслан Шикаренко, сотрудник тульского филиала ООО «ОПОРА ИНЖИРИНГ».
В строительстве:применение 3D-принтеровтакже прочно вошло в строительную индустрию, но если изначально такое оборудование применялось для прототипирования и создания макетов проектируемых зданий и архитектурных объектов, то теперь 3D-принтер уже становится полноценным строительным оборудованием.
Строительные 3D-принтеры представляют собой инженерные устройства, создающие элементы зданий или целые строения послойно — так же, как любой 3D-принтер печатает объекты из пластика или другого материала.
От обычного 3D-принтера строительный отличается используемым материалом и размерами, рабочей поверхностью ему служит участок стройплощадки или цеха, печатает он цементной смесью.Из сопла с определенной скоростью подается строительная смесь, которая равномерно, слоями распределяется по периметру возводимой конструкции.
Но не только на Земле можно строить таким 3D-принтером, но и, к примеру, на Луне, где при возведении стационарных станций в качестве строительного материала будет служить местный грунт.
Этот дом в декабре 2016 года в городе Ступино напечатала российская компания ApisCor в сотрудничестве с одной из крупнейших в России строительной группой компаний «ПИК». Впервые в России его напечатали на 3D-принтере целиком, а не собрали из деталей.
На строительство дома ушли всего одни сутки: печать стен, перегородок и ограждающих конструкций длилась 24 часа. Площадь здания составляет
