Изготовление органайзера с помощью 3D ручки и пластика PLA

XXIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Изготовление органайзера с помощью 3D ручки и пластика PLA

Рыбина Е.Д. 1
1МОУ Раменская СОШ №21 с УИОП
Сидорова В.В. 1
1МОУ Раменская СОШ №21 с УИОП
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение.

Такое изобретение, как 3D-ручка, появилось сравнительно недавно. Самую первую ручку разработали американцы Макс Боуг и Питер Дилворт в 2013 году. Эта идея пришла изобретателям в то время, когда их 3D-принтер отказался работать, а для того, чтобы выполнить заказ в срок, им необходимо было исправить недостаток в напечатанной пластиковой модели. Созданная модель пригодилась не только создателям, а также стала приносить пользу многим людям.

  1. Описание работы

Актуальность. 3D-ручка – это прекрасный развивающий инструмент, который познакомит ребёнка и взрослого с моделированием, поможет в развитии фантазии и моторики, проявлении творческих способностей, поможет почувствовать себя настоящим инженером, создавая трехмерные изображения. 3D-ручка имеет компактный размер и минимальный вес. Знакомство с 3D-ручкой – это первый шаг к освоению 3D-печати с помощью новейших технологий и использования 3D-принтера.

Цель. С помощью 3D-ручки изготовить предмет для практического использования на рабочем столе, испытать его в действии.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

  1. Изучить информацию в интернет-ресурсах и популярную литературу по теме.

  2. Определить размер и детали (элементы) предмета изготовления;

  3. Определить назначение каждой детали, размер детали, цвет детали;

  4. Определить материал для изготовления;

  5. Подготовить стеклянную основу для выполнения деталей;

  6. Выполнить 3D-ручкой детали изделия по порядку.

  7. Дать оценку полученному результату.

Объект исследования: применение 3D-ручки для изготовления предметов быта и декора из пластика PLA, принцип работы 3D-ручкой

Предмет исследования: основы процесса моделирования и создание предмета.

Гипотеза: возможность создания предмета для использования, подтверждение необходимости развития 3D-печати и 3D-моделирования в различных сферах.

Методы: моделирование предмета, процесс изготовления, анализ полученного результата.

Практическая значимость работы: применение полученных результатов работы для практического использования, изучение характеристик материала с целью в будущем использовать аналогичный материал в 3D-печати с помощью 3D-принтера.

2. Основная часть.

В начале нашей работы необходимо изучить принципы работы, виды 3D-ручек и материал, из которого будем создавать предмет.

3D-ручки различаются друг от друга принципом работы: горячие и холодные. Мы будем использовать ручку горячего типа (рис.1).

Рисунок 1. 3D-ручка горячего типа

Горячие 3D-ручки заправляют термопластичными нитями или лентами, которые продаются в катушке или мотке. Такие же нити используются и для профессиональных 3D-принтеров. На задней части корпуса ручки имеется специальное отверстие, в которое заправляется нить. Внутри ручки находится автоматический механизм, который подводит нить к экструдеру, в нем пластик плавится и выходит наружу. Большинство современных моделей ручек оснащены функцией регулировки скорости подачи пластика, температуры нагрева и дисплеем, на котором отображается вся необходимая информация о режимах работы прибора. Металлический наконечник печатающей головки во время работы прибора нагревается до 240 градусов, что требует соблюдения элементарных правил безопасности. Каждая ручка оборудована встроенным мини-вентилятором, который способствует быстрому застыванию пластика. Большинство горячих 3D-ручек работает от сети, но некоторые модели функционируют и от сменных элементов питания. Горячие 3D-ручки небольшие по размеру, что позволяет легко удерживать ее одной рукой.

Для горячих 3D-ручек подходят пластиковые нити ABS или PLA (рис.2). ABS пластик долговечен, более износостойкий, хорошо подходит для ремонта бытовых предметов. Из недостатков ABS можно отметить наличие сильного запаха жженного пластика. Предметы, смоделированные с помощью PLA пластика намного качественнее и прочнее, это достигается путем пониженной температуры плавления. PLA пластик экологически-чистый, биоразлагаемый, потому что изготавливается из натуральных компонентов. Для нашего изделия используем PLA пластик.

Рисунок 2. пластиковые нити ABS или PLA

Краткое описание изделия:

  1. Органайзер для канцтоваров для использования на рабочем столе;

  2. Органайзер представляет собой 4 ёмкости (стакана) разной высоты и разной ширины для хранения канцтоваров разного назначения;

  3. Для удобства использования стенки органайзера полупрозрачные, ёмкости можно расставить в произвольном порядке по желанию.

  4. Цвет изделия можно выбрать по желанию.

Этапы создания:

  1. Для создания выбрана 3D-ручка и безопасный PLA пластик (рис.3);

  2. Для каждой ёмкости выбран цвет;

  3. Каждую ёмкость нужно сделать в виде ажурного рисунка, для этого выбрана стеклянная основа;

  4. Создание каждого стакана (рис.4).

Рисунок 3 Рисунок 4

Для начала работы горячей 3D-ручки необходимо нажать соответствующую кнопку на корпусе ручки, предварительно заправив её в отверстие в задней части корпуса специальной нитью. Далее, отрегулировать скорость подачи пластика (нити) и температуру. Далее, соблюдая правила безопасности приступить к созданию рисунка.

Характеристики полученных деталей органайзера

1 емкость – (квадратный стакан), ширина 9 см, высота -7 см, цвет зеленый.

2 емкость – диаметр – 10 см, высота 9,5 см. Цвет красный, окантовка – цвет зеленый.

3 емкость – диаметр – 7 см, высота 11 см. Цвет зеленый.

4 емкость – диаметр – 6,5см, высота 13 см. Цвет желтый, окантовка – цвет зеленый.

Результат работы:

- все элементы выполнены (рис.5);

- органайзер готов к использованию.

- стаканы прочные, устойчивые, полупрозрачные.

- можно изменить положение, выстроить по желанию - удобно пользоваться.

- PLA пластик – материал, подходящий для ажурных предметов, т.к. хрупкий, не прочный. Повторное наслоение нитей друг на друга увеличивает прочность предмета.

Рисунок 5. Готовые изделия

Выводы:

  • Информацию по использованию 3D-ручки можно найти на сайтах различных организаций, изобретение относительно новое, популярной литературы не имеется.

  • материал пластик PLA для изготовления предметов подходит;

  • возможно исполнить в любом цвете и в любом составе по элементам;

  • органайзер подходит для ежедневного использования.

3. Заключение

Мне очень понравилось исследование, связанное с изготовлением органайзера. Проанализировав собранную информацию, я поняла, что можно создать много предметов разного назначения.

Работа актуальна, так как получилось с помощью 3D-ручки создать предмет для использования.

Гипотеза подтвердилась. Органайзер создан с помощью PLA-пластика, я считаю, что технологии 3D-печати возможно использовать в различных сферах и необходимо развивать использование 3D-принтера.

4. Список использованных источников и литературы

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/3D-ручка

2. https://dzen.ru/a/ZRLDcDISKRuYlvgS?ysclid=m1e6cupbx805731780- Что такое 3D-ручка и как она работает?

3. https://3d-artlines.ru/stati/3d-ruchka-osobennosti-raboty/?ysclid=m1e6e4rvew454376506-3D ручка: особенности работы

4. https://anrotech.ru/blog/kak-ustroena-3d-ruchka/?ysclid=m1e6emh4g7424816566- Как устроена 3D-ручка

5. https://lider-3d.ru/catalog/materialy/plastik_dlya_3d_ruchek/ ?yclid=16894235470322728959. Пластик для 3D ручек

Просмотров работы: 34