Инженерные решения для инженерных задач
В последние годы инновационные технологии очень сильно продвинулись вперед и затронули все сферы нашей жизни. Почти каждый из нас знаком с современными смартфонами, «умными» телевизорами или программами, воспринимающими речь. Тем более технологический прогресс очевиден в области инженерии, которая всегда славилась своими интересными находками, и современная техника позволила привнести в работу инженера много полезных устройств. В данной статье мы рассмотрим такие устройства, как манипуляторы и 3Dпринтеры.
Манипуляторы
Создание моделей имеет свою специфику, и для выполнения задач моделирования использование клавиатуры и мыши уже не является оптимальным. С развитием 3Dиндустрии стали появляться специальные устройства, которые позволяют гораздо плодотворней работать с моделями.
3Dманипулятор (иногда называемый 3Dмышью) представляет собой специальное устройство, которое подключается к компьютеру и берет на себя часть функциональных задач мыши и клавиатуры. Манипуляторы могут быть простыми и давать возможность только контролировать модель, ее позиционирование в пространстве и работу с ней, а могут быть сложными, являясь практически миниатюрным компьютером.
Рассмотрим модель SpacePilot Pro от производителя 3Dconnexion. Этот манипулятор обладает как клавишами, дублирующими клавиатуру (Ctrl, Alt, Shift), так и специальными кнопками. Под специальными клавишами понимаются клавиши управления моделью — они используются, чтобы зафиксировать модель в пространстве, повернуть ее в определенной плоскости или ограничить степени ее свободы. Кроме того, манипулятор оснащен специальными программируемыми кнопками, которым вы можете задать необходимые функции из программы. Вторая важная часть 3Dмыши — это рабочий дисплей. На этот дисплей выводится рабочая информация: RSSлента, рабочая почта, календарь и задачи. При необходимости этот список может быть легко расширен. Таким образом, имея полноценный манипулятор, вы практически сводите на нет использование клавиатуры и повышаете эффективность моделирования.
Однако сейчас стали появляться еще более интересные технологии в области работы с 3Dграфикой и моделированием. Например, не так давно компания Leap Motion выпустила одноименное устройство, которое подключается к вашему компьютеру и позволяет вам управлять моделью непосредственно руками. Leap Motion представляет собой камеру в специальном корпусе, которая фиксирует движения ваших рук и преобразует их в команды для компьютера. Если в случае с манипулятором вам приходилось использовать специальное устройство для того, чтобы управлять моделью, то здесь вы можете крутить моделью прямо «в воздухе». На данный момент технология еще несовершенна и поддерживается далеко не всеми компьютерными программами. Однако Leap Motion уже интегрируется в некоторые ноутбуки, что показывает перспективность этой технологии как для обычного пользователя, так и для проектировщика.
3Dпринтеры
Сегодня 3Dпринтеры — это тренд. О них слышали даже те, кто далек от техники, не говоря уже об инженерах, для которых это устройство особенно ценно. Сейчас на рынке 3Dпринтеров существует огромное количество различных образцов, работающих по разным технологиям. Здесь мы рассмотрим только домашние 3Dпринтеры, поскольку тема промышленной 3Dпечати слишком обширна и достойна отдельного обсуждения.
Для начала сформулируем, что такое 3Dпринтер. Это устройство, которое создает изделие путем добавления материала, а не его удаления (как в случае со станком). Добавление материала может производиться по любой технологии, но сейчас самым популярным способом является выдавливание горячего пластика из печатающей головки. Популярность данного способа кроется в его удобстве — пластик дешевый, с ним довольно легко работать, а конструкция при этом получается достаточно прочной. Современные 3Dпринтеры стоят около 100 тыс. руб. (эта цифра очень условна — существуют модели стоимостью и около 40 тыс., и выше 150 тыс. руб.), и область их печати составляет примерно 20x20x20 см.
Печать производится пластиком АБС и ПЛА, а в некоторых моделях возможна печать нейлоном. В целом, сегодня многие 3Dпринтеры похожи друг на друга, поэтому между компаниями идет своеобразная технологическая война — каждый пытается сделать конструкцию более эффективной и улучшить качество печати.
Как же работать с 3Dпринтером? Для начала вы должны создать модель практически в любой программе по 3Dмоделированию, главное, чтобы она соблюдала правила 3Dпечати — подходила по габаритам, была заполняемой и не содержала элементов, которые 3Dпринтер не сможет напечатать. Если плохо продумать модель, то она может либо поплыть, либо вы вообще получите лишь бесформенный кусок пластика.
После того как модель была создана, вы переводите модель в STLформат и переносите ее в среду 3Dпринтера. Там вы устанавливаете необходимые настройки, такие как точность, скорость, заполняемость и масштаб модели. В некоторых 3Dпринтерах существуют подробные настройки управления элементами печати, но изменение этих параметров может привести к тому, что вы сломаете принтер, так что, как правило, они недоступны обычному пользователю. После того, как все сделано, автоматически создается gcode и передается на 3Dпринтер. Теперь остается только ждать результата — либо получения готового изделия, либо наглядного воплощения своей ошибки.
3Dпринтер позволяет решать множество задач. Вы можете печатать механизмы, корпуса для устройств, фигурки или элементы дизайна — все зависит от вашей фантазии. Сейчас 3Dпринтеры еще далеко не универсальны — сказывается недостаточная прочность пластика, шероховатость и невозможность печати цветных изделий данной технологией, но уже на этом этапе они нашли свое применение и свои технологии (например, обработка ацетоном).
Технология FDM, о которой говорилось выше, не является единственной. Постепенное развитие получает технология лазерной стереолитографии. В данной технологии модель «выращивается» с помощью лазера с определенной длиной волны. Под действием этого освещения специальный жидкий материал застывает, формируя модель. Эта технология позволяет создавать более сложные детали с более высокой точностью. Среди рядовых пользователей эти принтеры не слишком популярны изза своей стоимости (всетаки даже FDMпринтер — устройство недешевое, а такой принтер еще дороже), однако, для некоторых инженерных отраслей эти принтеры могут представлять особый интерес.
Заключение
Если раньше мир с трудом воспринимал технические обновления, то сегодня люди реагируют на них даже слишком легко. В такой ситуации инженеры, находящиеся на пике технического прогресса, не могут отставать от него, а потому должны работать на максимально эффективном и удобном рабочем месте. И такие вещи, как манипуляторы, сканеры, 3Dпринтеры могут сделать работу проектировщика гораздо более продуктивной — ведь разница между виртуальным изделием и реальным становится совсем незначительной.
Получить подробную консультацию можно в Русской Промышленной Компании
