Nii põhikoolis, gümnaasiumis kui ülikoolis kasutatakse digitaalseid töövahendeid, näiteks 3D-printereid ja lasergraveerpinke selleks, et teha MATIK-õppevahendid käepärasemaks ja kättesaadavamaks. 3D-printimise, lasergraveerimise ja arvjuhtimisega freesimise meetod aitavad koolides kasvatada leidureid ning lahendada igapäevaelu probleeme. Need meetodid võimaldavad õpilastel oma projekte ellu viia ja loovust maksimaalselt arendada.
3D-printimine
3D-printimine on aditiivne valmistamisprotsess, mille käigus luuakse kolmemõõtmeline objekt materjali järkjärgulisel lisamisel kuni objekti lõpliku valmimiseni.
Tänapäeval on 3D-printimiseks kasutusel mitu meetodit. Neist kõige populaarsem on termoplastiga printimine (Fused Deposition Modeling, FDM).
FDM: termoplastiga printimine, mida mõnikord nimetatakse sulafilamendiga printimiseks (Fused Filament Fabrication, FFF).
Filament: FDM-i 3D-printerites kasutatav termoplastne lähtematerjal. Saada kahes standardses läbimõõdus: 1,75 mm ja 3 mm.
Viilutamine: selles etapis toimub digitaalse mudeli „viilutamine“ seadme parameetrite alusel, et teavitada seadet, kuidas iga kihti printida ja kuidas neid kokku panna.
G-kood: see on keel, mida inimesed kasutavad selleks, et „öelda“ masinale, kuidas midagi teha. See on numbriline programmeerimiskeel, mis koosneb käskude jadast. 3D-printimise puhul ütlevad need käsud 3D-printerile, milliseid toiminguid tuleb teha – kuhu liikuda, millist kiirust kasutada, milline peab temperatuur olema ja veel palju muud. CNC-freesimis- ja lõikamisprotsessi puhul ütlevad need käsud CNC-freespingile, milliseid toiminguid tuleb teha – kuhu liikuda, millist liikumis- ja etteandekiirust kasutada, milline peab olema töötlemissügavus ning veel palju muud.
Täitematerjal: massiivsete objektide puhul kulub palju väärtuslikku filamenti ja printimisaega. Viilutusprotsess võib automaatselt teisendada massiivsed mahud õõnsateks, säästes nii kulusid kui ka aega. Õõnsa objekti võib osaliselt täita sisemiste struktuuridega, näiteks tugevust andvate vaheseintega.
Plaat, äär, serv: eemaldatavad struktuurid, mis minimeerivad objekti kuumutatava alusplaadi külge nakkumisega seonduvat probleemi.
Tugi: kui teie mudelis on üleulatuv osa või sild, millel puudub altpoolt toetav osa, võite kasutada selle 3D-printimiseks 3D-prinditavaid tugistruktuure.
Digitaalne 3D-mudel → Viilutamine → 3D-printimine → Tulemus |
Lasergraveerimine
Lasergraveerimine on subtraktiivne valmistamismeetod, mille puhul kasutatakse laserkiirt objekti pinnal detailirohke kujutise saamiseks.
Fookuspunkt: punkt, kus laserikiir puudutab pinda, peab olema laseri optilise süsteemi fokaaltasandis ja on kokkulangev tulipunktiga. See punkt on tavaliselt kõige väiksem punkt.
Graveerimis-/lõikamisprotsess: laserikiire energia muudab või sulatab tulipunktis materjali pinda. G-kood: lasergraveerimise või -lõikamise puhul ütlevad need käsud lasergraveerpingile täpselt, milliseid toiminguid tuleb teha – kuhu liikuda, millist kiirust kasutada, milline peab olema laseri väljundvõimsus protsentides ja veel palju muud.
M&V-graveerimine: see teisendab üleslaaditud kujutise mustvalgeks kujutiseks. Graveeritud kujutis on tume ja hele.
Hallskaalas graveerimine: see teisendab üleslaaditud kujutise hallskaalas kujutiseks. Graveeritud kujutis on originaalist olenevalt erineva intensiivsusega hallides toonides. Snapmakerjsis saate reguleerida kujutise kontratstust ja eredust.
Vektorgraveerimine ja -lõikamine: seda efekti kasutatakse vektorgraafikas kujutiste graveerimiseks või lõikamiseks. Selle korral järgitakse graveeritava või lõigatava mustri joont ja kumerust. Graveeritud kujutis on mustvalgetes toonides.
Digitaalne 2D-kujutis → G-koodis kirjutatud faili töötlemine → Lasergraveerimine või - lõikamine → Tulemus |
CNC-freesimine (arvjuhtimisega freesimine)
CNC-freesimine (arvjuhtimisega freesimine) on subtraktiivne valmistamismeetod, osad tekitatakse materjali eemaldamisega massiivselt objektilt erinevate freeside ja lõikeriistadega. See on aditiivsest meetodist (3D-printimisest) põhimõtteliselt erinev meetod.
CAD: raalprojekteerimine. See on arvutite kasutamine disaini loomisel, muutmisel, analüüsimisel või optimeerimisel. CNC-tööpingi abil saab CAD-faili alusel valmistada suure täpsuse ja suurepäraste füüsikaliste omadustega detaile.
CAM: raalvalmistus. See tähendab tootmisprotsessis tarkvara kasutamist töötlemiseks kasutatavate tööpinkide ja muude vahendite juhtimiseks. CAM on arvutipõhine protsess, mis järgneb arvutipõhisele projekteerimisele (CAD).
G-kood: CNC-freesimis- ja lõikamisprotsessi puhul ütlevad need käsud CNC-freespingile täpselt, milliseid toiminguid tuleb teha – kuhu liikuda, millist liikumis- ja etteandekiirust kasutada, milline peab olema töötlemissügavus ning veel palju muud.
CAD-mudel → CNC-programmi töötlemine (G-kood) → Materjalide freesimine või lõikamine → Tulemus |
