Слайсер деген не және ол не үшін керек?

3D модельді екіөлшемді қабаттарға бөліп, g-кодқа айналдыратын бағдарлама, принтер командаларды түсінуі үшін.

3D принтер қалай жұмыс істейді?

Қыздырылған пластикті саптамадан g-код бойынша қабат-қабатымен қояды, бөлшек өсіп шыққанша.

3D принтер өмірде қайда керек болады?

Қосалқы бөлшектер, ойыншықтар, макеттер, ыдыс, протездер, оқу модельдері.

2.6. 3D баспасын баптау

Информатика, 6 сынып. Оқулық: Қадырқұлов Р. А., Нұрмұханбетова Г. К. (Алматыкітап баспасы, 2023). 2 бөлім: 3D баспа. 62–67-беттер.

Нені үйренесің

3D принтердің не екенін және ол затты қабат-қабатымен қалай жасайтынын түсіндіруді.
Баспаға арналған материалдарды (филамент) атауды: ABS, SBS, HIPS, PLA.
Слайсер не үшін керектігін және g-код деген не екенін түсіндіруді.
Баспаның негізгі баптауларын білуді: қабат биіктігі, саптама, материал, профиль.
3D баспаның қайда қолданылатынын айтып беруді.

Ой қозғау

3D моделін күнделікті өмірде қайдан кездестіруге болады? Мультфильмдерде және ойындарда, 3D кинода, жиһаз бен техниканың сызбаларында, карталар мен қосымшаларда.
3D графиканың кино өнерімен және анимациялық фильмдермен қандай байланысы бар (1-сурет)? Неге 3D туралы алдымен кино мен мультфильм еске түседі? Онда 3D-ні бәрі көреді: көлемді кейіпкерлер, кинотеатрдағы көзілдірік. Бірақ үшөлшемді модельдер бойынша қарапайым заттарды да жасайды: орындықтан бастап шәйнекке дейін.
Суреттердегі заттар қалай жасалған (аюлар, 3D кино, вазалар мен орындық)? Аюлар мен кинодағы көрініс компьютерде салынған, ал вазаны, орындықты және басқа заттарды 3D принтерде басып шығаруға болады.

Тақырыпты талдаймыз

3D және 3D принтер дегеніміз не

3D — «үш өлшем» деген сөз: ұзындық, ен және биіктік. Қағазға әріп басатын принтерді 2D принтер деп атауға болады, себебі қағаз парағы жазық.

3D принтер затты басқаша жасайды: ол материалды қабат-қабатымен жағады, көлемді бөлшек өсіп шыққанша. Мұндай технологияны 3D баспа дейді. Принтерді компьютерлік бағдарлама басқарады.

💡 Жұқа бауырсақтардан мұнара тұрғызып жатқаныңды елестет: әрбір келесісін алдыңғысының үстіне қоясың. 3D принтер де солай жұмыс істейді, тек бауырсақтары пластиктен, ал қабатының қалыңдығы миллиметрден кем.

🌟 Үшөлшемді объектілерді цифрлық деректер бойынша басып шығару технологиясын 1984 жылы Чарльз Халл ойлап тапты. 1986 жылы ол бұл технологияға патент алып, оған «Стереолитография» деген ат берді, Халл «3D Systems» компаниясын құрып, алғашқы станокты шығарды. «3D принтер» деген сөз ол кезде әлі болмаған. 1988 жылы FDM-баспа және лазермен басу (SLS) пайда болды.

Принтер неден тұрады

Оқулықтағы сызбада бес бөлік белгіленген:

дисплей;
принтердің қозғалтқышы;
3D модель (басылып жатқан зат);
модель жасалатын алаң (зат өсетін платформа);
филамент (пластик жіп оралған орамдық).

3D принтер немен басады

3D принтердің «сиясы» ретінде филамент қолданылады: көлденеңінің қимасы 1,75 мм немесе 3 мм болатын шөлмекке оралған пластик жіп (шыбық). Филаменттің бірнеше түрі бар. Ол төмендегі полимер материалдардан жасалады:

Слайсер: модельдерді «бөлгіш»

3D басып шығаруға арналған модельдер әдетте .stl форматындағы файлдарда таратылады. Бірақ принтер stl-ді оқымайды: оған g-код деп аталатын командалар керек. Модельді g-кодқа айналдыруға слайсер (ағылшынша slicer — «бөлу») бағдарламасы көмектеседі. Ол 3D модельді жұқа жазық қабаттарға «кеседі».

Cura бағдарламасы

Cura — танымал слайсер. Ол тегін және ашық кодты, яғни оның қалай жасалғанын кез келген адам қарай алады. Іске қосқанда сол жақта параметрлері бар терезе, ал оң жақта принтердің көкшіл «үстелі» ашылады. Оқулықтағы суретте терезеде мынадай мәндер тұр: қабат биіктігі 0,1 мм, қабырға қалыңдығы 1,2 мм, толтыру тығыздығы 20, баспа жылдамдығы 30 мм/с, саптама диаметрі 0,4 мм.

Модельді үстелге «Загрузить файл модели» (Модель файлын жүктеу) командасымен жүктейді.

⚠️ Жиі кететін қате. Слайсер мен 3D редакторды бір нәрсе деп ойлау. Редакторда модельді саласың, ал слайсерде оны баспаға дайындайсың.

Баптаулар: саптама, материал, профиль

Nozzle (саптама, сопло): еріген пластик шығатын тесіктің диаметрі. Баптау терезесінде 0,25, 0,4, 0,6 және 0,8 мм нұсқалары болды. 0,4 мм таңдалған.
Материал: PLA, ABS, CPE. ABS таңдалған.
Profile (профиль): High (Биік), Normal (Қалыпты), Fast (Жылдам). Normal таңдалған.
Печатать поддержку (Қолдауды басу): белгі қою; әдепкі бойынша қойылмаған.
Platform adhesion: модельдің үстелге қалай жабысатыны; «Кайма» таңдалған.

📕 Оқулықта «Профиль» бөлімінде 3D модельдің өлшемдерінің бірін таңдайды деп жазылған. Шын мәнінде профиль (High, Normal, Fast) баспаның сапасы мен жылдамдығын анықтайды, ал модельдің өлшемін бөлек өзгертеді.

💡 Жұқа қабаттар бетті тегіс етеді, бірақ басу ұзағырақ жүреді. Жылдам профиль уақытты үнемдейді, бірақ сапасы төменірек.

📌 Оқулықтағы Cura интерфейсі — ескі нұсқа (15.04.6). Қазіргі Cura-да терезе басқаша көрінеді, бірақ идеялар сол: қабат, толтыру, жылдамдық, қолдау, саптама.

3D баспа қайда қолданылады

Сәулет өнері, құрылыс, киім өндірісі мен дизайн, жарнама, медицина. Үшөлшемді суреті бар футболка, ғимарат макеті, күрделі бөлшектердің құймалары, археологтарға арналған көне заттардың модельдері және протездер басып шығаруға болады. Модельдеу үшін математика (әсіресе геометрия) мен дизайн білімі керек.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Басылған затты алдымен экранда тексеруге болатыны туралы әңгімелесіңіз: модель затты жасамай тұрып-ақ оның қандай көрінетінін және қалай жұмыс істейтінін көрсетеді. Жақын жерде робототехника үйірмесі немесе 3D принтері бар лаборатория болса, экскурсияға барып қайтуға болады.

Түсінгеніңді тексер

Өзіңді тексер

3D принтер дегеніміз не? Бөлшекті қабат-қабатымен жасайтын, программамен басқарылатын құрылғы.
Слайсер деген не және ол не үшін керек? 3D модельді екіөлшемді қабаттарға бөліп, g-кодқа айналдыратын бағдарлама, принтер командаларды түсінуі үшін.
3D принтер қалай жұмыс істейді? Қыздырылған пластикті саптамадан g-код бойынша қабат-қабатымен қояды, бөлшек өсіп шыққанша.
3D принтер өмірде қайда керек болады? Қосалқы бөлшектер, ойыншықтар, макеттер, ыдыс, протездер, оқу модельдері.

Жаттығуларды шығарамыз

№ 1

(Талдау) 2D және 3D принтерлерді төмендегі тармақтар бойынша салыстырыңдар: қолдану мақсаттары бойынша қандай ұқсастығы мен айырмашылығы бар; принтерлердің жұмыс істеу негіздері мен картриждерін пайдаланудағы қандай айырмашылықтарын айта аласың; адамдар үшін олардың қайсысының қызметі маңыздырақ? Себебін түсіндіріңдер.

Қалай ойлаймыз. Үш жолды кесте жаса. Әр жол үшін «ұқсастығын» және «айырмашылығын» жаз.

Шешуі.

	2D принтер	3D принтер
Мақсаты	құжаттарды, суреттерді қағазға басады	көлемді заттар жасайды
«Картриджінде» не бар	сия немесе тонер	филамент: пластик жіп
Қалай басады	бояуды жазық параққа жағады	еріген материалдың қабаттарын жағады
Ұқсастығы	екеуін де компьютер басқарады және файл бойынша басады

Маңыздылығы: 2D принтер оқу мен кеңсе үшін күн сайын керек. 3D принтер әзірге сирегірек, бірақ бөлшекті, макетті немесе протезді тез алу керек жерде оның орны ерекше.

Жауабы: ұқсастығы: екеуі де компьютердің басқаруымен файл бойынша басады; айырмашылығы: 2D бояумен жазық көшірме жасайды, 3D пластик қабаттарымен көлемді зат құрайды; екеуінің де маңызы жоғары, бірақ әртүрлі (күнделікті өмір мен өндіріс).

№ 2

(Жинақтау) Егер 3D принтерің болса, күнделікті тұрмыста қолдануға болатын қандай бұйымдарды басып шығарған болар едің? Тізімін ұсын. Ол бұйымдарды қандай мақсатта қолданасың? Түсініктеме бер.

Қалай ойлаймыз. Үйде немесе мектепте нең жетіспейтінін ойла: сынып қалатын немесе жоғалып кететін ұсақ-түйек.

Жауап үлгісі. 1) Телефонға арналған тірек: сабақтарды онлайн қарау ыңғайлы болу үшін. 2) Қалам мен қарындашқа арналған ұстағыш: үстелде тәртіп болу үшін. 3) Рюкзакқа арналған ілгек: рюкзак еденде жатпау үшін. 4) Атым жазылған брелок: кілтке немесе рюкзакқа. 5) Сынған ойыншыққа қосалқы бөлшек.

Жауабы: еркін жауап; бұйымдарды атап, әрқайсысы не үшін керек екенін түсіндіру маңызды.

№ 3

(Бағалау) 3D принтерлердің маңызы туралы 2 мысал келтір.

Қалай ойлаймыз. Сабақтан екі саланы таңда: медицина, археология, құрылыс, өндіріс.

Жауап үлгісі. 1) Медицина: 3D принтер протездерді адамның қажетті өлшеміне сай басып шығарады, яғни адам көмекті тезірек алады. 2) Археология: ғалымдар көне олжалардың нақты көшірмелерін басып шығарады, нағыз заттарды бүлдірмей зерттеу және көрсету үшін.

Жауабы: мысалы, медицинадағы протездер және археологиядағы артефактілердің көшірмелері, пайдасын түсіндіре отырып.

№ 4

(Ойлануға берілген сұрақтар, № 1) «3D принтер» дегеніміз не?

Қалай ойлаймыз. Анықтаманы еске түсір: не істейді және қалай.

Шешуі. Бұл — бөлшекті қабаттап құю әдісімен жұмыс істеуге негізделген, программамен басқарылатын станок. 3D баспа — қоспаны бірте-бірте қоса отырып, бұйымдар мен үшөлшемді үлгілерді жасауға арналған технологиялық әдістердің топтамасы.

Жауабы: материалды қабат-қабатымен жағу арқылы үшөлшемді зат жасайтын, программамен басқарылатын құрылғы.

№ 5

(Ойлануға берілген сұрақтар, № 2) «Слайсер» дегеніміз не? Ол қандай мақсатта қолданылады?

Қалай ойлаймыз. Слайсер модель мен принтердің арасында тұрады.

Шешуі. Слайсер (ағыл. slicer — «бөлу») — үшөлшемді модельді принтер түсінетін командалар жиынына, яғни g-кодқа айналдыратын бағдарлама. Ол модельді екіөлшемді қабаттарға бөледі. Принтер нені және қалай басу керегін түсінуі үшін қолданылады.

Жауабы: слайсер 3D модельді (.stl файлын) қабаттарға бөліп, g-кодқа айналдырады; модельді басуға дайындау үшін керек.

№ 6

(Ойлануға берілген сұрақтар, № 3) 3D принтердің жұмысын қалай түсіндіре аласың?

Қалай ойлаймыз. Жолды қадам-қадаммен сипатта.

Шешуі. Алдымен модельді g-кодқа айналдырады. Принтер пластикті қыздырып, саптама арқылы сығып шығарады да, командалар бойынша жұқа қабаттармен, бірінің үстіне бірін қояды. Қабаттар қатады және зат өсіп шығады.

Жауабы: 3D принтер g-код бойынша еріген пластикті қабат-қабатымен қояды, көлемді бөлшек шыққанша.

№ 7

(Ойлануға берілген сұрақтар, № 4) Күнделікті тұрмыста 3D принтерді қандай мақсатта қолдануға болады?

Қалай ойлаймыз. Үйде не жиі сынады немесе керек болады?

Жауап үлгісі. Қосалқы бөлшектерді (тұтқа, бекіткіш, дөңгелекше), ойыншықтарды, тіректерді, ұйымдастырғыштарды, қауіпсіз пластиктен (PLA) жасалған ыдыс-аяқты, әшекейлерді, мектеп жобаларына арналған бөлшектерді басып шығару.

Жауабы: еркін жауап: жөндеу және қосалқы бөлшектер, ойыншықтар, тіректер мен ұйымдастырғыштар, әшекейлер, оқу модельдері.

№ 8

(Үй тапсырмасы, жоба) Кестеде берілген жеке және бірлесе орындауға арналған жоба тақырыптарының бірін таңдап, орында.

Қалай ойлаймыз. Тақырыптар жоба түрлері бойынша топтастырылған. Өзіңе қызықтысын таңда.