Науковий гурток «3D моделювання та друк»

Від ідеї — до реального об’єкта

Гурток покликаний познайомити студентів із сучасними технологіями 3D проєктування та адитивного виробництва, які активно застосовуються в інженерії, медицині, архітектурі та IT-індустрії.

ВСТУП

Технології 3D моделювання та адитивного виробництва (3D-друку) є одними з найперспективніших напрямків сучасної технічної освіти. Вони знайшли широке застосування в машинобудуванні, медицині, архітектурі, дизайні та сфері інформаційних технологій. Вивчення основ тривимірного проєктування сприяє розвитку просторового мислення, інженерних навичок та креативного підходу до вирішення задач.

Основним завданням гуртка «3D Моделювання та Друк» є надання студентам практичних навичок роботи з сучасним програмним забезпеченням для тривимірного проєктування (Blender, Tinkercad, Fusion 360, FreeCAD), а також ознайомлення з принципами роботи FDM і SLA 3D-принтерів, налаштуванням слайсерів та постобробкою готових виробів.

Реалізація гуртка дозволяє стимулювати інтерес студентів до технічної творчості, розвивати вміння перетворювати ідею на цифрову модель, а потім — на фізичний об’єкт. Паралельно формуються навички командної проєктної роботи, критичного мислення та дослідницької діяльності. Студенти знайомляться зі світом професій у сферах CAD/CAM-проєктування, прототипування та цифрового виробництва.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ГУРТОК

Гурток «3D Моделювання та друк» створено за ініціативи викладачів циклової комісії програмування та інформаційних дисциплін спеціаліста вищої категорії, викладача-методиста Новака Ю.П. і студентів спеціальності «Комп’ютерна інженерія», «Інженерія програмного забезпечення» та Будівництво та цивільна інженерія  ВСП «РФК НУБіП України» у 2026 році.

Засідання гуртка проводяться 4 рази на місяць протягом навчального року в Кабінет 3D-друку  №111, оснащеній FDM 3D-принтерами та потужними робочими станціями з ліцензійним та відкритим програмним забезпеченням для 3D-проєктування.

Тематика засідань обирається з міркувань забезпечення покрокового оволодіння навичками — від базових принципів геометричного моделювання до реалізації власних проєктів з практичним виготовленням виробів методом адитивного виробництва.

Цілі і завдання гуртка

Мета роботи гуртка: формування у студентів практичних компетентностей у сфері 3D проєктування та адитивного виробництва, розвиток технічної творчості, підготовка конкурентоздатних фахівців, здатних застосовувати цифрові технології виробництва в майбутній професійній діяльності.

Завдання роботи гуртка:

  • ознайомлення студентів з основами тривимірного геометричного моделювання та принципами CAD-систем;
  • формування практичних навичок роботи в програмах Tinkercad, Blender, FreeCAD, Fusion 360;
  • вивчення принципів роботи FDM та SLA 3D-принтерів, налаштування слайсерів (Ultimaker Cura, PrusaSlicer, BambulabStudio, Greality Studio, OrcaSlicer);
  • розвиток уміння самостійно проєктувати функціональні вироби і доводити їх до фізичного прототипу;
  • стимулювання інтересу до інженерних та технічних спеціальностей, інноваційного підприємництва;
  • виховання навичок командної роботи.

Очікувані результати від роботи гуртка

  • 🖥️Вміння працювати з CAD-програмами для створення 3D-моделей будь-якої складності
  • 🖨️Практичний досвід підготовки та виведення моделей на 3D-друк
  • 🔩Навички проєктування з урахуванням допусків, матеріалів та технологічних обмежень
  • 💡Здатність реалізовувати власні технічні ідеї від ескізу до готового виробу
  • 📐Розуміння основних принципів інженерної графіки та технічного креслення
  • 🤝Розвиток комунікаційних та командних навичок у ході групових проєктів
  • 🏆Готовність до участі в конкурсах, хакатонах і наукових конференціях
  • 🌐Орієнтація у ринку праці: CAD-інженер, дизайнер, прототипіст, технолог ЧПК

📋План роботи гуртка

  • Тема 1. Вступ. Що таке 3D-моделювання і 3D-друк. Огляд технологій: FDM, SLA, SLS. Застосування в промисловості, медицині, архітектурі та дизайні. Техніка безпеки при роботі з 3D-принтерами.
  • Тема 2. Основи тривимірної геометрії. Системи координат у просторі. Базові геометричні тіла. Поняття полігональної сітки (mesh), поверхні та твердого тіла (solid). Стандарти 3D-файлів: STL, OBJ, STEP.
  • Тема 3. Знайомство з Tinkercad. Інтерфейс програми. Базові інструменти: додавання, видалення, об’єднання, вирівнювання об’єктів.
  • Тема 4. Параметричне моделювання в Tinkercad. Робота з розмірами та прив’язками. Проєктування функціональних деталей: кронштейни, корпуси, кліпси.
  • Тема 5. Знайомство з FreeCAD. Середовище Sketcher і Part Design. Ескіз, обертання, видавлювання, фаска, заокруглення.
  • Тема 6. Збірки та деталювання у FreeCAD. Складальний документ, обмеження з’єднань (Constraints). Специфікації та технічна документація.
  • Тема 7. Знайомство з Blender — інтерфейс і навігація. Режими Edit Mode та Object Mode. Модифікатори.
  • Тема 8. Полігональне моделювання в Blender. Операції з полігонами: extrude, bevel, loop cut. Побудова персонажа / предмета для друку. Підготовка моделі до друку: видалення артефактів, перевірка нормалей.
  • Тема 9. Слайсери — Ultimaker Cura. Принципи роботи слайсера. Параметри друку: шар, заповнення, підтримки, адгезія. Аналіз G-коду. Практична робота: оптимізація параметрів для конкретної деталі.
  • Тема 10. Слайсери — PrusaSlicer. Порівняння з Cura. Розширені налаштування: змінний шар, режими друку. Підготовка моделі до багатоколірного друку.
  • Тема 11. Робота з FDM 3D-принтером. Будова принтера: екструдер, стіл, осі. Завантаження філаменту, калібрування столу. Матеріали: PLA, PETG, ABS, TPU — властивості та застосування.
  • Тема 12. Процес друку та усунення помилок. Типові дефекти: stringing, warping, layer shifting, under-extrusion. Методи виявлення та усунення.
  • Тема 13. Постобробка виробів. Видалення підтримок та рафту. Шліфування, заповнення, склейка. Фарбування та покриття.
  • Тема 14. Реверс-інжиніринг та 3D-сканування. Поняття реверс-інжинірингу. Огляд технологій 3D-сканування: фотограмметрія, структурований світло. Програми: Meshroom, RealityCapture (огляд).
  • Тема 15. Проєктування для 3D-друку. Design for Additive Manufacturing (DfAM). Правила: мінімальна товщина стінок, кути нависання, отвори, вставки. Практична робота: редизайн деталі з урахуванням DfAM.
  • Тема 16. Функціональні прототипи. Поняття прототипування в процесі розробки продукту. Типи прототипів: концептуальний, функціональний, передвиробничий
  • Тема 17. Інтеграція 3D-друку та електроніки. Проєктування корпусів для мікроконтролерів (Arduino, Raspberry Pi). Кріплення для датчиків та модулів.
  • Тема 18. 3D-моделювання в архітектурі та дизайні середовища. Макетування будівель і об’єктів благоустрою. Масштаб і пропорції в архітектурних моделях.
  • Тема 19. 3D-моделювання в медицині та біоніці. Виготовлення ортезів, протезів, навчальних анатомічних моделей. Огляд матеріалів для медичного друку.
  • Тема 20. Командний проєкт — розробка виробу від А до Я. Постановка задачі, брейнштормінг, ескізування. Розподіл ролей: конструктор, технолог, дизайнер. Проєктування, друк, постобробка, презентація.
Перейти до вмісту