В статье приводится решение проблемы нехватки наглядных пособий, макетов для изучения технологического оборудования, с помощью которых можно повысить качество обучения студентов. Целью данной работы является разработка проектов наглядных пособий в виде макетов технологического оборудования для учебных целей. На основании проведенного анализа макеты технологического оборудования предложено изготавливать методом 3D-печати, что позволяет получить достаточно детализированные модели оборудования.
Ключевые слова: аддитивные технологии, полимерные композиты, пресс, макет.
В 2015–2016 гг. были разработаны и внедрены новые ФГОС по специальностям 15.02.09 «Аддитивное производство» и 18.02.13 «Технология производства изделий из полимерных композитов», а с 2017 года в СПО началось обучение техников-технологов. С 2017 года началось обучение техников-технологов по специальностям «Аддитивное производство» и «Технология производства изделий из полимерных композитов»
В связи с чем появилась проблема, которая заключается в отсутствии материальной базы, наглядных пособий, макетов для изучения технологического оборудования, что приводит к снижению качества усвоения студентами знаний, умений и навыков.
Целью данной работы является разработка проектов наглядных пособий в виде макетов технологического оборудования для учебных целей.
Известно, что качество обучения в средне-специальных образовательных учреждениях зависит от многих условий и факторов [1]. Одно из условий — организация учебного процесса и методика обучения, влияющие не только на объем, глубину, сознательность и прочность усвоения обучающимися знаний, умений и навыков, но и на развитие их мышления, самостоятельности, творческой активности.
Анализ учебно-воспитательного процесса показывает, что использование технических средств обучения на уроках повышает уровень усвоения материала обучающимися до 50 %. При этом, в современных условиях, когда в различных отраслях машиностроения развиваются технологии, модернизируется технологическое оборудование, производится автоматизация технологических процессов традиционные средства обучения, не говоря об их отсутствии, не смогут обеспечить качественную подготовку специалистов.
Технический анализ производства изделий из полимерных композитов показал, что применяется несколько методов формования, в каждом из которых используется своё специальное технологическое оборудование
Например, для прямого горячего прессования изделий из полимерных композитов применяется гидравлический пресс [2]. С помощью него получают различные по форме и размерам изделия из реактопластов с предварительным подогревом материала и без него. Для многих вакуумных методов получения изделий из полимерных композитов применяются мобильные вакуумные системы (или станции) [3].
Для изготовления макетов технологического оборудования выбрана самая распространённая и недорогая технологии 3D-печати — FDM [4].
Анализ интернет-ресурсов показал, что подобного рода макеты разрабатываются и используются в различных сферах. Есть макеты, которые представляют просто устройство оборудования, а есть так называемые интерактивные, которые могут показывать, как работает оборудование или участок.
Создание макетов производится в несколько этапов по определенному алгоритму: обмер технологического оборудования и его составных частей; разработка 3D-модели оборудования; печать макета оборудования; сборка и постобработка.
В качестве изучаемых объектов исследовательской работы были взяты гидравлический пресс и вакуумная станция. Масштаб моделей установили 1:10. Разработка 3D-моделей производилась в программе САПР фирмы Аскон Компас-3D-22v. Подготовка к печати производилась в программе Repetier-Host.
На рисунках 1–3 показаны 3D-модели компонентов гидравлического пресса: станина, плунжер и верхняя плита. Особенность данной модели в том, что плунжер и верхняя плита соединяются неподвижно, но при этом плунжер может двигаться в отверстии станины пресса.
|
|
|
|
|
Рис. 1. Станина пресса |
Рис. 2. Плунжер |
Рис. 3. Верхняя плита |
Были разработаны 3D-модели комплектующих и узлов гидравлического пресса. Выявлены определенные проблемы, которые могут быть при печати макетов. Например, размеры деталей превышают размеры рабочей области 3D-принтера.
Далее были созданы 3D-модели вакуумной станции и напечатанный образец макета. Сборка макета осуществляется путем разборных соединений.
В заключении можно сказать, что, реализовав данный проект, решается проблема с материальной базой для образовательной организации, студенты получают практический опыт по своим специальностям, приобретают реальные навыки, знания, умения, что положительно сказывается на качестве образовательного процесса по новым профессиям и специальностям.
Рис. 4. Макет вакуумной станции в разборе и в сборе
В дальнейшем проект будет развиваться. Макеты будут оснащены электрикой, позволяющей оживить модели. Будут изготавливаться макеты участков и цехов на их основе.
Литература:
- Барановская И. В. Развитие творческой активности обучающихся на основе привлечения их к созданию макетов, моделей торгового оборудования / И. В. Барановская. // Открытый урок: [сайт]. — URL: https://urok.1sept.ru/articles/510761
- ДГ2432 Пресс гидравлический рамный для прессования изделий из пластмасс // Рубикон: [сайт]. — URL: https://stanki-katalog.ru/sprav_dg2432.htm
- Мобильная установка для инфузии МВС-20. // СКБ-077: [сайт]. — URL: https://www.skb-077.ru/mvi20 (дата обращения: 12.03.2024).
- Обзор технологии 3D-печати — FDM // Векторус: [сайт]. — URL: https://vektorus.ru/blog/obzory/tehnologii-3d-pechati-fdm.html
