TCMB116 Дизайн с Cad/Cam и 3D печат

Анотация:

Курсът има за цел да запознае обучаемите с високите технологии за 3D печат и дигитализация (3D сканиране). Разглеждат се различни приложения на 3D печата в областта на биотехнологиите, архитектурата, дизайна, сигурността и инженерната сфера. Специално внимание се отделя на придобиването на умения за самостоятелно създаване на 3D обекти във виртуална среда според изискванията за 3D печат.

прочети още
Телекомуникации и компютърни технологии

Преподавател(и):

гл. ас. Йоана Иванова  д-р

Описание на курса:

Компетенции:

Успешно завършилите курса студенти:

1) знаят:

• основни методи за 3D моделиране на обекти.

• основни технологии за 3D печат (видове принтери, лазери).

• съвременни приложения на 3D печата.

• предимства и недостатъци на материалите за 3D печат.

2) могат:

• да моделират 3D обекти според изискванията за 3D печат.

• да извършват софтуерна проверка на 3D моделите за грешки или наличие на незатворени повърхнини преди стартиране на печата.

• да задават специфични настройки в софтуер за управление на 3D принтер.


Предварителни изисквания:
Студентите да имат знания и/или умения:

• базови компютърни умения са задължителни;

• за предимство се счита владеенето на софтуерни продукти за 3D моделиране.



Форми на провеждане:
Редовен

Учебни форми:
Лекция

Език, на който се води курса:
Български

Теми, които се разглеждат в курса:

  1. Видове компютърна графика. Криви и повърхнини на Безие. Характеристики на графичните изображения. Трикомпонентна теория на цветното зрение. Основни понятия от Цветознанието (цвят, цветова палитра) и Теория на цветовете (спектрален кръг, цветови модели). Правило на златното сечение. Значението на симетрията и зрителните центрове при изграждане на хармонична композиция.
  2. Същност на 3D компютърната графика. Определяне на точка, права и равнина в пространството на Гаспар – Монж. Основни методи за моделиране на 3D обекти (моделиране на повърхнини и моделиране на геометрични тела). Двумерни и тримерни геометрични трансформации - транслация, мащабиране, ротация. Матрица за тримерна геометрична трансформация в хомогенни координати [1].
  3. Геометрични трансформации на 3D обекти чрез Булеви операции. Образуване на съставни тела чрез сечение, обединение, разлика и интерференция [1, 2]. Паралелна и перспективна проекция – център на проекцията, проекционна равнина. Тримерно визуално и верижно преобразуване. Видове геометрични модели – скелетен, повърхностен и продукционен обемен модел [1]. Алгоритми за определяне на видими линии и повърхнини – алгоритъм на плуващия хоризонт; алгоритъм за отстраняване на задните стени, алгоритъм на художника и алгоритъм на Z-буфера [1].
  4. История на развитието на 3D печата от RP-технология за бързо прототипиране. Същност на адитивния процес. Съвременни технологии за 3D печат. Видове 3D принтери. Материали за 3D печат. Предимства на метода микро-стереолитография.
  5. Съвременни приложения на 3D печата. 3D печатът в сферата на телекомуникациите. Предимства на 3D печата пред машинното механично производство. Тенденции в развитието на CAD/ CAM системите.
  6. Възможности за 3D печат на обекти след дигитализация (3D сканиране). Същност и приложения на дигитализацията (3D сканирането). Видове 3D скенери. Специфики в принципа на работа на 3D лазерните скенери [1, 9]. Методи и средства за визуализация на дигитализирани обекти. • Фотореалистични холографски визуализации. • Използване на електро-холография за запис и реконструиране на 3D обекти. • Същност на стереоскопията. • Софтуерни продукти за конвертиране на изображения и видео файлове в стереоскопичен файлов формат [1, 2].
  7. ТЕСТ
  8. Практическо моделиране на 3D обект в Autodesk123D според техническите изисквания за 3D печат.
  9. Практическо моделиране на 3D обект в Autodesk123D според техническите изисквания за 3D печат.
  10. Практическо моделиране на 3D обект в Autodesk123D според техническите изисквания за 3D печат.
  11. Файлови формати за запис на 3D обекти. Конвертиране на файловите формати, в които са записани 3D моделите, във файлови формати, с които софтуерът на 3D принтера оперирa. Специализирани софтуерни продукти за проверка и отстраняване на грешки в моделите (несвързани части от обекта, нередуциран брой полигони и др.).
  12. Етапи на процеса на 3D печат. Отстраняване на потенциални проблеми, свързани с работния процес. Задаване на специфични настройки в софтуерни продукти за управление на 3D принтер.
  13. Печат на авторски 3D модел.
  14. Печат на авторски 3D модел.
  15. Защита на самостоятелен проект. Представяне на самостоятелно създаден авторски 3D модел / 3D принтиран обект, придружен от съответната документация по проекта, която да включва снимков/ видео материал за описание на работния процес.

Литература по темите:

Книги:

[1] Мардиросян, Г., Основи на дистанционните аерокосмически технологии, Нов български университет, 2015 (налична в библиотеката на НБУ).

[2] Чавдаров, И., Моделиране на роботи с 3D принтери, София: Университетско издателство "Св. Климент Охридски" , 2018 (наличен в библиотека на НБУ).

[3] Малешков, С., В. Георгиев, Компютърна графика и фотореалистична визуализация, учебник, издателство на НБУ, ISBN: 978-954-535-808-7, 2014, – автор на глави 1, 2, 3, 4, 7, 11, 12 и 13.

[4] Torta, S. and J. Torta, 3D Printing, Mercury Learning and Information, Dulles, Virginia, 2019, ISBN-13: 978-1683922094, https://terrorgum.com/tfox/books/3dprinting.pdf

[5] King, Jason, Beginners Guide to 3D Printing at Home, Issue 3 (July 2015).