Платоновы тела и Учитель года 2017

Подписаться на 3Dtoday
Argon
Идет загрузка
Загрузка
04.12.17
989
10
печатает на Prusa
3D-моделирование
18
Статья относится к принтерам:
Magnum Creative 2 UNI
Здравствуйте, уважаемые читатели портала 3D Today.
Этой осенью мне косвенно удалось приложить руку к конкурсу Учитель года 2017 и помочь номинанту от Тулы - Людмиле Валентиновне Наабер. А именно в изготовлении правильных многогранников методами 3д печати.

Правильный многогранник – объёмная выпуклая геометрическая фигура, все грани которой - одинаковые правильные многоугольники и все многогранные углы при вершинах равны между собой. Существует множество правильных многоугольников, но правильных многогранников всего пять. Названия этих многогранников пришли из Древней Греции, и в них указывается число.

Эти правильные многогранники получили название платоновых тел по имени древнегреческого философа Платона, который придавал им мистический смысл, но были известны они и до Платона. Тетраэдр олицетворял огонь, поскольку его вершина устремлена вверх, как у разгоревшегося пламени; икосаэдр - как самый обтекаемый - воду; куб - самая устойчивая из фигур - землю, а октаэдр – воздух. Додекаэдр отождествлялся со всей Вселенной и почитался главнейшим.
Многогранники, олицетворяющие 4 земные стихии и были выбраны в качестве наглядных пособий.
0c772c5f8fb7f413295a0c3e628ac22d.jpg
На каждой грани многогранника должны быть изображены дидактические основы - словосочетания, на основе которых ученики должны были создавать предложения. А сами словосочетания определяются каждый раз случайно, броском этих многогранников.
(Фото с репетиции презентации)
0b4d0ace342b3bc429b271fd63370536.jpg
Поэтому моё задание как раз и состояло в создании комплектов этих, с позволения сказать, "игральных костей" на принтере.
Я выбрал Компас 3Д как программу, где будет удобно и быстро редактировать множество надписей и начал моделировать (правда также и потому, что надписи могли изменятся буквально "на ходу", а сроки были самые кратчайшие).
Казалось бы - что могло пойти не так? Фигуры же простые и изящные из равносторонних треугольников. Однако, всё оказалось не очень просто.

И если с тетраэдром всё более-менее понятно, то построение в CAD системах таких многоугольников - информация достаточно специфическая, так что пришлось многое додумывать самому.

Тут я использовал хитрость, а именно параметрическое моделирование, т.к. сторону треугольника очень удобно обозначать переменной, а потом и задействовать вычисления с корнями при расчёте высоты равностороннего треугольника (слава всем богам, что Компас поддерживает вычисления внутри проставленных размеров) и при случае сразу изменять все размеры одним движением.

Икосаэдр - вот где самая мякотка, ибо обычными способами я не смог найти как его делать и пришлось извращаться.

1) Сначала нарисовал правильный пятиугольник на плоскости XY;
2) Вычислил высоту «шапки» и отложил на неё вспомогательную плоскость, на которой поставил точку в центре;
3) Воспользовался операцией «По сечениям»;
4) Аналогично сделал вторую шапку, но уже на расстоянии, которое также вычислил;
5) Заполнил промежуток между «шапками» цилиндром;
6) А дальше создал плоскость по 3-м точкам, и отсек, как Микеланджело, всё ненужное с помощью операции "плоскость по 3-м точкам" и эскиза на ней;
7) Повторил эту операцию №6 пока не получил наш Икосаэдр.
3864bd0ada0517ee781882669011d2aa.png
Тетраэдр делается очень похоже на икосаэдр, только пункты, которые нам потребуются, это 1-3.
С кубом всё понятно, а октаэдр - это тот же тетраэдр, но отражённый по плоскости симметрии.
Потом добавил надписи, чтобы получилось вот так:
e2b6d901b99778f96092462bd4509195.jpg
Ещё одной сложностью был экспорт в STL, т.к. Компас не хотел правильно делать надписи, закрывая их непонятными полигонами. При этом этот глюк повторялся время от времени по независящим от меня причинам. Поэтому пришлось взять Нетфабб и вручную удалить все паразитные полигоны, а иначе они превращались бы в артефакты при печати.
86d7a49382c665d382fb64e01f1160cc.jpg
Артефакты:
cce162b2bd93a21dd4029d44b384ea42.jpg
Сами надписи естественно получились разного размера, т.к. сами многогранники должны были примерно быть одинаковы по габаритам. А также столкнулся с тем, что для того, чтобы чётко получались мелкие надписи на нижней грани, нужно предельно аккуратно калибровать стол, иначе всё расплющивается.

Печатал различными марками ПЛА со слоем в 0.2 мм и максимально возможной скоростью (около 80-110 мм/с)
Результат, как можно увидеть, вполне приличный (хотя можно было бы и аккуратней, если бы было время). Главное, что заказчик доволен и смог провести открытый урок с необходимыми пособиями.
8c367565a019d48c2364492e53dd01ef.jpg
5d28185c8f86524e978e4ab3e8c4b788.jpg
03a101bb455632e8f551a44f458ffc91.jpg
16125741f43f7890a8198d2258db9dc6.jpg
PREVIEW
Всего было сделано 5 комплектов платоновых тел.
4902e1424ac9dee14612eaded7a4065c.jpg
Подписаться на 3Dtoday
18
Комментарии к статье

Комментарии

4 Дек 14:35
0
На такой скорости буковки очень хорошо получились.
4 Дек 16:16
0
Если в "Компасе" увеличить модель в 100 раз, а потом экспортировать в .stl, артефакты не пропадают?
4 Дек 19:18
0
Вот этого я не пробовал, возможно стоило, но я тогда о таком методе не знал. Спасибо)
5 Дек 10:17
0
Насчет "Компаса" не уверен, этот метод рекомендовали для Sketchup'а.
4 Дек 19:59
0
Бросьте мучать компас. Учитесь моделировать в Solidworks!
Задачку по построению правильных многогранников решали еще в универе, в solid'е строится без всяких уравнений.
7b1799dcda6e5485259b0fe911abe501.PNG
015c4bde2f4a29bb9ec9488f289e0cef.PNG
5 Дек 08:14
0
Солидворкс значительно подороже будет
5 Дек 10:09
0
Делалось всё частично на работе, а там стоял только лицензионный Компас 2017 и с лицензиями на работе у нас всё строго. По крайней мере это было забавно - решать самому задачу как построить.
5 Дек 08:16
0
Да, надписи здорово получились. А не хотели напечатать модельки, а надписи приклеить на самоклейке? Ну чтобы они контрастнее были
5 Дек 10:10
0
Спасибо)
Сначала думали про наклейки, но потом решили, что так будет лучше и оригинальней смотреться))
5 Дек 13:25
0
Просто мне бы тяжело возможно было бы прочитать, а учитывая что все наверняка спешат и вчитываться некогда

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Морковные втулки

3Dtoday за 60 секунд от 18 декабря

ПАО «ОДК-Сатурн» завоевало премию «Время инноваций» за проект в области топологической оптимизации и аддитивных технологий

Что подарить и что напечатать на Новый год

Vitae Industries тестирует 3D-принтер для печати таблеток

Еще один красавчик ZAV-L