Ключевое слово: «аддитивные технологии»

В статье исследуются аддитивные технологии, их виды, способы применения, достоинства и недостатки. Анализируется возможность применения аддитивных технологий как способа реализации концепции бережливого производства.

Важной задачей, стоящей перед педагогом цифровой школы, является подготовка выпускника, способного использовать полученные знания в практической деятельности и предлагать нестандартные решения, востребованные Индустрией 4.0. Авторами исследуется проблема обоснования эффективности применения 3D-моделирования для формирования исследовательских умений обучающихся в условиях дополнительного образования. Цель исследования – изучить возможности 3D-моделирования на занятиях в системе дополнительного образования для развития исследовательских умений школьников. В работе используется следующая классификация исследовательских умений: операционные, коммуникативные, организационные, информационные. Для них авторами определены соответствующие показатели: проведение наблюдений и исследований; выдвижение гипотезы; планирование деятельности; анализ информационных источников. Научная новизна заключается в том, что обосновываются возможности использования 3D-моделирования как аддитивной технологии для подготовки выпускников школ, способных успешно самореализовываться в условиях креативной индустрии. Теоретическая значимость: выявлены дидактические возможности средств 3D-моделирования в условиях дополнительного образования, способствующие развитию исследовательских умений школьников за счет повышения наглядности представления изделия, универсальности, отсутствия необходимости в дополнительной физической модели, относительной быстроте получения чертежей и макетов. Опытно-экспериментальная работа проводилась на базе Центра прототипирования Орловского государственного института культуры, в студиях блогинга и видеотворчества. При диагностике оценивались модели и объекты, напечатанные на 3D-принтере. В качестве метода статистической обработки использован критерий χ2 (хи-квадрат) Пирсона. В результатах представлена программа занятий для модуля «Креативное моделирование», позволяющего в ходе выполнения междисциплинарных заданий развивать исследовательские навыки участников студий. Разработана система заданий для поддержки всех этапов деятельности обучающихся. В заключении сделаны выводы о потенциале 3D-моделирования: выдвижение гипотезы естественно-научного характера и осуществление ее проверки экспериментальным путем; овладение методикой самостоятельного планирования и проведения эксперимента с соблюдением правил техники безопасности и т. д. Сформулированы трудности, которые осложняют использование 3D-моделей: проблема подготовки наставников к включению технологии; организация доступа учеников к оборудованию. Полученные результаты могут быть применены на занятиях в системе дополнительного образования для профориентационной работы, организации свободного времени и поддержки интеллектуального развития школьников.

Изготовлены образцы из сплава AlSi5 аддитивной технологией послойного электродугового выращивания и различными вариантами траекторий выращивания слоев. Проведены испытания на ударную вязкость при температуре испытания минус 60 ˚С и исследование микроструктуры наплавленного сплава. Результаты испытания на ударную вязкость при температуре испытания минус 60 ˚С в среднем составило 20,4 Дж/см2, что указывает на возможность применения технологии послойного электродугового выращивания сплава AlSi5 для создания изделий, эксплуатирующихся в условиях низких климатических температур с учетом контроля порядка наложения валиков для снижения дефектов наплавленного металла и установления допуска на механическую обработку по краям наплавленных слоёв из-за наличия рассеянной пористости.

В статье рассматривается содержание электронного учебно-методического комплекса, разработанного для изучения трёхмерного моделирования и аддитивных технологий. Предложена последовательность изучения и содержание занятий, перечислено используемое программное обеспечение и причины его выбора. Уделяется внимание форме представления учебных материалов. Материал к занятиям предоставляется в формате веб-сайта.

В статье рассматриваются современные тенденции развития цифрового производства как ключевого направления Индустрии 4.0. Особое внимание уделяется интеграции цифровых технологий – аддитивного производства, роботизации, обработки больших данных, облачных вычислений, искусственного интеллекта и киберфизических систем – в промышленные процессы. Показано, что цифровизация позволяет создавать «умные фабрики», повышающие эффективность, гибкость и устойчивость производства. Проведен анализ методов исследования в данной области, включая системный и процессный подход, математическое моделирование, симуляцию, анализ больших данных и экспериментальные разработки. Представлена таблица с основными направлениями цифрового производства и примерами их практического применения.