ОПЫТ УЧАСТИЯ ВО ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЕ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ И КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКЕ В НОМИНАЦИИ «ПРОТОТИПИРОВАНИЕ»

Статья посвящена опыту подготовки и участия студентов НИТУ «МИСиС» в Олимпиаде по Инженерной компьютерной графике в номинации «Прототипирование», особенностям работы над творческим заданием в системе КОМПАС 3D v18, а также интеграции 3D моделирования и 3D печати при цифровом прототипировании инженерных решений

В марте этого года команда студентов из «НИТУ МИСиС» приняла участие во всероссийской олимпиаде с международным участием по Инженерной и компьютерной графики, проходившей в НГТУ г. Новосибирск в двух номинациях: «Моделирование сборочных единиц» и «Прототипирование». В данной статье авторы делятся опытом подготовки студентов к участию в номинации  Прототипирование». От студентов требовалось за пять часов разработать карманный универсальный инструмент конструктора, который должен позволить выполнить чертёж или эскиз в условиях отсутствия под рукой полноценных чертежных инструментов кроме карандаша. А также были определены требования по габаритным размерам и зазорам изделий. Выполнение деталей и процесс создания сборки проводилось с использованием средств КОМПАС-3D v18, с которой еще не все команды студентов были знакомы. Подготовка к Олимпиаде проходила в НИТУ «МИСиС» в более ранних версиях КОМПАС-3D v16 и КОМПАС-3D v17. Интерфейс и способы работы КОМПАС-3D v16 и КОМПАС-3D v17 принципиально отличаются друг от друга, а для перехода на новую версию потребовалось при подготовке к Олимпиаде дополнительное время. В то же время, хорошие знания и умения владеть КОМПАС 3D v17 позволило в условиях данной Олимпиады быстро работать и в КОМПАС 3D v18. Сама программа не вызвала особых сложностей в работе над проектом, так как принципиальных отличий от КОМПАС3D v17 студентами замечено не было, а при внимательной работе позволило использовать ее дополнительные возможности.

За отведённое время команда НИТУ «МИСиС» в составе: В. А. Дорониной (2 курс) и П. В. Сутупова (4 курс) разработали оригинальный собственный проект, включающий в себя: корпус, линейку, транспортир, рейсшину, держатель для трёх карандашей и ластика, циркуль и крышку с пазами для установки линейки и транспортира. Для более быстрого и эстетического создания деталей «Крышка» и «Корпус» было согласовано выполнять их при помощи инструмента «листовое моделирование».

Использование данного инструмента в курсе «Инженерная и компьютерная графика» на 1 курсе не рассматривается, но как видим, потребовалось на Олимпиаде. Для решения подобных задач на кафедре АПД НИТУ «МИСиС» в сентябре 2018 года был создан кружок, в который приглашались наиболее способные и заинтересованные, в конструкторской и дизайнерской работе студенты. В кружке проводилась работа по подготовке к Олимпиадам на основе ранее решенных задач моделирования сборочных единиц, создании их 3D Моделей [1]. При выполнении рабочих чертежей деталей использовались альбомы, в которых выбирались детали не менее сложные, чем на данной Олимпиаде. Однако можно отметить, что в кружке мы больше уделяли внимания навыку работы в программе, но не учитывали скорость создания деталей. Одно из таких занятий было посвящено разделу «листовое моделирование», использование которого пригодилось в олимпиадной работе нашей команды.

Принцип заключался в следующим: создавалась модель листового тела толщиной 1мм, далее углы листа «сгибали» под определённым радиусом, и согнутая часть вытягивалась на определённое расстояние. Далее следовало плотное замыкание углов, обработка углов: стык по кромке. В детали «Держатель» имеется специальная выемка для ластика. Для создания такого элемента была применена команда: «открытая штамповка». Работа в разделе «Листовое моделирование» позволяет проектировать как пластиковые модели с последующей печатью на 3D принтере, так и металлические модели с последующим разгибанием всех углов в плоский контур и автоматизированным расчётом габаритных размеров и площади листовой заготовки. Однако, разработав большое количество отдельных деталей с интересными контструкторскими особенностями, студенты не успели за отведенной Олимпиадой время создать из них законченную сборку.

Учитывая это на будущее, мы будем проводить занятия на скорость создания сборки, и продолжать искать максимально автоматизированные пути при решении подобных задач. Следует отметить, что номинация «Прототипирование» носила творческих характер и вызвала интерес и мотивацию у команды НИТУ «МИСиС», которые впервые столкнулись с подобным опытом на Олимпиаде по Инженерной и компьютерной графике. Частично подобная работа на кафедре Автоматизированного проектирования и дизайна в секции Инженерная графика и дизайна ведется уже несколько лет. Она состоит в том, что при получении семестровой рейтинговой оценки, мы внесли одно задание, которое назвали творческое [2]. Оно не влияет на общие требования к выполнению объема заданий 1 и 2 семестров по Инженерной и компьютерной графике, но в то же время позволяет выявить творческие способности обучающихся на 1 курсе студентов и привлечь их в кружок. На кафедре имеется 3D принтер и планируется проводить занятия по подготовке к номинации «Прототипирование» с последующей распечаткой деталей на 3D принтере как отдельных деталей, так и полностью сборок.

Можно отметить, что и сейчас мы наблюдаем среди студентов, как отдельные студенты распечатывают в домашних условиях или в условиях центра прототипирования НИТУ «МИСиС» FabLab, выполненные ими домашние и творческие задания. Полученный опыт участия в Олимпиаде НГТУ г. Новосибирск показал, что подготовка команд должна носить системный характер, учитывающий высокие темпы изменения информационных технологий в инженерной конструкторской деятельности, в связи, с чем приносим свою благодарность организаторам и участникам данной Олимпиады в получении опыта, который послужит для развития дальнейшей работы как кружка, так и всего учебного процесса на кафедре компьютерной графической подготовки.

Список литературы

1. ОСОБЕННОСТИ ТВОРЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ СТУДЕНТОВ ПРИ РАБОТЕ С СИСТЕМАМИ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ Мокрецова Л.О., Головкнина В.Б., Васильев В.В. Современное образование: содержание, технологии, качество. 2015. № 1. С. 129-130.

2. О ВНЕДРЕНИИ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС СТУДЕНТОВ I КУРСА ТВОРЧЕСКИХ ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ Мокрецова Л.О., Васильев В.В., Головкина В.Б. Проблемы качества графической подготовки студентов в техническом вузе: традиции и инновации. 2015. Т. 1. С. 325-331.