Изготовление прототипов worldskills что это

Изготовление прототипов

Специалист по прототипированию создает прототипы, которые дают возможность инженерам и проектировщикам испытывать, оценивать и модифицировать изделие непосредственно в процессе разработки. Прототипы позволяют тестировать функционал будущего изделия, определять его рабочие характеристики в реальных условиях эксплуатации и даже выяснить, готовы ли потребители приобретать такое изделие.

Специалист по прототипированию должен обладать высочайшими навыками межличностной коммуникации, поскольку он должен уметь убедительно показать заказчику, что его профессиональные советы и рекомендации, основанные на результатах прототипирования, обеспечат полную поддержку их производственным планам. Специалист этого профиля обладает широким диапазоном компетенций в следующих областях: системы 3D CAD, системы CAM (автоматизированные системы технологической подготовки производства), такими как фрезерование, печать, литье в вакууме, работа со механизированным и ручным инструментом, техники окраски распылением и финишной обработки. Специалисты по прототипированию используют свои знания, навыки и опыт для изготовления прототипов в соответствии предложенным проектом, но с учетом неизвестных составляющих, неизменно присутствующих в новых разрабатываемых изделиях.

В ближайшие годы ожидается рост занятости таких специалистов. Потребительский спрос на новые виды и дизайн продукции будет поддерживать потребность в квалифицированных специалистах в этой области.

Источник

CAD. Трехмерное моделирование при изготовлении прототипов

6. Создаем эскиз верхнего прямоугольника тем же способом, что и эскиз первого, только выбираем стиль создания от центра.

7. Удаляем привязку верхнего прямоугольника к горизонту.

2. Выбираем сначала один скетч, потом второй. Программа автоматически их соединяет, создавая 3D-тело.

3. Создаем фаски по краям горшка. Для этого нажимаем на строку «Chamfer» на вкладке «MODIFY». На этой вкладке находятся инструменты, которые редактируют построенное 3D-тело.

1. Создаем скетч на дне горшка ранее изученным способом.

2. Проецируем на него дно. Чтобы это сделать, можно воспользоваться клавишей «P».

6. Повторяем настройки на другой оси, нажимаем на кнопку «OK», а потом на кнопку «FINISH SKETCH».

7. Используем команду «Extrude» и выделяем все отверстия, чтобы вырезать их из дна.

8. Вводим значение, на которое нужно выдавить их, или тянем за стрелочку вниз до нужного значения.

1. Отрисовываем скетч для прорези в поддоне. Для этого выбираем базовую плоскость.

2. Нажимаем клавишу «P», чтобы вызвать команду проекции, и проецируем подставку.

3. Проводим вспомогательную пунктирную линию из центра координат вверх.

4. Создаем прямоугольник из точки пересечения вертикали и вершины подставки, после чего нажимаем на кнопку «FINISH SKETCH».

7. Вырезаем прорези, потянув за стрелку.

8. На прорезях должны быть скругления. Поэтому нажимаем на строку «Filet» на вкладке «MODIFY», выбираем кромки, которые нужно скруглить, и вводим нужное значение.

1. Делаем скетч на дне поддона.

2. Нажимаем клавишу «P», чтобы вызвать команду проекции, и проецируем геометрию четырех крайних отверстий.

3. Скрываем верхнее тело горшка, после чего нажимаем на кнопку «FINISH SKETCH».

4. Используем команду «Extrude» и выбираем все четыре профиля отверстий.

5. Делаем верхнюю часть горшка видимой и нажимаем на плоскость его дна. Таким образом команда «Extrude» поймет, что нужно выдавить профили этого эскиза до высоты поверхности, на которую мы нажали.

Источник

3D-печать

Главным преимуществом стереолитографии является высокая точность печати. Минимальная высота слоя может составлять всего 25 микрон.

Из недостатков стоит отметить высокую стоимость производимых моделей за счет высокой цены расходных материалов.

Вот пример напечатанной детали с механическими поддержками.

В процессе данного производства лазер выборочно спекает частицы полимерного порошка, сплавляя их друг с другом и тем самым создавая слой за слоем.

Данная технология обеспечивает высокую точность, детализацию и позволяет производить детали с хорошими и стабильными механическими свойствами в отличие от FDM и SLA. А печать в объеме расходного материала позволяет печатать детали даже самой сложной формы без механических поддержек.

Вот пример детали, напечатанной по данной технологии.

Данная технология основана на послойном построении объекта из фотополимера на базе воска для построения поддержек и полимера со свойствами, выбранными для самой детали.

MJP чем-то схожа с технологией SLA: в обеих используются фотополимерные смолы и ультрафиолетовые лазеры. Но MJP отличается более детализированной печатью и наличием восковых поддержек, что, в свою очередь, позволяет полностью избавиться от постобработки модели.

Так выглядит деталь, изготовленная по данной технологии.

Принцип печати заключается в последовательном нанесении порошкообразных материалов слой за слоем, после чего наносится связующий полимер. Особенность технологии в том, что можно использовать полимеры разных цветов, что позволяет создавать разноцветные и текстурированные детали.

Подобная технология применяется для создания реалистичных прототипов зданий, одежды и обуви, органов человека в медицине, а также изготовления фигурок отсканированных людей.

Печать по данной технологии осуществляется за счет послойного наплавления материала.

Несмотря на то, что технология FDM является самой старой технологией печати, широкое распространение она получила сравнительно недавно. Она заключает в себе простоту изучения и использования, доступность на рынке аддитивных технологий и прекрасное соотношение между ценой и качеством готовых изделий.

1. 3D-модель формата STL загружаем в специальный софт, именуемый слайсером.

2. Располагаем модель так, чтобы минимизировать количество поддержек.

3. Выставляем параметры печати. Обозначаем высоту слоя. Она не должна превышать диаметр установленного на принтере сопла. Чем больше высота слоя, тем быстрее печать, но при этом страдает качество поверхности модели.

4. Выполняем настройки процента заполнения. Они влияют на уровень заполняемости модели: чем выше процент, тем прочнее модель. Но при этом увеличивается расход материала и время печати.

5. Выполняем настройки поддержки. Основными являются зазоры между моделью и телом поддержки во время печати. Настраивая поддержки, необходимо учитывать высоту слоя.

6. Выполняем настройки адгезии. Они позволяют создавать «юбки» вокруг моделей, которые увеличивают площадь контакта модели со столом. Чем меньше площадь контакта, тем шире должна быть «юбка».

7. После установления всех параметров нажимаем Slicing.

8. Сохраняем задание и отправляем его на принтер.

Источник

Изготовление прототипов worldskills что это

Производство и инженерные технологии

Изготовление прототипов

Прототипирование – это создание опытных образцов или работающей модели с целью проверки возможности реализации проекта для демонстрации модели заказчику. Прототип – модель изделия создается в соответствии с проектными критериями и характеристиками изделия перед этапом его запуска в массовое производство. Окончательный проект определяется тестированием и изучением функциональности и модификаций изготовленной модели – прототипа. Основной сферой применения технологии прототипирования является промышленность.

Специалист по прототипированию занимается разработкой, созданием, испытанием и модификацией прототипов. Он должен обладать умением твердотельного моделирования, CAD моделирования, иметь понимание технических деталей, уметь читать чертежи, обладать знанием программы для создания трехмерных моделей, создания трехмерного проекта модели, уметь работать с 3D-принтером, станками с ПУ, 3D-сканером, ручным электроинструментом. Специалист должен иметь навыки слесарной обработки: разметка, опиливание, сверление, нарезание резьбы, притирка, доводка, пригонка собираемых деталей в узлы с последующей регулировкой и проверкой работы конструкции, а также навыки по покраске изделий и дизайнерскому решению. Он осуществляет проверку функциональности и выполнение технических требований к изделию.

Название ENG: Prototype Modelling

Статус компетенции: Основная

Тип: WSI

№ CIS: 45

Количество конкурсантов в команде: 1

Источник

Техническое описание компетенция «Прототипирование»

Организация WorldSkills Russia (WSR) с согласия технического комитета в соответствии с уставом организации и правилами проведения конкурсов установила нижеизложенные минимально необходимые требования владения этим профессиональным навыком для участия в конкурсе.

Техническое описание включает в себя следующие разделы:

2. КВАЛИФИКАЦИЯ И ОБЪЕМ РАБОТ

3. КОНКУРСНОЕ ЗАДАНИЕ

4. УПРАВЛЕНИЕ НАВЫКАМИ И КОММУНИКАЦИЯ

6. ОТРАСЛЕВЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

7. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

8. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО НАВЫКА ПОСЕТИТЕЛЯМ И ЖУРНАЛИСТАМ

Дата вступления в силу:

______________________ Тымчиков Алексей, Технический директор WSR

______________________ ФИО, эксперт WSR

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Название и описание компетенции

1.1.1 Название профессионального навыка:
Прототипрование

1.1.2 Описание компетенции

2 Выходом любого проектирования, является изделие. Прототипирование – является промежуточным этапом между компьютерным проектированием и изготовлением изделия. Также прототипирование можно назвать контролем качества проектирования, т. к. само изготовление изделия всегда дорогостоящая процедура, предварительный прототип помогает избежать возможные ошибки в дальнейшем производстве. Навык правильно и качественно изготовить работающий прототип на данный момент является весьма необходимым для любого типа производства.

1.2. Область применения

1.2.1 Каждый Эксперт и Участник обязаны ознакомиться с данным Техническим описанием.

1.3. Сопроводительная документация

1.3.1 Поскольку данное Техническое описание содержит лишь информацию, относящуюся к соответствующей профессиональной компетенции, его необходимо использовать совместно со следующими документами:

· «WorldSkills Russia», Правила проведения конкурса;

· «WorldSkills International», «WorldSkills Russia»: онлайн-ресурсы, указанные в данном документе;

2. КВАЛИФИКАЦИЯ И ОБЪЕМ РАБОТ

Конкурс проводится для демонстрации и оценки квалификации в данном виде мастерства. Конкурсное задание состоит только из практических заданий.

2.1. Требования к квалификации

Участник чемпионата должен уметь:

· Работать с трехмерными системами в формате CAD;

· Подготавливать двухмерные и трехмерные чертежи;

· Создавать модели-прототипы при помощи ручного инструмента и машин;

· Переносить и создавать копии деталей;

· Дорабатывать и делать финишную поверхность модели-прототипа посредством ручной обработки;

· Работать со стандартными пластмассами: акриловое стекло, полилактид, ПВХ и т. п., подвергая их таким операциям, как резка, ошкуривание, склеивание и окрашивание (без формовки под действием высоких температур и полировки);

· Пользоваться измерительным оборудованием.

Участник чемпионата должен обладать знанием и пониманием следующих областей:

· Создание моделей-прототипов на основании проекта, с применением указанных материалов, ручного инструмента и станков;

· Правильное задание параметров печати;

· Изменение незначительных деталей изделия;

· Программное обеспечение 3D-CAD (например, Inventor, SolidWorks, ProE и т. д.);

· Стандарты ISO для чертежей;

· Создание деталей, сборка и выполнение чертежей при помощи программного обеспечения 3D-CAD, включая определение габаритов;

· Характеристики, риски и методы обработки таких материалов, как: герметизирующая смола, ламинирующая смола, древесная целлюлоза, полилактид;

· Использование баллонов с аэрозолями;

· Использование конструкторских навыков;

· Иметь навыки подключения и работы с электроникой (плата управления(платы на основе микропроцессоров для управления механизмами)-приводы механизмов(двигатели легких механизмов)-электрическое питание (блоки питания, аккумуляторные батареи) по схеме).

· Характеристики и методы обработки материалов для моделирования;

· Безопасное обращение с небольшими электрическими инструментами;

· Использование ручных инструментов (нож, напильник, стамеска, долото и т. п.);

· Использование мерительных инструментов;

· Оценка мастерства, спецификация и взвешивание;

· Техника безопасности при обращении с указанными материалами для моделирования;

· Ознакомление с документацией по технике безопасности и санитарным нормам принимающей страны.

2.2 Теоретические знания

2.2.1 Теоретические знания необходимы, но они не подвергаются явной проверке.

2.2.2 Знание правил и постановлений не проверяется.

2.3 Практическая работа

Участник должен самостоятельно выполнить следующую практическую работу:

· Создание модели-прототипа на основании данных 3D-CAD и двухмерного чертежа, используя ручные инструменты и машины (компьютеризованные или автоматизированные приспособления запрещены);

· Создание 2D чертежа на основе 3D модели;

· Работа с указанными материалами, в зависимости от выбранного конкурсного задания, например: полилактид, древесная целлюлоза, герметизирующая смола, ламинирующая смола;

· Творческий подход к изменению несущественных деталей изделия;

· Отделка поверхностей модели-прототипа;

· Окрашивание модели-прототипа аэрозольной краской;

· Украшение модели-прототипа при помощи выданных участнику материалов.

3 КОНКУРСНОЕ ЗАДАНИЕ

3.1 Формат и структура Конкурсного задания

Конкурсное задание представляет собой серию из 5 модулей.

Модуль «А»: Проектирование полученного конкурсного задания-проекта при помощи 3D-CAD, выход 3d модель в формате STL.

Модуль «В»: Подготовка двухмерного чертежа на основании 3D-CAD по созданной 3d модели прототипа

Модуль «С»: Создание 3D модели по триангулированной модели.

Модуль «D»: Создание модели-прототипа (изготовление всех частей прототипа, сборка, шлифовка)

Модуль «E»: Отделка поверхностей прототипа и покраска

3.2 Требования к проекту Конкурсного задания

Конкурсное задание должно представлять собой что-то хорошо известное широкой публике всего мира – чем, то к чему люди прикасаются при использовании.

Участники получают чертеж и техническое описание конкурсного задания.

3.3 Разработка конкурсного задания

Конкурсное задание необходимо составить по образцам, представленным «WorldSkills Russia» (http://forum. worldskills. ru/). Используйте для текстовых документов шаблон формата Word, а для чертежей – шаблон формата DWG, PDF.

3.4.1 Кто разрабатывает конкурсные задания / модули

Все Эксперты. Один Эксперт может предложить только одно конкурсное задание.

3.4.1 Как и где разрабатывается конкурсное задание / модули

За пять месяцев до начала чемпионата, Эксперты выкладывают свои предложения конкурсных заданий на форум, чтобы с ними могли ознакомиться остальные Эксперты.

Если заявленные конкурсные задания не отвечают необходимой сложности или не соответствуют общей форме развития компетенции, то задание может быть разработано Главным экспертом, если у него нет участников, представленных им или организацией, в которой он работает.

3.3.3 Когда разрабатывается конкурсное задание

Конкурсное задание разрабатывается до начала текущего чемпионата, согласно следующему графику:

За 5 месяцев до начала чемпионата

Эксперты выкладывают на форум свои проекты конкурсного задания.

За 4 месяца до начала чемпионата

Отбор 2-3 конкурсных заданий из предложенных заданий голосованием Экспертов на форуме.

В конкурсное задание вносятся 30% изменений.

Задание может быть выбрано путем жеребьевки из отобранных.

3.4 Схема выставления оценок за конкурсное задание

Каждое конкурсное задание должно сопровождаться проектом схемы выставления оценок, основанным на критериях оценки, определяемой в Разделе 5.

3.4.1 Проект схемы выставления оценок разрабатывает лицо (лица), занимающееся разработкой конкурсного задания. Подробная окончательная схема выставления оценок разрабатывается и утверждается всеми Экспертами на конкурсе.

3.4.2 Схемы выставления оценок необходимо подать в АСУС (Автоматизированная система управления соревнованиями) до начала конкурса.

3.5 Утверждение конкурсного задания

На конкурсе все Эксперты разбиваются на 4 группы. Каждой группе поручается проверка выполнимости одного из отобранных для конкурса заданий. От группы потребуется:

· Проверить наличие всех документов

· Проверить соответствие конкурсного задания проектным критериям

· Убедиться в выполнимости конкурсного задания за отведенное время

· Убедиться в адекватности предложенной системы начисления баллов

· Если в результате конкурсное задание будет сочтено неполным или невыполнимым, оно отменяется и заменяется запасным заданием.

3.6 Выбор конкурсного задания

Выбор конкурсного задания происходит следующим образом:

К отбору допускаются только модули, соответствующие требованиям.

Конкурсное задание выбирается путем голосования уполномоченных Экспертов WSR в каждой из закрытых групп на Дискуссионном форуме, за 2 месяца до начала конкурса. Технический директор WSR определяет, какие Эксперты WSR уполномочены голосовать.

3.7 Обнародование конкурсного задания

Конкурсное задание не обнародуется.

3.8 Согласование конкурсного задания (подготовка к конкурсу)

Согласованием конкурсного задания занимаются: Главный эксперт и Технический директор.

3.9 Изменение конкурсного задания во время конкурса

Во время чемпионата (подготовительные дни), все Эксперты согласуют между собой, какие 30% изменений следует внести в каждый выбранный модуль конкурсного задания. Изменения вносит профессиональный ассистент или Главный эксперт.

3.10 Материала или инструкции производителя

Организатор чемпионата информирует Экспертов о спецификациях материалов, необходимых для конкурсного задания, при помощи Инфраструктурного списка, предоставляемого WorldSkills за 6 месяцев до начала чемпионата.

4. УПРАВЛЕНИЕ КОМПЕТЕНЦИЕЙ

4.1 Дискуссионный форум

До начала чемпионата все обсуждения, обмен сообщениями, сотрудничество и процесс принятия решений по какому-либо профессиональному навыку происходят на дискуссионном форуме, посвященном соответствующей специальности (http://forum. worldskills. ru/). Все решения, принимаемые в отношении какого-либо навыка, имеют силу лишь, будучи принятыми на таком форуме. Модератором форума является Главный эксперт (или Эксперт, назначенный на этот пост Главным экспертом). Временные рамки для обмена сообщениями и требования к разработке чемпионата устанавливаются Правилами чемпионата.

4.2 Информация для участников конкурса

Всю информацию для зарегистрированных участников конкурса можно получить на сайте (http://www. worldskills. ru).

Такая информация включает в себя:

· Другую информацию, относящуюся к конкурсу.

4.3 Конкурсные задания

Обнародованные конкурсные задания можно получить на сайте worldskills. ru, если принято решение о обнародовании.

4.4 Текущее руководство

Текущее руководство определяется «Дорожной картой проведения чемпионата», который составляет Оргкомитет чемпионата, возглавляемый Главным экспертом. Оргкомитет чемпионата состоит из Председателя жюри, Главного эксперта и Заместителя Главного эксперта.

5. ОЦЕНКА

В данном разделе описан процесс оценки конкурсного задания / модулей Экспертами. Здесь также указаны характеристики оценок, процедуры и требования к выставлению оценок.

5.1 Критерии оценки

В данном разделе приведен пример назначения критериев оценки и количества выставляемых баллов (субъективные и объективные). Общее количество баллов по всем критериям оценки составляет 100.

Субъективная (если это применимо)

Модуль A – Проектирование CAD

Модуль С – Моделирование по триангулированной модели

Модуль D – Изготовление прототипа

Модуль E – Покраска прототипа

5.2 Субъективные оценки

Баллы начисляются по шкале от 1 до 10.

5.3 Критерии оценки мастерства

Модуль 1 – Проектирование CAD

· Задание на проектирование 3д модели по чертежу

· Построение в CAD программе всех необходимых поверхностей

· Проверка наличия всех поверхностей

· Создание чертежа по спроектированной 3д модели

· Расстановка необходимых размеров

· Соблюдение требований по оформлению чертежа

Модуль 3 – Моделирование по триангулированной модели

· Построение поверхностей по облаку точек

· Соблюдение размерности и геометрии

Модуль 4 – Изготовление прототипа

· Подготовка к работе на оборудование

· Качество модели в зачищенном виде, после производства

Модуль 5 – Покраска

5.4 Регламент оценки мастерства

· Оцениваемые параметры и распределение оценок – по решению Экспертов, принимаемому до начала чемпионата.

· Для обеспечения открытости, каждый участник получает оценочную ведомость, идентичную тем, что используются Экспертами.

· Главный Эксперт и Заместитель Главного эксперта распределяют всех Экспертов по группам для выставления оценок, принимая во внимание опыт участия Эксперта в предыдущих чемпионатах, его культурную принадлежность, язык и континент.

· Если Эксперты имеют возможность производить замеры цифровым мерительным прибором для объективности оценки, им необходимо принять соответствующее решение и организовать это до начала чемпионата. В таком случае, измерениями занимается профессиональный ассистент, хорошо знакомый с данным оборудованием.

· Когда модуль оценивается по субъективным и объективным критериям, субъективная оценка выполняется первой (каждый день, когда выставляются оценки).

· Каждый выполненный модуль оценивается при помощи прогрессивной системы начисления баллов.

5.5. Измерение оценки мастерства

Баллы начисляются по шкале от 1 до 10, допуск на размеры может быть изменен, в зависимости от используемого оборудования.

Пластмассовые скругления и радиусы

Выше 0,2 мм = 5 баллов

Не выполнялось = 0 баллов

6. ОТРАСЛЕВЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

См. документацию по технике безопасности и охране труда конкурса.

· Для творческого моделирования запрещено использование пневматических инструментов;

· Разрешено использовать только ручные электрические инструменты с пылеуловителями.

7. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

7.1 Инфраструктурный лист

В Инфраструктурном листе перечислено все оборудование, материалы и устройства, которые предоставляет Организатор конкурса.

С Инфраструктурным листом можно ознакомиться на веб-сайте организации: http://www. worldskills. ru

В Инфраструктурном листе указаны наименования и количество материалов и единиц оборудования, запрошенные Экспертами для следующего конкурса. Организатор конкурса обновляет Инфраструктурный лист, указывая необходимое количество, тип, марку/модель предметов. Предметы, предоставляемые Организатором конкурса, указаны в отдельной колонке.

В ходе каждого конкурса, Эксперты рассматривают и уточняют Инфраструктурный лист для подготовки к следующему конкурсу. Эксперты дают Техническому директору рекомендации по расширению площадей или изменению списков оборудования.

В ходе каждого конкурса, Технический директор WSR проверяет Инфраструктурный лист, использовавшийся на предыдущем конкурсе.

В Инфраструктурный лист не входят предметы, которые участники и/или Эксперты WSR должны приносить с собой, а также предметы, которые участникам приносить запрещается. Эти предметы перечислены ниже.

7.2 Материалы, оборудование и инструменты, которые участники имеют при себе в своем инструментальном ящике

· Инструменты для черчения вручную

· Измерительные инструменты (минимальный набор представлен в инфраструктурном листе )

· Организатор конкурса обязан предоставить идентичные инструменты всем участникам

· Ноутбук с предустановленной CAD программой

· Инструмент для закручивания и сверления (шуруповерт)

7.3 Материалы, оборудование и инструменты, предоставляемые Экспертами

7.4 Материалы и оборудование, запрещенные на площадке

Любые материалы и оборудование, имеющиеся при себе у участников, необходимо предъявить Экспертам. Жюри имеет право запретить использование любых предметов, которые будут сочтены не относящимися к автоматизированному проектированию и CAD, или же могущими дать участнику несправедливое преимущество.

8. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МАСТЕРСТВА ПОСЕТИТЕЛЯМ И ЖУРНАЛИСТАМ

8.1. Максимальное вовлечение посетителей и журналистов

Ниже приводятся идеи, позволяющие максимизировать вовлечение посетителей и журналистов в процесс:

Предложение попробовать себя в профессии; Демонстрационные экраны; Описание конкурсного задания; Перспективы карьеры; Ежедневные отчеты о ходе чемпионата.

· Использование «экологичных» материалов.

Приложение к Техническому описанию компетенции

Источник