Исследовательский проект «Моделирование с использованием 3D-ручки»
методическая разработка

Муниципальная конференция молодых исследователей

«Шаг в будущее. Юниор»

Секция «Мир техники»

Направление «Технические устройства»

Исследовательская работа

«Моделирование с использованием 3D-ручки»

Автор:

Иванов Глеб Андреевич

Муниципальное автономное дошкольное

образовательное учреждение

 «Детский сад комбинированного вида

«Радуга», подготовительная к школе группа №5

Руководитель:

Кузнецова Елена Леонтьевна,

воспитатель

Югорск

2025

«Моделирование с использованием 3D-ручки»

Иванов Глеб Андреевич

ХМАО-Югра, г. Югорск

Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение

«Детский сад комбинированного вида

«Радуга», подготовительная к школе группа №5

Аннотация

Полученные данные:

«Любая достаточно развитая технология неотличима от магии» (Артур Кларк).

Мир изменяется, и мы меняемся вместе с ним. С каждым годом изучение 3D-технологий становится всё более значимым для современного мира. 3D-ручка — это инструмент, которым можно рисовать даже в воздухе. Это не волшебство, а технологический прогресс в области 3D-моделирования.

При помощи 3D-ручки можно создавать макеты, конструировать новые детали, рисовать по трафарету, чинить устаревшие вещи. А ещё можно просто из воздуха делать игрушки, сувениры.

На день рождение мне подарили 3D-ручку. Я очень обрадовался, но открыв коробку не знал с чего начать. Мне пришлось разработать план по изучению работы с данным инструментом.

Цель работы – изучить устройство 3D-ручки и область ее применения.

Методы и приемы исследования – сбор и анализ информации из Интернета и литературы об истории возникновения волшебной ручки. Практические приемы – экспериментальное исследование, изготовление плоскостных одномерных рисунков по шаблону, изготовление объемных фигур по образцу, свободное конструирование.

Выводы:

Быть конструктором – это здорово! Чтобы создавать модели с помощью 3D-ручки, надо знать: технику безопасности, как правильно заправлять ручку, какой пластик использовать и очень много тренироваться, чтобы достичь совершенства в изготовлении моделей.

«Моделирование с использованием 3D-ручки»

Иванов Глеб Андреевич

ХМАО-Югра, г. Югорск

Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение

«Детский сад комбинированного вида

«Радуга», подготовительная к школе группа №5

План исследования:

Актуальность выбранной темы: Я люблю конструировать. Умею создавать постройки из «Лего конструктора», «палочек кюизенера", магнитного конструктора, из деревянных кубиков. Но 3D-ручка- это совсем другой уровень. С помощью этого устройства можно создавать самостоятельно свои изделия и рисунки. Разве это не здорово? Ведь как правило рисуем мы только с помощью карандашей и красок.

Задачи исследования:

- собрать информацию о 3 D ручки. (изучить историю создания и развития 3D-ручки).

- узнать какое применение есть у 3 D ручки.

- найти и изучить материалы для работы с 3D-ручкой.

- познакомиться с техникой безопасности для работы с 3D-ручкой.

- рисование предметов по трафарету.

- создать предметы в 3D-плоскости.

Объект исследования: 3D ручка

Предмет исследования: 3D-ручка как средство моделирования.

Гипотеза исследования: С помощью 3D-ручки можно моделировать.

«Моделирование с использованием 3D-ручки»

Иванов Глеб Андреевич

ХМАО-Югра, г. Югорск

Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение

«Детский сад комбинированного вида

«Радуга», подготовительная к школе группа №5

Основная часть:

3D ручка  современное изобретение. История 3D ручек началась в феврале 2013 года, когда сотрудники компании WobbleWorks презентовали первую модель 3D ручки. Идея пришла в голову американским основателям компании, Максу Боугу и Питеру Дилворту, когда сломался 3D-принтер и потребовалось заделать дырочку в напечатанной модели.

Принцип действия своего прототипа изобретатели описали так:

«Пластиковая нить заправляется в ручку, где размягчается под воздействием температуры и выдавливается через сопло. При соприкосновении с воздухом материал охлаждается и затвердевает, благодаря чему можно создавать объемные изделия.»

3D ручка -  немного напоминает устройство для выжигания.

        С помощью 3D-ручки можно делать узоры, надписи, декоративные элементы на различных поверхностях или законченные трехмерные объекты: геометрические фигуры,  силуэты, также возможно рисовать на плоскости по трафарету.

По принципу работы 3D-ручки разделяются на два вида: «горячие» и «холодные».

У меня «Горячая» 3D-ручка

«Горячие» ручки заправляются термопластиком, который поставляется в виде прутков или катушек нитей. В верхней части корпуса 3D-ручки располагается отверстие, в которое вставляется пластик. Встроенный механизм автоматически подводит пластик к нагревательному устройству, где он нагревается и подается в горячем виде через сопло. Расплавленный пластик способен принимать любую форму, а затем быстро застывает. Основные элементы «горячей» 3D-ручки: сопло, механизм подачи пластиковой нити, нагревательный элемент, вентилятор для охлаждения верхней части сопла и ручки в целом, микроконтроллер для управления работой вентилятора, механизма подачи и нагревательного элемента. Для работы «горячей» 3D-ручки требуется электропитание (как правило, используются обычные блоки питания с преобразователем напряжения 12 В).

Подача материала осуществляется при нажатии соответствующей кнопки. Некоторые модели оснащаются регулятором скорости подачи пластика, регулятором температуры нагрева и дисплеем, на котором отображается информация о выбранном режиме.

Во многих 3D-ручках есть кнопка реверса, которая позволяет легко извлекать пластиковую нить из ручки.

К преимуществам «горячих» 3D-ручек относятся небольшой вес, компактность, простота использования, прочность поделок, доступная стоимость расходных материалов. В качестве недостатков пользователи отмечают наличие проводов и нагревание сопла ручки до высокой температуры.

Некоторые правила техники безопасности при работе с 3D-ручкой:

Подготовка рабочего места. Перед началом работы следует очистить рабочее место от посторонних вещей и предметов.

Подключение. При подключении инструмента поверхность стола, руки и сама ручка должны быть сухими. Не стоит держать поблизости жидкости, проливание которых может привести к короткому замыканию.

Использование. Не стоит прикасаться к готовому объекту, пока не будет полной уверенности, что он остыл. Также не нужно трогать стержень ручки во время работы или сразу после выключения.

Неприятный запах. Если появился резкий, неприятный запах, нужно выключить ручку из сети и положить на твёрдую ровную поверхность до выяснения причин поломки.

Выключение. Когда ручка не используется, её нужно выключать и отсоединять от источника питания.

Контакт с пластиковой нитью. Пластик может быть очень горячим и вызвать ожоги при контакте с кожей. Чтобы избежать этого, следует работать в хорошо проветриваемом помещении и надевать перчатки.

Практическая часть:

Познакомившись с элементами ручки и изучив технику безопасности при работе с ней, я стал рисовать предметы по шаблону. Было сложно, пластик не хотел приклеиваться к прозрачной основе, рисунки не всегда получались красивыми.  Но постепенно я научился управлять ей. Однажды, играя в дом, мне не хватило бытовых приборов. Я вспомнил, что их можно сделать с помощью ручки, так я впервые создал объемные предметы. После того как я научился рисовать по шаблону, мне захотелось поделиться своими умениями.
Я принес ручку в садик и вместе с педагогами мы показали мастер-класс с 3D-ручкой. Так я познакомил ребят с 3D-ручкой и научил делать различные модели.

«Что может найти юный археолог на Югорской земле?»

Иванов Глеб Андреевич

ХМАО-Югра, г. Югорск

Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение

«Детский сад комбинированного вида

«Радуга», подготовительная к школе группа №5

Заключение:

Выводы и результаты исследования:

Согласно моей гипотезе, с помощью 3D-ручки можно моделировать различные объекты.

Это правда! Я пришел к выводу о том, что, чтобы получались красивые и объекты, и рисунки необходимо обладать такими качествами как: усидчивость, терпение, старание, а также необходим определенный навык работы с данным инструментом. Все это конечно приходит со временем, и я верю, что с каждым разом я буду моделировать все лучше и лучше.