Worldskills
Компетенция «Аддитивное производство» является довольно новой, на момент написания данного раздела отсутствуют примеры заданий для данной компетенции. Присутствует только международная спецификация стандарта WorldSkills. Возьмем из неё требования к участникам.
Перечень знаний, умений, навыков в соответствии со Спецификацией стандарта, (WorldSkills Standards Specifications, WSSS), проверяемый в рамках комплекта оценочной документации отражен в таблице 1.
Таблица 1. WSSS
| Номер раздела WSSS | Наименование раздела WSSS | Содержание раздела WSSS: Специалист должен знать |
|---|---|---|
| 1 | Общие навыки, организация и управление работой | назначение и область применения аддитивных технологий;принципы и применение связанных и заменяющих технологий;важность и необходимость технического задания для выполнения работ;важность учета и планирования времени выполнения работ;существующие российский (ГОСТ) и международный (ISO) стандарты;техническую терминологию и обозначения соответствующие области;связанные с компетенцией теоретические и прикладные разделы математики, геометрии и физики;роль и значение предоставления инновационных и творческих решений технических и дизайнерских проблем и задач;законодательство в области техники безопасности и норм охраны здоровья и лучшие практики со специальными мерами безопасности при работе на автоматизированных рабочих местах с использованием видео дисплеев и устройств бесконтактной оцифровки;важность эффективных, экономичных и рациональных методов работы. |
| 2 | Коммуникативные навыки | важность точного и четкого представления проектов потенциальным пользователям;важность наличия эффективного обмена информацией в профессиональном сообществе между сотрудниками, заказчиками и иными специалистами, вовлеченными в производственный процесс;значимость обеспечения культуры производства (порядка в одежде и на рабочем месте, систематизации материалов и данных);важность обеспечения высокого уровня информированности о новых и развивающихся технологиях;роль инновационного творческого подхода при решении технических проектных проблем и вызовов времени. |
| 4 | Метрология | различные типы и номенклатуру средств измерений, используемых инструментов и приспособлений (щупов, датчиков, фиксирующих устройства и др.);конструктивные и метрологические характеристики средств измерений, в том числе специальных (для измерения узких канавок, зубчатых колес, резьбы и т.д.);факторы, оказывающие влияние на достоверность результатов измерений (загрязнение поверхностей, нарушение температурного баланса, неконтролируемое измерительное усилие и т.д.);понятия: квалитеты точности, поля допусков, линейные и угловые размеры, геометрические допуски;методы проведения измерений. |
| 5 | Реверсивный инжиниринг и оптимизация | программное обеспечение для преобразования 3D SCAN-TO- CAD (например, Siemens NX, GeoMagic Dezign X;цели реверсивного инжиниринга применительно к аддитивным технологиям (уменьшение количества деталей, уменьшение массы, оптимизация функций и т.п.);программное обеспечение CAD (например, Inventor, F360, SolidWorks, ProE);программное обеспечение для CAE и оптимизации моделей (например, Siemens NX, F360, ANSYS, Solid Thinking, Altair Inspire);требования к полигональным моделям для возможности извлечения из них (построения на их основе) примитивов для целей реверсивного инжиниринга;методы извлечения примитивов из полигональных моделей для целей реверсивного инжиниринга;механические системы и принципы их работы;основы построения технических рисунков и чертежей;основы сборки компонентов;методы сопоставления CAD моделей и полигональных моделей, полученных в результате 3D оцифровки;требования к CAD моделям, предназначенным для ЧПУ обработки;свойства материалов, применяемых в машиностроении. |
| 6 | Подготовка и формообразование | ПО для подготовки моделей к формообразованию, их анализа и симуляции процессов;преимущества и недостатки наиболее распространенных аддитивных технологий (SLS, SLM, SLA/DLP, FDM/FFF и MJ);свойства, преимущества и недостатки индустриальных материалов для 3D печати;требования к моделям в зависимости от конкретной технологии и материала;значимость тестирования материала, проверки и калибровки оборудования перед запуском процесса построения;технологии финишной обработки, их трудоемкость и требования к моделям (требования к креплению, элементы для привязки, припуски на постобработку, последовательность операций для снятия напряжений);технологии и процессы, в которых могут использоваться изделия, произведенные с помощью аддитивных технологий (литье в песчанно-полимерные формы, по выплавляемым/выжигаемым моделям, литье полимеров и т.п.). |
Разрабатываемый в рамках преддипломной практики открытый образовательный ресурс специализируется на последнем, шестом разделе WSSS «Подготовка и формообразование». Рассмотрим в каких модулях соревнований он используется.
Список модулей:
- модуль 1: Подготовка данных 3D сканирования (полигональных моделей) для последующего обратного проектирования детали;
- модуль 2: Обратное проектирование детали по результатам 3D сканирования (полигональной модели);
- модуль 3: реверсивный инжиниринг детали и восстановление номинальных размеров по результатам ручного обмера детали;
- модуль 4: подготовка 3D модели для печати по технологии #1;
- модуль 5: подготовка 3D модели для печати по технологии #2.
Как можно увидеть знания по шестому разделу WSSS проверяется в двух из 5 модулей.
Рассмотрим модули 4 и 5 подробнее. При условии, что на данный момент есть только примерные задания, рассмотрим их.
Описание модуля 4: «Подготовка 3D модели для печати по технологии #1».
Участнику даётся: параметрическая модель детали в формате *.STP и USB-накопитель.
Задание:
- Учитывая, что имеющийся 3D принтер позволяет печатать детали размером не более чем 65*155*115 мм, необходимо подготовить полученную модель к 3D печати. Если модель не может быть размещена в рабочем объеме 3D принтера целиком, она должна быть разделена на несколько конструктивных частей (параметрических моделей в формате *.STP). В таком случае, составляющие модель части должны иметь позиционирующие элементы, которые позволят склеить целую модель без перекосов и смещений. Подготовленную модель или модели сохранить в *.stp и *.stl форматах, позиционировав таким образом, как их предпочтительно будет располагать на платформе 3D принтера.
- Подготовить файлы печати с поддержками и сохранить их в файлах.
Позиционирование детали или ее частей должно обеспечивать максимально достижимое качество печати и минимизацию трудозатрат на постобработку с учетом технических возможностей и особенностей DLP 3D принтера. Так же следует стремиться к сокращению числа запусков и общего времени печати, если это не ухудшит качество печати.
Описание модуля 5: «Подготовка 3D модели для печати по технологии #2»
Участнику даётся: параметрическая модель детали в формате *.STP и USB накопитель.
Задание:
Учитывая специфику технологии FDM, необходимо подготовить имеющуюся модель к 3D печати таким образом, чтобы, сохраняя функциональность, напечатанная деталь имела максимально достижимое качество печати (с соплом 0.3 мм и шагом 0.25 мм) и, при этом, предполагала минимально возможные трудозатраты на постобработку. Подготовленную модель сохранить в *.stp и *.stl форматах.
В результате изучения данных модулей были выделены следующие направления:
- Разделение модели на несколько частей для последующей сборки.
- Оптимизация 3D-модели для печати.
- Подготовка 3D-модели для последующей печати.