Варианты по списку
Текущий балл в семестре
11 класс
Инженерный практикум
Урок 14. Макетный метод проектирования | Инженерный практикум 11 класс

Занятие 1. Введение в ММП: Язык инженеров и история макетов

📅 14 января 2026 года ⏱ 2 академических часа (90 минут)
Цель: Сформировать понимание философии ММП, его исторической необходимости и роли стандартов как основы инженерной коммуникации.
⚙️ Занятие рассчитано на 2 академических часа. Содержит теорию, исторические кейсы, знакомство со стандартами и практическое задание.

📋 План занятия

  1. (30 мин): Введение. Почему макеты актуальны в эпоху 3D-моделей? Примеры дорогостоящих ошибок.
  2. (45 мин): Теория. История и базис. Зарождение ММП в авиации и космонавтике. Цели и задачи ММП.
  3. (35 мин): Теория. ЕСКД — «алфавит» инженера. Что такое стандарт? Разбор ГОСТов Р 2.002-2019 и 2.801-74.
  4. (10 мин): Итоги. Рефлексия. Выдача домашнего задания.

🎯 Основной материал

Часть 1. Введение. «Зачем нужны куклы для взрослых инженеров?» (30 мин)

Ключевой вопрос: «В эпоху суперкомпьютеров и фотореалистичной 3D-графики зачем инженеры тратят время и деньги на склеивание «игрушечных» макетов из пластика и дерева?»

Развёрнутый ответ с примерами:

1. Ограничения экрана: 3D-модель на мониторе — это плоская картинка. Наш мозг и глазомер обманываются. То, что на экране выглядит просторно, в реальности может оказаться тесным.

Пример: Разработка кабины пилота или оператора АЭС. На компьютере всё сходится. Но когда по чертежам собрали реальную кабину, выяснилось, что пилот не может дотянуться до важного тумблера, не задев коленкой другую панель. Переделка на этапе сборки стоит миллионы. Макет, даже грубый, выявил бы эту эргономическую ошибку за копейки.

2. Ошибка «Марса-Климата» (Mars Climate Orbiter, 1999) — пример «цифровой» ошибки из-за несостыковки стандартов:

  • Что случилось: Аппарат стоимостью $125 млн сгорел в атмосфере Марса.
  • Причина: Одна группа инженеров работала в британской системе мер (фунт-сила·секунда), а программа NASA получала данные в метрической (ньютон-секунда). Не было единого «языка» (стандарта) для обмена критичными данными.
  • Мораль: Макет — это не просто модель, это физический стандарт, который невозможно трактовать двояко. Если деталь в макете не влезает, её не вставить и в реальности.

3. Современный кейс: Строительство «Лахта-центра» в Санкт-Петербурге.

  • Проблема: Сложнейшая наклонная конструкция, тысячи уникальных элементов.
  • Решение: Для критичных узлов изготавливались физические макеты в натуральную величину из металла и стекла.
  • Итог: Макет как полигон для испытаний и обучения помог избежать колоссальных простоев.
Вывод для студентов: Макет — это материализованная проверка здравого смысла, «последний рубеж» перед дорогостоящей реализацией. Это мост между виртуальным миром чертежей и суровой физической реальностью.

Часть 2. Теория. История и базис (45 мин)

2.1. Историческая справка: «От дерева к титану»

Предтечи: Корабельные модели (адмиралтейские модели) XVII-XVIII веков. Их строили не для красоты, а чтобы наглядно показать заказчику проект будущего корабля и проверить конструкцию.

Золотой век ММП: Авиация и космос.

  • «Аполлон»: Полноразмерные макеты лунного модуля (из дерева и металла) висели в цехах. Инженеры в скафандрах буквально залезали внутрь, чтобы понять, сможет ли астронавт в громоздком костюме развернуться и выйти через люк.
  • «Буран»: Были созданы десятки макетов разного назначения: для статических испытаний, для примерок оборудования, для тренировок экипажа.

🖼 Фотогалерея исторических и современных макетов

Адмиралтейская модель парусника
Адмиралтейская модель парусника (XVIII век)
🔗 Открыть оригинал
Макет кабины Аполлона
Макет кабины «Аполлона» для проверки эргономики
🔗 Открыть оригинал
Макет Бурана
Технологический макет «Бурана» в цеху
🔗 Открыть оригинал
Архитектурный макет
Современный архитектурный макет
🔗 Открыть оригинал

2.2. Цели и задачи ММП: 5 ключевых причин

Зачем нужны макеты в современном проектировании?

1. Визуализация: «Увидеть будущее». Показать заказчику, руководству, как объект будет выглядеть и «жить».

2. Проверка эргономики: «Померить на себя». Удобно ли будет человеку работать?

3. Поиск коллизий (конфликтов): «Проверить, не дерётся ли труба с балкой». Обнаружение физического пересечения элементов.

4. Средство коммуникации: «Единая картина для всех». Макет — наглядный аргумент в споре, общий фокус внимания.

5. Обучение персонала: «Тренажёр до сборки». На макете можно обучать монтажников и операторов.

Часть 3. Теория. ЕСКД — «алфавит» инженера (35 мин)

3.1. Что такое стандарт?

Аналогия №1: Язык. Представьте, что вы играете в «Крокодила». Если не договориться об одинаковых правилах, что значит тот или иной жест, игра развалится. ГОСТы — это правила «инженерного языка». Они гарантируют, что треугольник на чертеже в Москве обозначает то же самое, что и треугольник на чертеже во Владивостоке.

Аналогия №2: Конструктор LEGO. Все детали имеют строго определённые размеры (стандарты), поэтому вы можете взять детали из разных наборов и собрать что угодно. Если бы каждый производитель делал свои «кубики» по-своему, конструктор был бы невозможен. ЕСКД — это «система кубиков LEGO» для всех инженеров России.

Вывод: Стандарт — это договорённость, которая экономит время, деньги и нервы, исключая недопонимание.

3.2. Разбор таблицы ГОСТов. Иерархия.

Упрощённая схема на доске/слайде:

ЕСКД (Большая семья всех стандартов по чертежам)
│
├── ГОСТ Р 2.002-2019 «Требования к макетам...» (ГЛАВА СЕМЬИ)
│       Главный, самый современный документ. Говорит: «ВСЕ макеты ДОЛЖНЫ быть такими-то...»
│
└── ГОСТ 2.801-74 «Макеты. Общие требования» (БАБУШКА-ЭНЦИКЛОПЕДИЯ)
        Старый, но мудрый документ. Даёт определения, классификацию: «А вот макеты бывают вот таких видов...»

Объясняем:

  • ГОСТ Р 2.002-2019 — это закон. Его п.4 «Требования к макетам» — обязательные к исполнению правила.
  • ГОСТ 2.801-74 — это словарь и учебник. Он помогает понять, о каком именно макете идёт речь.

3.3. ???? Глоссарий ключевых терминов

Макет Объёмное упрощённое изображение объекта, сделанное для проверки и показа.
Модель Более широкое понятие. Любое (даже математическое) представление объекта, сохраняющее его важные черты.
Подмакетник «Фундамент» или «сцена» для макета. Имитирует пол цеха, грунт, палубу корабля.
Темплет (шаблон) «Трафарет» для черчения одинаковых элементов (болтов, окон, обозначений).
Коллизия «Конфликт», «столкновение» деталей в пространстве.
Компоновка Процесс расположения всех деталей и систем объекта относительно друг друга.
Эргономика Наука о том, как приспособить рабочее место, инструмент, технику к человеку, чтобы было удобно, безопасно и эффективно.

📑 Стандарты ЕСКД для макетного метода проектирования

ГОСТы — это не просто документы, а международный язык инженеров, обеспечивающий однозначное понимание проектных решений независимо от страны и компании.

Код ГОСТ Название стандарта Что регламентирует Применение в ММП
ГОСТ Р 2.002-2019 ЕСКД. Требования к макетам и моделям Основные положения по созданию и использованию макетов Обязателен для всех макетов (п.4 — требования к макетам)
ГОСТ 2.801-74 ЕСКД. Макеты. Общие требования Классификация, термины, общие требования к выполнению База для понимания типов и назначения макетов
ГОСТ 2.802-74 ЕСКД. Правила выполнения макетов технологического оборудования Требования к макетам станков, аппаратов, установок Критически важен для промышленных объектов
ГОСТ 2.803-77 ЕСКД. Правила выполнения макетов зданий и сооружений Требования к архитектурным и строительным макетам Для объектов инфраструктуры и строительства

📝 Домашнее задание

ДЗ #1 📅 20.01 🏆 Макс. балл: 5 баллов

«Детектив макетов»

Цель задания: Научиться распознавать типы макетов и понимать их практическое назначение в реальных инженерных и архитектурных проектах.

Что нужно сделать:

  1. Стать «детективом макетов». Найти в интернете 1 фотографию реального инженерного или архитектурного макета.
  2. В 2-3 предложениях (можно в файле, можно в тетради) ответить на вопросы:

Вопросы для анализа:

  • Что это за объект? (Пример: «Макет нового моста через реку», «Макет производственного цеха»)
  • Какую цель, на ваш взгляд, преследовали его создатели? Используйте одну из 5 целей с занятия: Визуализация для заказчика? Проверка эргономики? Поиск коллизий? Коммуникация между специалистами? Обучение персонала?
  • Какой тип макета, по вашему мнению? (Демонстрационный, рабочий, для испытаний?)

🔍 Дополнительно

❓ Частые вопросы по теме

Чем макет отличается от модели?

Макет — это физическое, объёмное, обычно масштабное представление объекта, предназначенное для изучения его пространственных характеристик. Модель — более широкое понятие, которое может быть математической, компьютерной, физической и служить для изучения различных аспектов объекта (не только пространственных).

Почему ошибка «Марса-Климата» связана с темой макетов?

Эта ошибка показывает, что даже в цифровую эпоху единый стандарт (язык) коммуникации критически важен. Физический макет — это такой же «стандарт», но материальный. Если деталь в макете не влезает, это видно всем сразу, без возможности разного толкования единиц измерения.

Можно ли сегодня обойтись без физических макетов?

Для простых объектов — да. Но для сложных, дорогих или опасных объектов (АЭС, самолёты, космические станции) — нет. Виртуальная реальность и 3D-модели дополняют, но не заменяют тактильный опыт работы с физическим макетом, особенно при проверке эргономики.

🔗 Полезные материалы

Урок 15. Основы макетирования | Инженерный практикум 11 класс

Занятие 15. Основы макетирования

📅 21 января 2026 года ⏱ 90 минут

📋 План занятия

  1. 25 мин: Теория: ГОСТ 2.302-68 "Масштабы", ГОСТ 2.801-74 "Термины"
  2. 20 мин: Практика: Выбор объектов с учётом ГОСТ
  3. 25 мин: Практика: Определение параметров и масштаба
  4. 20 мин: Практика: Начало разработки ТЗ

🎯 Основной материал

Теоретическая часть (25 минут)

1. ГОСТ 2.302-68 "Масштабы" (10 минут)

Определение: Масштаб — отношение линейных размеров изображения к действительным размерам изображаемого объекта.

Стандартные ряды согласно ГОСТ:

  • Для детального представления: 1:2, 1:5, 1:10
  • Для учебных макетов: 1:20, 1:25, 1:50
  • Для общих планов: 1:100, 1:200, 1:500
Пример расчёта:
Технологическая установка высотой 3 метра (3000 мм)
1:20 → 3000 / 20 = 150 мм
1:50 → 3000 / 50 = 60 мм
1:100 → 3000 / 100 = 30 мм

2. ГОСТ 2.801-74 "Макеты. Общие требования" (5 минут)

Ключевые термины:

  • Макет — объёмное изображение объекта в установленном масштабе
  • Модель — условное представление объекта
  • Подмакетник — основание для размещения элементов макета
  • Учебный макет — макет для изучения конструкции

3. Технические ограничения проекта (10 минут)

Обязательные параметры:

  1. Габариты подмакетника: 100×150×150 мм
  2. Количество элементов: не менее 7 и не более 10 единиц
  3. Требования к устойчивости: конструкция должна сохранять целостность

Допустимые тематические направления:

  • Технологическое оборудование (ГОСТ 2.802-74)
  • Архитектурные объекты и инженерные сооружения (ГОСТ 2.803-77)
  • Специализированные установки и системы

Практическая часть (65 минут)

Этап 1: Выбор объектов (20 минут)

Методические рекомендации:

Технологическое оборудование (ГОСТ 2.802-74):

  • Насосные агрегаты
  • Вентиляционные установки
  • Компрессорные станции
  • Трансформаторные подстанции

Инженерные сооружения (ГОСТ 2.803-77):

  • Участки производственных цехов
  • Лабораторные модули
  • Технологические линии
  • Инфраструктурные объекты
РАБОЧИЙ ЛИСТ
1. Фамилия, имя: ___________________
2. Тематическое направление:
  □ Технологическое оборудование (ГОСТ 2.802)
  □ Инженерное сооружение (ГОСТ 2.803)
3. Предварительное название объекта: ______________
4. Обоснование выбора:
  _________________________________________
  _________________________________________
5. Применяемый стандарт: ____________________

Этап 2: Определение технических параметров (25 минут)

Последовательность действий:

  1. Определение реальных габаритов выбранного объекта
  2. Подбор масштаба, обеспечивающего размещение на подмакетнике
  3. Расчёт габаритных размеров в выбранном масштабе
Параметр Реальное значение Масштаб 1:20 Масштаб 1:50 Масштаб 1:100 Выбранный вариант
Длина
Ширина
Высота
Пример для насосной установки:
Реальная высота: 1800 мм
1:20 → 90 мм
1:50 → 36 мм
1:100 → 18 мм
Выбор: масштаб 1:20 (укладывается в ограничение 150 мм)

Этап 3: Формирование технического задания (20 минут)

Структура ТЗ (упрощённый формат):

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на разработку учебного макета

1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ
1.1. Наименование: ________________________
1.2. Код проекта: УМ-[номер по журналу]
1.3. Назначение: Учебный демонстрационный макет
1.4. Классификация: Учебный (ГОСТ 2.801)
1.5. Масштаб: 1:__
1.6. Габаритные размеры: __×__×__ мм
1.7. Количество основных элементов: __
1.8. Материалы: PLA, фотополимерная смола
1.9. Исполнитель: ________________________
1.10. Срок исполнения: 10 занятий

Задание: Заполнить раздел "Общие данные" на основе выполненных расчётов.

📝 Домашнее задание

ДЗ #2 📅 Срок: 28 января 2026 🏆 Макс. балл: 5 баллов

Подготовка исходных данных для проектирования

Цель задания: Собрать полную информацию об объекте проектирования для дальнейшей работы.

Требования к выполнению:

  1. Сбор референсных материалов:
    • Не менее 5 фотографий объекта с различных ракурсов
    • Технические чертежи, схемы, планы (при наличии)
    • Паспортные данные оборудования (габариты, масса)
  2. Точное определение размеров:
    • Установление реальных габаритных размеров
    • Проверка соответствия масштабным ограничениям
    • Корректировка масштаба при необходимости
  3. Доработка технического задания:
    • Завершение раздела «Общие данные»
    • Формирование предварительного перечня элементов
    • Предварительное определение цветового решения (какой цвет, у каких деталей)

Критерии оценки:

  • Полнота собранных материалов
  • Точность расчётов и соответствие ограничениям
  • Качество оформления ТЗ

Требования к оформлению:

Формат: Электронный документ (DOCX/PDF)
Источники: Обязательное указание источников информации

🔍 Дополнительно

❓ Вопросы для самопроверки

Как правильно выбрать масштаб для учебного макета?

Масштаб выбирается исходя из двух факторов: 1) реальных размеров объекта, 2) ограничений подмакетника (150 мм по высоте). Необходимо рассчитать размеры в нескольких стандартных масштабах (1:20, 1:50, 1:100) и выбрать тот, при котором модель помещается в заданные габариты.

Чем отличается технологическое оборудование от инженерного сооружения?

Технологическое оборудование (ГОСТ 2.802) — это станки, машины, аппараты, выполняющие конкретные технологические операции. Инженерные сооружения (ГОСТ 2.803) — это здания, конструкции, инфраструктурные объекты, в которых размещается оборудование.

Почему ограничение по количеству деталей — 10 единиц?

Данное ограничение установлено для обеспечения реалистичности учебного проекта. Оно позволяет уделить внимание качеству проработки каждой детали при сохранении разумных сроков выполнения работы (10 занятий).

🔗 Полезные ресурсы

💡 Рекомендации по поиску информации:

  • Используйте технические каталоги производителей
  • Обращайтесь к нормативной документации
  • Изучайте типовые проекты и решения
  • Фиксируйте источники информации для ссылок
Урок 16. Технические требования и планирование | Инженерный практикум 11 класс

Занятие 16. Технические требования и планирование

📅 28 января 2026 года ⏱ 90 минут (2 × 45 минут)

📋 План занятия

  1. 15 мин: Требования к подмакетникам (ГОСТ 2.801-74)
  2. 25 мин: Цветовые решения и условные обозначения (ГОСТ 2.802, 2.803, 2.804)
  3. 40 мин: Выбор технологии печати и оптимизация окраски
  4. 10 мин: Защита ТЗ, корректировка, выдача домашнего задания

🎯 Основной материал

1. Требования к подмакетникам (15 минут)

ГОСТ 2.801-74 п.4 "Подмакетники"

Основные положения:

  • Назначение: Основание для размещения и крепления элементов макета
  • Функции:
    • Обеспечение устойчивости конструкции
    • Имитация реальной поверхности (пол цеха, грунт, фундамент)
    • Размещение информационных данных
Технические требования к учебным подмакетникам:

1. Габариты: 100 × 150 × 15 мм (основная рабочая зона)
2. Толщина основания: не менее 5 мм для обеспечения жёсткости
3. Материал: PLA пластик (ФДМ-печать)
4. Поверхность: ровная, без деформаций
5. Крепление элементов: предусмотреть посадочные места или отверстия
6. Информационная зона: выделить область 30×100 мм для надписей

Конструктивные особенности:

  • Ребра жёсткости: при толщине менее 8 мм обязательно
  • Угловые усиления: для предотвращения коробления
  • Антискользящие элементы: резиновые ножки или текстурированная поверхность
Важно: Подмакетник должен быть напечатан первым, так как по нему будут калиброваться все остальные детали. Рекомендуемая настройка печати: 100% заполнение, толщина стенок 2 мм.

2. Цветовые решения и условные обозначения (25 минут)

ГОСТ 2.804-84 "Схемы на макетах" и ГОСТ 2.802/2.803

Цвет Образец Назначение по ГОСТ 2.802 (техника) Назначение по ГОСТ 2.803 (сооружения) RAL/пример
Красный Опасные зоны, движущиеся части, пожарное оборудование Пожарные выходы, противопожарные системы RAL 3000
Жёлтый Предупреждение, электрическое оборудование Знаки предупреждения, ограничительные линии RAL 1018
Синий Холодная вода, сжатый воздух, информация Водопровод, гидранты, информационные табло RAL 5012
Зелёный Безопасность, средства спасения Эвакуационные пути, безопасные зоны RAL 6024
Серый (металл) Металлические конструкции, оборудование Металлоконструкции, несущие элементы RAL 7035
Чёрный Резиновые элементы, изоляция Асфальт, технические покрытия RAL 9005
Белый Маркировка, надписи, световые элементы Разметка, указатели, маркировка RAL 9010
Оранжевый Опасные механизмы, высокое напряжение Ограждения опасных зон RAL 2004

Условные обозначения на макетах (ГОСТ 2.804-84)

Основные правила нанесения обозначений:

1. Размеры надписей: высота 3-5 мм в зависимости от масштаба
2. Шрифт: прямой, без наклона (ГОСТ 2.304-81)
3. Расположение: снизу вверх, слева направо
4. Цвет надписей: контрастный к фону
5. Условные знаки: стандартные для каждого типа оборудования
Условное обозначение Название Применение
⟡ Электрическое оборудование Электродвигатели, трансформаторы, щиты
⛆ Гидравлическое оборудование Насосы, гидроцилиндры, системы водоснабжения
⬇ Пневматическое оборудование Компрессоры, пневмоцилиндры, системы сжатого воздуха
↻ Вращающиеся части Валы, шестерни, роторы, движущиеся механизмы
‼ Опасная зона Высокое напряжение, движущиеся части, химическая опасность
⛔ Запрещённая зона Доступ запрещён, работа без защиты
☢ Радиоактивная опасность Радиоактивные материалы, ионизирующее излучение

3. Выбор технологии печати и оптимизация окраски (40 минут)

Критерии выбора технологии печати

Характеристика детали Рекомендуемая технология Обоснование Цвет пластика/смолы
Крупные детали (>50×50 мм) ФДМ (PLA) Высокая скорость, прочность, низкая стоимость Базовый цвет по ГОСТ
Мелкие детали (<20×20 мм) Фотополимер Высокая детализация, точность Стандартный серый + окраска
Прозрачные элементы Фотополимер прозрачный Прозрачность, гладкая поверхность Прозрачная смола
Подмакетник ФДМ (PLA) Прочность, жёсткость, размер Серый RAL 7035
Детали сложной формы Фотополимер или ФДМ с поддержками Зависит от размера и сложности По назначению

Стратегия минимальной окраски

Принцип "цветной пластик + минимум краски":

Пример для насосной установки:
1. Подмакетник: серый PLA (не красим)
2. Корпус насоса: серый PLA + красные полосы (только полосы красим)
3. Трубопроводы: синий PLA (не красим)
4. Предохранительный клапан: жёлтый PLA (не красим)
5. Таблички, надписи: белый PLA + чёрные надписи (только надписи)

Экономия краски: 70% поверхности остаётся без окраски

Порядок печати (оптимизированный)

  1. Подмакетник — печатаем первым, так как от него зависят все размеры
  2. Крупные детали основного цвета — основа композиции
  3. Мелкие детали на фотополимере — партиями по 5-7 деталей
  4. Прозрачные элементы — отдельно, чтобы избежать загрязнения
  5. Детали для окраски — печатаем белым PLA под окраску
Важно: Детали, которые будут соединяться между собой, должны печататься с одинаковыми настройками (толщина слоя, температура), чтобы обеспечить точное сопряжение.

4. Защита и корректировка ТЗ (10 минут)

Порядок защиты технического задания:

Каждый ученик представляет:

1. Объект макетирования (2 мин)
2. Выбранный масштаб и обоснование (1 мин)
3. Предварительный список деталей с цветами (2 мин)
4. План печати (ФДМ/смола) (1 мин)

Критерии оценки: реализуемость, соответствие ГОСТ, оптимальность решений

Корректировка по итогам защиты:

  • Уточнение габаритных размеров
  • Корректировка количества деталей
  • Оптимизация цветовой схемы
  • Уточнение технологии изготовления

📝 Домашнее задание

ДЗ #2 📅 Срок: 04 февраля 2026 🏆 Макс. балл: 5 баллов

Разработка эскизов и 3D-модели подмакетника

Цель задания: Создать детализированные эскизы макета и разработать 3D-модель подмакетника для печати.

Что нужно сделать:

  1. Общий эскиз макета:
    • Вид сверху в масштабе с размерами
    • Расположение всех элементов на подмакетнике
    • Цветовая схема согласно ГОСТ (указать цвета и их назначение)
    • Условные обозначения и надписи
  2. Эскизы деталей:
    • 3-5 ключевых деталей с основных ракурсов
    • Указание технологии изготовления (ФДМ/смола)
    • Размеры в выбранном масштабе
    • Способы крепления к подмакетнику и друг к другу
  3. 3D-модель подмакетника:
    • Точные размеры: 100×150×15 мм
    • Толщина основания: 5 мм
    • Посадочные места для основных деталей
    • Информационная зона 30×100 мм
    • Файл в формате STL, готовый к печати
  4. Окончательное ТЗ:
    • Корректировка по итогам защиты
    • Утверждённый перечень деталей (не более 10)
    • Утверждённая цветовая схема
    • План печати с указанием очерёдности

Требования к оформлению:

  • Эскизы: на бумаге А4 или в графическом редакторе
  • 3D-модель: файлы формата .STL и исходный файл в Компас/AutoCAD
  • ТЗ: электронный документ с заполненными разделами
  • Соответствие ГОСТ: обязательно применение изученных стандартов

Критерии оценки:

Эскизы (2 баллов): полнота, соответствие ГОСТ, читаемость
3D-модель подмакетника (2 баллов): точность размеров, готовность к печати
ТЗ (1 балла): полнота, соответствие стандартам

🔍 Дополнительно

❓ Частые вопросы

Можно ли использовать нестандартные цвета?

Для учебных макетов допустимо отклонение от строгих стандартов, но рекомендуется придерживаться основных цветов ГОСТ. Нестандартные цвета можно использовать для декоративных элементов, не несущих функциональной нагрузки.

Как выбрать толщину стенок для подмакетника?

Для подмакетника размером 100×150 мм рекомендуемая толщина основания — 5 мм. Если модель тяжёлая, можно увеличить до 8 мм или добавить рёбра жёсткости снизу. Боковые стенки можно делать 2-3 мм.

Что делать, если деталь не помещается на платформу принтера?

1. Разделить деталь на части с соединением "шип-паз".
2. Уменьшить масштаб модели.
3. Изменить ориентацию детали на платформе.
4. Для ФДМ-печати можно использовать автоматическое разделение в слайсере.

🔗 Полезные ресурсы

💡 Рекомендации по 3D-моделированию:

  • Начинайте с простых геометрических форм
  • Используйте группировку для сложных объектов
  • Проверяйте размеры после каждого изменения
  • Сохраняйте промежуточные версии
  • Экспортируйте в STL с высоким разрешением
Занятие 17. Упрощение. Крупные детали и подготовка к печати

Занятие 17. Упрощение. Крупные детали и подготовка к печати

📅 04 февраля 2026 года ⏱ 80 минут (2 × 40 минут)

📋 План занятия

  1. 25 мин: ГОСТы по упрощению изображений:
    • ГОСТ 2.305-2008 "Изображения"
    • ГОСТ 2.804-84 п.2 "Условные обозначения"
    • ГОСТ Р 2.002-2019 п.5 "Требования к качеству"
  2. 10 мин: Технология ФДМ-печати для крупных деталей
  3. 45 мин: Практическая часть:
    • Моделирование крупных деталей
    • Подготовка подмакетника к печати

🎯 Теоретическая часть: ГОСТы по упрощению

1. ГОСТ 2.305-2008 "Изображения"

Что можно не показывать на макете

Пункт 5.6: "Допускается не показывать на изображениях мелкие элементы (фаски, скругления, проточки), если их размер в масштабе чертежа менее 1 мм."
  • Мелкие отверстия диаметром менее 2 мм в масштабе 1:10
  • Фаски и скругления менее 0.5 мм на детали
  • Резьбовые соединения - показывать условно цилиндром
  • Декоративные элементы, не влияющие на сборку

Условные упрощения

Пункт 5.7: "Допускается применять упрощения, предусмотренные стандартами на правила выполнения чертежей деталей."
Пример для корпуса аппарата:
1. Вместо 20 болтов по периметру - показать 4 болта по углам
2. Решётку вентиляции - показать контуром с заливкой
3. Мелкие кнопки на панели - объединить в единый элемент

Соотношение детализации и масштаба

Масштаб Минимальный отображаемый размер Примеры упрощений
1:5 0.8 мм Показывать все основные элементы
1:10 1.5 мм Упрощать мелкие отверстия, скругления
1:20 3.0 мм Группировать мелкие элементы
1:50 7.5 мм Показывать только контуры и основные элементы

2. ГОСТ 2.804-84 п.2 "Условные обозначения"

Когда деталь заменяется условным изображением

Пункт 2.3: "Стандартные и часто повторяющиеся элементы допускается изображать условно с соблюдением относительных размеров и расположения."
  • Крепёжные элементы (болты, гайки, шайбы)
  • Типовые узлы (подшипники, муфты, редукторы)
  • Электронные компоненты на платах
  • Гидравлические/пневматические элементы

Минимальные размеры для отображения

Пункт 2.5: "Элементы, размеры которых в масштабе макета менее 1 мм, могут быть объединены или опущены."
Правила для разных масштабов:

М 1:10 - показывать детали от 5 мм
М 1:20 - показывать детали от 10 мм
М 1:50 - показывать детали от 25 мм
М 1:100 - показывать только основные габаритные элементы

Правила для разных масштабов

Пример для насосной установки (М 1:20):
1. Насос - детализированный корпус, но без внутренних лопастей
2. Трубопроводы - упрощённые цилиндры с фланцами
3. Клапаны - условные обозначения вместо точной геометрии
4. Болты крепления - показать только посадочные места

3. ГОСТ Р 2.002-2019 п.5 "Требования к качеству"

Допуски на изготовление

Пункт 5.2.3: "Допуски размеров для учебных макетов принимаются по 14 квалитету точности, если иное не оговорено в задании."
  • Линейные размеры: ±0.5 мм для деталей до 100 мм
  • Отверстия: +0.3/-0 мм для посадки деталей
  • Валы: -0.3/+0 мм для входа в отверстия
  • Угловые размеры: ±1°

Требования к поверхностям

Пункт 5.3.1: "Поверхности деталей должны быть обработаны в соответствии с требованиями сборки и эксплуатации макета."
Для ФДМ-печати:

Рабочие поверхности (сопрягаемые): Ra 3.2 (шлифовка или обработка ацетоном)
Нерабочие поверхности: Ra 6.3 (как снято с принтера)
Поверхности под окраску: Ra 12.5 (допускаются следы слоёв)

Взаимозаменяемость деталей

  • Детали одного типоразмера должны быть взаимозаменяемы
  • Посадочные места должны обеспечивать сборку без подгонки
  • Крепёжные элементы - стандартные для всего макета
  • Цветовые решения - единая система для аналогичных элементов

4. Технология ФДМ-печати для крупных деталей (10 минут)

Настройки для крупных деталей

Параметр Значение для PLA Обоснование
Толщина слоя 0.2-0.3 мм Баланс скорости и качества
Заполнение 15-20% (корпус), 5-10% (декорации) Экономия материала при достаточной прочности
Толщина стенок 2-3 мм Жёсткость конструкции
Температура сопла 200-210°C Оптимальная для PLA
Температура стола 60°C Хорошее сцепление без деформации

Ориентация на столе

Правила ориентации:
1. Плоские детали - класть на широкую грань для минимизации поддержек
2. Высокие тонкие детали - размещать под углом 45° для прочности
3. Цилиндрические детали - вертикально для лучшей геометрии
4. Детали с отверстиями - ориентировать отверстия вертикально

Поддержки и их минимизация

Важно: Поддержки увеличивают время печати, расход материала и требуют постобработки. Минимизируйте их!
  • Угол печати без поддержек: до 45° от горизонтали
  • Максимальный свес: 5 мм без поддержек
  • Тип поддержек: деревовидные для сложных форм
  • Плотность поддержек: 5-10% для лёгкого удаления

🔧 Практическая часть (45 минут)

1. Моделирование крупных деталей

Основные объёмы (корпуса, стены, платформы)

Алгоритм моделирования корпуса:
1. Создать базовый параллелепипед по габаритным размерам
2. Добавить основные вырезы и отверстия
3. Применить упрощения согласно ГОСТ 2.305-2008
4. Добавить рёбра жёсткости для тонкостенных деталей
5. Проверить минимальную толщину стенок (2 мм для PLA)

Учёт припусков на склейку

  • Пазогребневое соединение: зазор 0.2 мм между деталями
  • Клеевое соединение встык: припуск 0.1 мм на клей
  • Резьбовые соединения: отверстия под винты с запасом 0.3 мм
  • Последовательная сборка: учитывать накопление допусков

Проверка сопряжения деталей

Порядок проверки в 3D-редакторе:

1. Создать сборку из всех деталей
2. Проверить пересечения (не должно быть)
3. Проверить зазоры в сопряжениях (0.1-0.3 мм)
4. Сделать разрез сборки для проверки внутренних сочленений
5. Проверить доступность для сборки (можно ли физически собрать)

2. Подготовка к печати (для подмакетника)

Экспорт в STL

  1. Выбрать деталь для экспорта
  2. Настройки экспорта:
    • Точность: 0.01 мм
    • Формат: Binary STL
    • Единицы измерения: миллиметры
  3. Проверить, что деталь находится в положительном квадранте
  4. Убедиться, что нет двойных поверхностей

Слайсинг в Cura

Настройки для подмакетника 100×150×15 мм:
• Профиль: Standard Quality (0.2 мм)
• Заполнение: 20% (Grid)
• Скорость печати: 50 мм/с
• Обдув: 100%
• Слой начальный: 0.3 мм
• Температура: 200°C/60°C

Расстановка на виртуальном столе

  • Размещать детали не ближе 5 мм к краю стола
  • Между деталями оставлять 3-5 мм
  • Высокие детали ставить сзади, низкие спереди
  • Избегать пересечений областей обдува

Расчёт времени печати

Формула для оценки: Время = (Объём материала) / (Скорость экструзии)

Пример для подмакетника:
Объём: 225 см³
Заполнение: 20% → 45 см³ пластика
Скорость экструзии: 8 см³/час
Время печати: 45 / 8 ≈ 5.6 часов

📝 Домашнее задание

ДЗ #3 📅 Срок: 11 февраля 2026 🏆 Макс. балл: 5 баллов

Подготовка крупных деталей к печати

Цель задания: Завершить моделирование всех крупных деталей макета, подготовить их к печати с учётом требований ГОСТов и технологии ФДМ.

Требования к выполнению:

  1. Все крупные детали имеют посадочные места, поверхности и пазы для склейки
    • Проверены зазоры в соединениях (0.1-0.3 мм)
    • Добавлены технологические фаски для удобства сборки
    • Посадочные места унифицированы для взаимозаменяемости
  2. Детали собраны в 3D-редакторе с подмакетником
    • Полная сборка макета "без деталировки" в масштабе
    • Проверка отсутствия пересечений
    • Создание спецификации деталей
    • Вид сборки в разрезе для проверки внутренних соединений
  3. Для каждой детали выбран цвет и технология печати
    • Таблица соответствия деталь-цвет-технология
    • Обоснование выбора цвета согласно ГОСТ 2.802
    • Обоснование технологии печати (ФДМ/фотополимер)
    • Расчёт ориентировочного времени печати каждой детали
  4. Файлы подготовлены к печати
    • Экспорт всех деталей в STL
    • Оптимальная ориентация на столе принтера
    • Настройки слайсинга для каждой детали
    • Расчёт общего расхода пластика

Критерии оценки:

  • Соответствие ГОСТам (2 балла):
    • Правильность упрощений (ГОСТ 2.305-2008)
    • Применение условных обозначений (ГОСТ 2.804-84)
    • Соблюдение допусков (ГОСТ Р 2.002-2019)
  • Качество моделирования (2 балла):
    • Наличие всех посадочных мест и пазов
    • Возможность сборки без подгонки
    • Оптимальность ориентации для печати
  • Полнота подготовки (1 балл):
    • Таблица цветов и технологий
    • Расчёт времени и расхода материалов
    • Готовые STL файлы

🔍 Дополнительно

❓ Частые вопросы по упрощению

Как определить, что можно упростить?

1. Если элемент в масштабе макета меньше 1 мм.
2. Если он не влияет на сборку и функциональность.
3. Если он дублирует другие элементы.
4. Если его сложность не соответствует возможностям 3D-печати.

Что делать с мелкими отверстиями?

1. Диаметром менее 2 мм в масштабе - не показывать.
2. Диаметром 2-5 мм - показать контуром без детализации.
3. Диаметром более 5 мм - детализировать, но можно упростить фаски.

Как проверить сборку виртуально?

В большинстве 3D-редакторов есть функция "Проверка пересечений" (Interference Detection). Создайте сборку, запустите проверку, устраните все пересечения. Затем проверьте зазоры в сопряжениях.

🔗 Полезные ресурсы

💡 Советы по ФДМ-печати крупных деталей:

  • Печатайте с подогревом стола для предотвращения отслоения
  • Используйте Brim (поля) для деталей с маленькой площадью основания
  • Для высоких деталей уменьшите скорость печати на 20%
  • Проверяйте уровень стола перед печатью крупных деталей
  • Храните пластик в сухом месте для лучшего качества печати
Made on
Tilda