PONDĚLÍ SUDÉ 17:45-20:15 1.POLOLETÍ 

Zajímá tě matematika, geometrie, počítačové modelování, technické kreslení? Máš povědomí, na jakém principu funguje 3D tisk? Přihlas se do kroužku, kde se o 3D tiskárnách dozvíš mnohem více, poznáš jejich konstrukční principy, budeš navrhovat, modelovat a vyrábět technické prototypy.

V kroužku se naučíš a budeš pracovat:

• rýsovací a 3D modelovací program ONSHAPE
• pokročilejší rýsovací a 3D modelovací program FUSION360
• program PRUSA SLICER – příprava 3D modelu vrstvením pro tiskárnu
• obsluha a servis 3D tiskárny PRUSA
• FILAMENTY a jejich použití
• základy technického kreslení

Četnost: jednou za 14 dní (kromě státních svátků)

V případě dotazů pište na krouzkykybernetiky@vsb.cz

Organizátor si vyhrazuje možnost změn v níže popsaném programu kroužku.

PREREKVIZITY

Kroužek navazuje na začátečnickou úroveň. Účastník by měl na vstupu zvládat:

Z teorie 3D tisku

• Vysvětlit princip aditivní výroby a stavby po vrstvách (FFF)
• Pojmenovat části tiskárny (tryska, hotend, extruder, podložka, osy)
• Rozlišit základní filamenty (PLA, PETG, ABS, TPU) a jejich teploty
• Vysvětlit roli sliceru v řetězci model → GCODE → tiskárna
• Nastavit základní parametry tisku: výška vrstvy, výplň, perimetry, teploty, rychlost
• Vědět, kdy a proč je nutná podpěra (pravidlo cca 45°)
• Znát bezpečnostní zásady práce s tiskárnou

Z technického kreslení

• Rozlišit typy čar a jejich význam
• Vytvořit tři základní pohledy jednoduchého tělesa a zpětně z pohledů odvodit tvar
• Okótovat jednoduchou součást podle základních zásad
• Znát náležitosti výkresu: formát, měřítko, popisové pole
• Vygenerovat jednoduchý výkres z modelu v Onshape a exportovat jej do PDF

Z praktické realizace

• Ovládat TinkerCAD na úrovni samostatné tvorby modelu podle rozměrů
• V Onshape vytvořit plně určený náčrt (vazby + kóty) a použít vysunutí, rotaci, zaoblení, skořepinu
• Připravit model ve slicer, vyexportovat GCODE a spustit tisk
• Samostatně obsloužit tiskárnu: výměna filamentu, kontrola první vrstvy, sejmutí výtisku
• Rozpoznat běžnou vadu výtisku a navrhnout nápravu

1. POLOLETÍ — Pokročilé modelování a vlastní projekt

A) Teorie 3D tisku

Materiály a ladění tisku

• Porovná filamenty podle mechanických vlastností, smrštivosti, náročnosti a vhodnosti pro danou aplikaci
• Cíleně mění parametry profilu (retrakce, chlazení, teplota, rychlost) a doloží vliv změny na výsledku
• Provádí a vyhodnocuje testovací tisky (teplotní věž, test retrakce, test převisů)

Pokročilý slicer

• Nastaví multimateriálový tisk a plánované změny barev v průběhu tisku
• Používá modifikátory pro lokální změnu výšky vrstvy, výplně nebo perimetrů uvnitř jednoho modelu
• Volí typ a hustotu podpěr, používá podpěrné bloky a bezpodpěrové strategie (orientace, dělení modelu)
• Provádí drobné úpravy modelu přímo ve slicer (řez, dělení, vyhloubení, měřítko)

Provoz tiskáren

• Provádí kalibraci tiskárny včetně kalibrace první vrstvy a průtoku
• Porovná typy tiskáren (kartézská, CoreXY, delta, IDEX, SLA) a jejich silné a slabé stránky
• Zvolí vhodnou tiskárnu a technologii podle charakteru dílu
• Diagnostikuje provozní závady a provádí základní údržbu

B) Technické kreslení

• Zobrazí v projekci krychli, válec a rotační tělesa; správně vede osy
• Vytvoří a označí řez a průřez, používá šrafování, rozliší řez a průřez
• Doplní pomocný, částečný a detailní pohled tam, kde základní pohledy nestačí
• Kótuje s ohledem na funkci a výrobu, nikoli jen na geometrii
• Rutinně generuje výkres z 3D modelu v Onshape, spravuje pohledy, kóty a popisové pole
• Zapíše základní tolerance a označí prvky ovlivňující smontovatelnost
• Ověří úplnost výkresu kontrolní otázkou: vyrobil by podle něj díl někdo, kdo model nikdy neviděl?

C) Praktická realizace

Onshape — pokročilá úroveň

• Vědomě pracuje se symetrií a zrcadlením při návrhu (model držáku na tenisáky)
• Vytváří plně parametrické modely řízené proměnnými: změnou jedné hodnoty přegeneruje celý model
• Navrhne parametrickou hrací kostku a parametrickou krabičku s víkem a jednoduchým zámkem — včetně vůlí, které fungují po vytištění
• Sestavuje sestavy (assemblies), definuje vazby a ověří pohyb dílů
• Modeluje v kontextu sestavy — díl navrhuje podle sousedního dílu a chápe důsledky pro přegenerování
• Vytváří animace sestavy (rozpad, pohyb mechanismu) jako nástroj kontroly i prezentace
• Pracuje s výškovými mapami terénu a převede reálné území na tisknutelný model města/krajiny

Práce s importovanými daty a meshi

• Importuje modely různých formátů (STL, OBJ, 3MF, STEP) a rozumí rozdílu mezi meshem a tělesem
• V Meshmixeru / MeshLabu opraví vadný mesh (díry, obrácené normály, nespojené plochy), zjednoduší síť, vyhloubí model, rozdělí jej a připraví ke spojení
• Převede mesh do použitelné podoby a zkombinuje jej s vlastní parametrickou geometrií
• Posoudí licenci staženého modelu a respektuje podmínky jeho užití

Fusion 360 — volné a organické tvary

• Rozliší, kdy je vhodné parametrické modelování a kdy volný/organický přístup
• Pracuje se splajny a řízenými křivkami, hlídá spojitost a hladkost ploch
• Modeluje tvarově složitější objekty: přední masku auta, dýni, rukojeť šroubováku
• Chápe rozdíl mezi solid, surface a form (T-Spline) prostředím

Projektová práce 

• Zvolí si vlastní projekt, formuluje zadání, kritéria úspěchu a odhadne náročnost
• Rozdělí projekt na dílčí kroky a průběžně plánuje práci v čase
• Prochází iteračním cyklem návrh → tisk → test → úprava → tisk a dokáže vysvětlit, co se v každém kole zlepšilo
• Vede si dokumentaci projektu (verze, výkresy, poznámky k tisku)

2. POLOLETÍ — Strojní prvky, sestavy a týmové projekty

A) Teorie 3D tisku

3D data a jejich zpracování

• Zvolí správný formát podle účelu (STL/OBJ/3MF pro tisk, STEP pro další CAD práci) a odůvodní volbu
• Nastaví parametry exportu a doloží jejich vliv na kvalitu povrchu a velikost souboru
• Vysvětlí princip 3D skenování, jeho typické chyby a limity
• Spojuje modely z různých zdrojů, provádí boolean operace a opravy geometrie

GCODE

• Přečte strukturu GCODE souboru a vysvětlí význam základních příkazů
• Provede ruční úpravu GCODE (pauza pro změnu barvy nebo vložení vsazované matice, úprava start/end sekvence)
• Vysvětlí, co se stane, když je GCODE připraven pro jinou tiskárnu

Kvalita a optimalizace

• Provádí pokročilé kalibrace a systematicky hledá příčinu vady tisku
• Optimalizuje profil tiskárny a materiálu pro konkrétní díl, ne obecně
• Rozhoduje mezi kompromisy: rychlost × kvalita × pevnost × spotřeba materiálu

Návrh dílů pro tisk (DfAM)

• Navrhuje vůle a tolerance pro díly, které do sebe zapadají nebo se vůči sobě pohybují
• Zohledňuje anizotropii výtisku — směr vrstev vs. směr zatížení
• Volí orientaci a dělení dílu tak, aby minimalizoval podpěry a maximalizoval pevnost
• Navrhuje díly s ohledem na normalizované spojovací prvky (šrouby, matice, ložiska, vsazované matice)

B) Technické kreslení

• Vytváří výkresovou dokumentaci k vlastním projektům, ne k cvičným úlohám
• Zpracuje výkres sestavy: pozice, kusovník, návaznost na výkresy jednotlivých dílů
• Zobrazí zjednodušeně normalizované prvky: závit, ozubené kolo, ložisko, pružinu
• Používá řezy a pohledy cíleně tam, kde odhalují funkci — ne mechanicky
• Rozumí konvencím výkresů v technické praxi a porovná školní výkres se skutečnou výrobní dokumentací
• Předá kompletní výkresovou sadu projektu jako samostatný výstup

C) Praktická realizace

Strojní prvky v Onshape

• Modeluje ozubená kola a rozumí základním parametrům (modul, počet zubů, převodový poměr)
• Modeluje šrouby, závity a ložisko; rozliší, kdy modelovat závit a kdy použít normalizovaný prvek
• Sestaví funkční mechanismus (převodovka, uložení) a ověří jeho chod v sestavě
• Pracuje s vzory (lineární, kruhový, po křivce) a s konfiguracemi variant
• Používá funkci plech, chápe rozvin, ohyb a technologické limity

Fusion 360 — komplexní tvary

• Modeluje objekty s tvarovým nárokem: letadlo, mikrofon, karoserii auta
• Kombinuje plošné a objemové modelování, kontroluje napojení ploch
• Vytváří rendering a animaci vlastního modelu (rozpad sestavy, pohyb) a exportuje prezentační video

Mesh a skenování

• Zpracuje skenovaná data: očistí, zjednoduší, zacelí a připraví k tisku
• Sloučí několik modelů do jednoho tisknutelného celku a opraví vzniklé chyby
• Rekonstruuje z meshe jednoduchou parametrickou geometrii, když je potřeba díl dále upravovat

Týmové a rozsáhlé projekty

• Projekt „továrna“ — návrh většího celku z mnoha opakujících se dílů, práce se vzory, rozdělení tisku do dávek
• Projekt „jezdící robot“ — návrh funkčního mechanického celku: pohon, převody, uložení, integrace s neteskovými komponenty (motory, elektronika, spojovací materiál)
• Rozdělí práci v týmu, sladí rozhraní mezi díly různých autorů a udrží konzistentní verze souborů
• Odhadne čas tisku a spotřebu materiálu a naplánuje výrobu podle kapacity dílny
• Otestuje funkční prototyp, vyhodnotí selhání a provede cílenou revizi návrhu