Во введении будет обозначена тема использования технологии 3D-моделирования, прототипирования и макетирования. Будет показано, почему цифровое проектирование связано с информатикой, технологией и инженерным мышлением, а также сформулированы проблема, цель, задачи, объект, методы и ожидаемый продукт проекта. Отдельно будет определено практическое значение создания учебного прототипа.

Раздел раскрывает основные понятия, используемые при работе с объёмной графикой: трёхмерное пространство, координаты, вершины, рёбра, поверхности и тела. Будет объяснено, чем полигональное, твердотельное и параметрическое моделирование отличаются друг от друга, какие программы применяются для обучения и проектирования и почему точность размеров важна для последующей печати.

В пункте будет дано понятное определение 3D-моделирования как процесса создания цифрового объёмного объекта с заданной геометрией и параметрами. Будет описано построение формы из простых примитивов, применение операций выдавливания, объединения и вычитания, а также использование размеров и ограничений. Рассмотрим, где такие модели используются: от игр и анимации до промышленного проектирования.

Раздел объяснит назначение прототипа и макета, их сходства и различия. Прототип обычно проверяет конструкцию, функциональность или посадку деталей, а макет может показывать внешний вид и общую форму объекта в уменьшенном либо условном виде. Будет рассмотрен цикл разработки: идея, цифровая модель, пробное изготовление, испытание, фиксация недостатков и корректировка конструкции.

В пункте последовательно описывается работа FDM-принтера: загрузка пластиковой нити, нагрев материала, движение печатающей головки и формирование слоёв на платформе. Будет показана роль сопла, экструдера, рабочего стола, осей перемещения и системы управления. Также рассматриваются калибровка платформы, температура, высота слоя, заполнение, поддержки и правила безопасной эксплуатации оборудования.

Практический раздел начинается с выбора простого объекта, который можно изготовить на учебном 3D-принтере: держателя, органайзера, брелока или детали макета. Будут определены назначение изделия, его размеры, ограничения и требования к прочности. Затем в программе создаётся модель из базовых элементов, выполняется проверка масштаба, толщины стенок, отверстий и отсутствия лишних пересечений.

В разделе будет показано, как экспортировать модель в подходящем формате, открыть её в слайсере и выбрать параметры изготовления. Описываются настройка ориентации, толщины слоя, заполнения, стенок, поддержек и температуры для PLA. После подготовки G-code выполняется печать, наблюдение за процессом и фиксация времени, расхода материала, качества поверхности и выявленных дефектов.

Здесь проводится сравнение цифрового проекта с изготовленным прототипом по форме, размерам, устойчивости и качеству поверхности. Результаты можно представить в таблице с измерениями и фотографиями отдельных этапов. На основании анализа определяются причины возможных ошибок: неверная ориентация, слабое заполнение, деформация, недостаток поддержек или неточные размеры, после чего предлагаются изменения модели и параметров печати.

В заключении будут обобщены сведения о назначении 3D-моделирования, прототипирования, макетирования и послойного изготовления. Будет указано, какие этапы были выполнены практически, насколько полученный прототип соответствует исходной идее и какие факторы повлияли на результат. Также формулируются основные приобретённые навыки и возможные направления дальнейшего усложнения модели или проекта.

В списке литературы будут представлены использованные учебные пособия, справочные материалы по компьютерной графике, документация к программам и 3D-принтеру, а также проверенные электронные образовательные ресурсы. Источники будут оформлены единообразно и позволят подтвердить определения, описание принципа работы оборудования, характеристики материалов и требования техники безопасности.