Проекты

Проектирование и изготовление композитного рюкзака

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Инновации «умного» города. «Умная» школа» среди работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ «Школа № 167 имени Маршала Л.А. Говорова»
Предметы: Физика, Информатика, 3D-моделирование
Классы: 9 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Сегодня в мобильных устройствах всё шире используется технология беспроводной передачи данных малого радиуса действия – NFC, с помощью которой можно оплачивать покупки в магазинах и сети Интернет. С недавнего времени мошенники научились использовать данную технологию для кражи денежных средств с электронных устройств.

В продаже широко представлены успешно работающие чехлы для телефонов и планшетов, блокирующие радиоволны. Автор решил модернизировать эту идею и создал уникальный проект – прототип рюкзака, состоящего из поглощающих радиоволны композитных материалов. Блокировка NFC позволит обеспечить дополнительную защиту переносных устройств от действий злоумышленников в местах с большим скоплением людей.

Цель

Спроектировать и изготовить прототип радиопоглощающего рюкзака.

Задачи

1. Подобрать и изучить информацию по теме проекта.

2. Спроектировать 3D-модель рюкзака.

3. Создать оснастку для изготовления рюкзака.

4. Провести формовку защитной части рюкзака из композиционных материалов.

5. Собрать защитную часть и фурнитуру.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

· Фрезерный станок с ЧПУ

· Инфракрасная лампа

· Заклёпочник

· Углеродное волокно

· Эпоксидная смола Т20-60

· Эпоксидный клей

· Заклёпки

· Программное обеспечение САПР Autodesk Inventor

Описание

Композитный материал – искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с чёткой границей раздела между ними (состоящий из волокнистого наполнителя и связующего компонента). Углепластики – композиты, содержащие в качестве наполнителя углеродные волокна, обладающие свойством пропускать магнитные волны и поглощать радиоволны.

На первом этапе работы автор спроектировал изделие в САПР Autodesk Inventor. Была создана 3D-модель рюкзака, а затем разработана оснастка для его изготовления. Далее была написана управляющая программа для работы на фрезерном станке с ЧПУ и в результате получена готовая оснастка.

Второй этап включал в себя выкладку армирующей ткани в оснастку и пропитку связующим компонентом методом вакуумной инфузии. В качестве армирующей ткани было выбрано углеродное волокно, так как оно поглощает радиоволны. В качестве связующего компонента была выбрана эпоксидная смола Т20-60. После пропитки изделие положили отверждаться под инфракрасную лампу.

Завершающим этапом работы была опиловка полученной детали, сборка углепластиковой части и фурнитуры рюкзака на заклепки и эпоксидный клей.

Результаты работы/выводы

Для проверки работы прототипа в рюкзак поместили планшет и мобильный телефон с включённой NFC. Далее с помощью приложения «Метро» попытались считать информацию с социальной карты, приложив её к рюкзаку. Система NFC не сработала. Цель достигнута. При попытке кражи денежных средств с планшета, телефона или банковской карты, находящихся в разработанном автором рюкзаке, технология NFC не сработает и денежные средства останутся у владельца.

По итогам выполненной работы был полностью сконструирован и изготовлен композиционный рюкзак. Ключевыми его преимуществами являются: лёгкость, прочность, долговечность и радиозащита (блокировка технологии NFC).

Перспективы использования результатов работы

Проект может найти применение в городской среде, например, при нахождении в общественном транспорте или в местах с большим скоплением людей. Изобретение предотвратит воровство денег с электронных устройств и банковских карт с помощью технологии NFC.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Научно-практическая конференция «Технопарк» – победитель, диплом I степени