Проекты

Создание учебного 3D-макета человеческого зуба для уроков биологии

Работа призёров конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «3D-моделирование, 3D-печать и VR/AR-технологии» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: 3D-моделирование
Авторы работы: ГБОУ Школа № 2005
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

В связи с активным развитием цифровых технологий в образовательных учреждениях в качестве наглядного и дидактического материала внедряются различные мультимедийные продукты: презентации, электронные книги и учебники, сайты, видеофильмы и т.д. Однако в некоторых областях образования натурные модели не теряют свою актуальность. Объёмные модели позволяют развивать пространственное мышление, познавать окружающий мир посредством тактильных восприятий. Простейшие примеры таких моделей: глобус, объёмные фигуры для уроков черчения и т.д. Сегодня сфера 3D-моделирования позволяет создать прототип будущего сооружения, коммерческого продукта в объёмном формате, сделать модель для обучения или иной практически применимый продукт для любой области.

Актуальность проекта заключается в том, что при создании учебного макета с использованием эпоксидной смолы и 3D-печати ученики смогут детальнее рассмотреть внутреннее строение зуба, понять связь между его частями, будут иметь наглядное представление о строении зуба. Так как модель сделана по естественному образцу, ученики смогут увидеть естественные несовершенства, а не идеализированные макеты, которые можно встретить в некоторых школах. Также этот макет можно будет использовать в стоматологических вузах, на практике, разумеется при определённых доработках.

Цель

Создание учебного 3D-макета человеческого зуба для уроков биологии.

Задачи

  1. Освоить принципы работы в программе Blender.
  2. Составить схематичный план строения зуба натурального образца.
  3. Создать послойно 3D-модель зуба в программе Blender (всего 4 слоя).
  4. Напечатать шаблоны для слоёв зуба.
  5. Залить в шаблоны эпоксидную смолу.
  6. Собрать макет и исправить при необходимости мелкие недочёты.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Ноутбук с программой Blender
  • 3D-принтер
  • Образец натурального зуба

Описание

Первым делом авторы изучили строение зуба по имеющемуся натуральному образцу и составили наброски для последующего моделирования. Было принято решение создавать макет зуба по слоям. Зуб был разбит на 4 части: эмаль, дентин, пульпа, сосуды и нервные волокна. На основании полученных данных приступили к созданию 3D-модели зуба (послойно) в программе Blender. Программа была выбрана, потому что она нетребовательна к оснащению компьютера и исправно работает на операционной системе Windows. Затем все слои были соединены вместе, для того чтобы увидеть общую картину и скорректировать недочёты. Завершающим этапом работы проекта стала раздельная печать элементов модели на 3D-принтере и последующая заливка смолой.

Результаты работы/выводы

В качестве продукта была получена 3D-модель настоящего человеческого зуба.

Этот макет зуба будет использован в образовательных учреждениях в качестве наглядного пособия, а при дальнейшей доработке – как объект для проведения стоматологической практики. Естественные изъяны, как у настоящего человеческого зуба, дадут возможность иметь представление о реальном строении зуба, и практика в стоматологических вузах будет проходить на максимально правдоподобном макете зуба.

Перспективы использования результатов работы

В будущем авторы работы планируют воссоздать всю человеческую челюсть, а потом и всю голову до шеи. Также в планах разработать систему, по которой можно будет печатать очень маленькие объекты. Все это можно будет применить в печати различных частей человеческого тела.