Глава 1. Идея

Визуализация. Сложное, но очень важное для качественного обучения слово. Возьмем в пример высоковольтные подстанции. Они представлены в виде схем и чертежей. А это — определенный язык, который надо учить и понимать. В пути становления профессионала, чем раньше поймешь — тем лучше. И в этом случае работает хорошая пословица — «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать».

Индивидуальность. Тот факт, что каждый макет индивидуален — никого не удивит. Однако в макете уникальна каждая, даже самая маленькая и незначительная, деталь. Поэтому создание,ремонт, реставрация, модернизация и прочие действия с макетом становятся затруднительными и долгими. В пример можно взять изолятор — простое с виду устройство. Его изготовление включает в себя поиск подходящего основания, поиск подходящей проволоки, её намотка на основание, склейка, грунтовка и покраска. Умножая временные затраты на количество изоляторов (а их, даже на самый скромный макет, требуется больше 100 едениц), получаем совсем грустный результат. Кроме того, затрудняется восстановление элемента в случае его повреждения. Опять же, каждый из них уникален и в точности воспроизвести его — задача зачастую невозможная.

Новый подход. Я предлагаю новый, унифицированный подход к созданию макетов. Для этого необходимо воспользоваться распространённой в наше время технологией 3Д печати. В этом случае сборка макетов представляет собой процесс, схожий со сборкой конструктора из деталей. Это также хороший вариант для реальной практической работы студентам, которая будет полезна для образовательного учреждения и в долгосрочной перспективе, ввиду увеличения количества обучающего материала.

Глава 2. Основная концепция

Главная идея проекта — простота воспроизводства с минимальными денежными затратами. Изначально мне удалось добиться упрощения до уровня возможности печати на самом дешевом и базовом 3д принтере без подогрева стола. Для этого первый слой был сплошным (элементы необходимо вырезать с подложки ножницами и скальпелем), а пластик для печати — PLA (общепризнанно, самый простой в освоении пластик)

Однако, приняв во внимание недолговечность данного вида пластика и низкой температуры его размягчения, пришлось переключиться на PET-G. Да, он требует подогреваемого стола и более серьезной настройки печати. Однако, из-за развития рынка 3д принтеров, цена на необходимый принтер также не будет слишком высокой, особенно на вторичном рынке. По причине «роста» проекта до более высокого уровня принтера, от идеи со сплошной заливкой первого слоя тоже принято отказаться. Детали будут отделяться от основания с минимальными затратами сил при использовании системы, знакомой всем сборщикам военной техники из наборов одной известной фирмы... На иностранном сегменте печать на такой подложке называется Kit Card.

Также особое внимание уделяется масштабу — макеты должны быть довольно компактными.

Глава 3. Разработка

Для начала необходимо создать базовый комплект высоковольтного оборудования, который включает в себя:

• Портал. Служит для удержания проводов. Состоит из балок и изоляторов

• ВЧ заградитель. Состоит из силовой катушки индуктивности и стойки (или подвеса).

• Разрядник или ОПН. Состоит из непосредственно разрядника и стойки.

• Разъединитель. Состоит из стойки, изоляторов, привода, рабочих и заземляющих ножей.

• Измерительный трансформатор тока. Состоит из стойки, изоляторов, шкафов управления.

• Измерительный трансформатор напряжения. Аналогично.

• Выключатель элегазовый. Состоит из стойки, изоляторов и привода.

• Трансформатор. Состоит из основного и расширительного бака, решетки радиаторов, изоляторов, выхлопной трубы, фильтра и направляющих стоек.

Состав деталей для оборудования ограничен малым масштабом, но позволяет увидеть все главные узлы аппаратов. Напряжение оборудования — 110 кВ. Для наших целей и размеров данная характеристика видится мне идеальной по габаритам оборудования

Разработка велась в Rhinoceros и Blender. Вообще, именно этот проект позволил мне начать изучение 3д моделирования. Не будем останавливаться на каждой единице, а перейдем к готовому результату.

Склеивать детали можно обыкновенным цианоакрилатом. Однако дихлорэтан может показать гораздо лучшие параметры прочности в работе с PET-G, ведь он «сваривает» детали между собой.

Глава 4. Готовое изделие

После разработки и тестов, которые, на удивление, заняли у меня почти полгода, я решил закончить проект изготовлением настоящего макета, используя самую простую и базовую схему подстанции. Для этого изготовил и напечатал подставку:

В эстетических целях «засеял» подставку травой. Для этого используется специальная посыпка, представляющая собой крашенные опилки мелкой фракции. Приклеивается она спокойно на клей ПВА.

Оборудование вставляется ножками в отверстия и фиксируется на месте. После этого можно приступить к натяжке проводов. В моем случае — это провода из витой пары. На прошлых макетах хорошо зарекомендовала себя проволока для бисероплетения, по цвету совпадающая с АС проводами, часто используемыми в распределительных сетях.

Данный макет не претендует на точность, но показывает возможности данного метода. Его размер — 15×23 см. По собственному опыту, его изготовление (без учета разработки) заняло гораздо меньше времени, а качество возросло до «заводского» уровня.

Глава 5. Вывод

Делая вывод, какие плюсы даст использование 3Д-печати?

• Создание макетов, необходимых для качественного усвоения студентами материалов, станет доступным всем учебным заведениям;

• Снижение стоимости и времени создания макетов;

• Унификация элементов макета, облегчающая ремонт и модернизацию;

• Увеличение качества и разнообразия макетных стендов;

• Оптимизация ресурсов;

• Начало работы учебных заведений с перспективной технологией 3Д-печати.

Благодарю за внимание. Данные модели выложены в открытый доступ. У меня еще много идей для реализации, а значит — надолго не прощаемся. Буду ждать обратной связи.