Шестеренчатый насос
Представляем собственную разработку, которая будет использоваться как в учебном процессе, так и в домашних условиях
Команда
  • Матвей Мокрушин
    ученик 7 класса МБОУ "СОШ № 196" ЗАТО Северск

    Меня зовут Матвей, мне 13 лет. Я люблю создавать 3D-модели и считаю, что это мое будущее. Когда я делаю модели, я развиваю свои творческие способности, учусь работать с техникой и доводить проекты от начала до конца. Постоянно учусь новому, изучаю разные программы и приемы. Для меня важно развиваться, потому что я хочу стать профессионалом в этом деле и добиться успеха.

  • Титов Роман Васильевич
    учитель информатики МБОУ "СОШ № 196" ЗАТО Северск
    Занимаюсь моделированием больше 20 лет, а 3D-моделированием всего восемь, но за этот срок досконально познакомился с особенностями 3D-принтеров, 3D-сканеров, а также практически всех известных и популярных видов филаментов для 3D-печати.
Проблематика проекта
Шестеренчатый насос - это объемное оборудование гидравлического типа. Он используется для работы с маслом, смолой, нефтью, битумом, дизельным топливом, парафином, мазутом, а также другими смесями высоких температур без твердых частиц.
Такое устройство крайне необходимо как в домашних, так и в учебных целях. Например, для демонстрации процесса отсоса воды из сосуда с помощью прокрутки вала.
Основная проблема - отсутствие толковых решений для использования не в промышленных масштабах.
Актуальность проекта

 Актуальность заключается в том, что данный механизм очень востребован:

  • в бытовых условиях: аквариум , переливание жидкостей;
  • в учебной – на уроках физики, химии, технологии.

Данное устройство предоставляет учащимся возможность наблюдать за работой насоса в реальном времени, что способствует лучшему усвоению теоретического материала. Учащиеся смогут изучить такие понятия, как давление, поток жидкости и механические преимущества, работая с насадками и измеряя производительность системы.

Аналоги проекта
Полноценных, компактных аналогов практически нет. Продаются непосредственно сами насосы, без готового устройства.
 Поэтому можно смело заявить, что данный проект уникален в плане оригинальности и завершенности.
Цель и задачи проекта

Цель: разработка шестеренчатого насоса гидравлического типа


Задачи:

  • Изучить материал об использовании шестерёнчатого насоса в промышленности;
  • Познакомиться с существующими моделями шестерёнчатого насоса;
  • Разработать собственную модель шестерёнчатого насоса;
  • Изучить особенности филаментов для печати;
  • Провести испытание механизма;
  • Исправить возникшие недочеты;
  • Запустить в производство итоговый вариант модели.
Целевая аудитория и потенциальные заказчики

Наш проект может быть интересен для всех образовательных учреждений, т.к. данный насос можно смело использовать как наглядное пособие на уроках физики, а также во внеурочных занятиях технической направленности.

Данный насос заинтересует тех кто увлекается разведением аквариумных рыбок.

Что касается потенциальных заказчиков, то мы открыты к взаимовыгодному сотрудничеству с бизнесменами, которые готовы инвестировать средства в серийное производство данных насосов, т.к. по себе стоимости и надежности наши модели превосходят существующие аналоги.

В идеале стейкхолдерами могут выступать управляющие организации системы образования или непосредственно администрации образовательных учреждений.

Экономика проекта
  • Трудозатраты
    В среднем работа над проектом велась пять месяцев, что в переводе на часы - примерно 220 часов (два часа в день при 22 рабочих днях).
    Если привлекать к данной работе наемных рабочих по договору гражданско-правового характера (ГПХ), то средняя оплата бы составила 66000 рублей (300 рублей в час)
  • Электроэнергия
    Согласно предоставленным данным по энергозатратам за указанный временной период. Было израсходовано ~75кВт*ч * 7,44 рублей = 558 рублей
  • Расходные материалы
    За весь процесс было израсходовано порядка 450-500 граммов пластика - около 1000 рублей;
    Два металлических вала: большой - 52 рубля и маленький - 43 рубля
  • Итого
    С учетом экономии на трудозатратах, итоговая стоимость опытного образца составила 1653 рубля.
    Но при запуске в серийное производство стоимость насоса составит всего от 300 до 350 рублей
Этапы проекта. Итоговый результат
Анализ рынка, поиск аналогов
ноябрь 2024г.
Создание эскиза и проработка размеров
ноябрь-декабрь 2024г
Моделирование насоса
Декабрь 2024г - февраль 2025г
Печать на 3D-принтере
Февраль 2025г
Исправление недочетов в размерах модели
Март 2025г
Проведение испытаний
Апрель 2025г

При выборе филамента нам пришлось опытным способом выявлять самый оптимальный вариант пластика для нашего насоса.
Мы изучили следующие виды, опираясь на критерии (водостойкость и качество печати):
  • PLA — водостойкость: средняя, качество печати: высокое, описание: легкий в использовании, хорошее качество.
  • ABS — водостойкость: средняя, качество печати: среднее, описание: прочный, устойчив к температурам.
  • PETG — водостойкость: высокая, качество печати: высокое, описание: водостойкий, прочный, глянцевый.
  • TPU — водостойкость: средняя, качество печати: среднее, описание: гибкий, водостойкий.
  • Nylon — водостойкость: очень высокая, качество печати: среднее, описание: очень водостойкий, прочный, сложен в печати.
  • Polycarbonate (PC) — водостойкость: очень высокая, качество печати: высокое, описание: очень прочный и водостойкий, термостойкий.
В итоге определились с тем, что опытный образец распечатали на PLA, а эталонный - на Nylon
Фотогалерея этапов работы
Итоги и перспективы проекта

На данный момент в полном объеме выполнены все поставленные задачи согласно запланированному плану работы:

  • изучены особенности работы шестерёнчатого насоса в промышленности;
  • созданы эскизы;
  • разработана 3D-модель;
  • напечатан опытный образец насоса.

Оставшиеся, запланированные этапы, будут выполнены до окончания учебного года.

Значимость проекта

Работа над 3D-моделью в программе «Компас 3D» стала для меня ценным опытом, который помог приобрести важные навыки и знания. Научился моделировать объекты и работать с текстурами. В процессе проекта развил умения создавать реалистичные модели и решать технические задачи. Улучшил навыки планирования и внимательности к деталям.


Эти компетенции будут полезны в будущей профессии, связанной с геймдизайном, промышленным дизайном или архитектурой. Работа над проектом приблизила меня к профессиональным целям, научив воплощать идеи в 3D. Я освоил современные инструменты и развил креативность. Этот опыт помогает лучше понять требования профессии и подготовиться к дальнейшему карьерному росту в сфере 3D-дизайна.

Контакты
Матвей: nabatmokryj@gmail.com
Роман Васильевич: romantv79@mail.ru