Технологии 3D-печати в образовании, основы и преимущества каждой из них.

3D-печать — одна из важнейших тенденций последних лет в технологической сфере, но, вопреки обобщенному представлению, она сводится не к типу машины, а скорее к набору технологий, позволяющих создавать объекты без необходимости форм или минимумов. Каждая технология имеет свое применение и применение, а также свои материалы.

В настоящее время существует несколько устройств, которые могут быть очень полезны в классе, и с каждым годом все больше и больше школ используют их для выполнения образовательных проектов. Навыки STEAM которые все больше ценятся у молодых людей, когда речь идет, например, о поиске работы, — это навыки, зарегистрированные в областях науки, техники, инженерии, искусства и математики. И 3D-печать — одна из них.

Важность в образовании

Печать 3D-моделей развивает навыки, которые вовлекают учащихся в процесс, заставляют их адаптироваться к изменениям и исправлять ошибки. Таким образом, обучение основано не только на наблюдении, но и на печати файлов, которые вы создаете сами. Интегрируя 3D-печать в учебный процесс, учащиеся развивают творческие и организаторские способности, открывая перед собой множество возможностей, включая создание отдельных или составных 3D-объектов, а также улучшение всех существующих объектов.

Переход от чертежей к 3D-дизайну и возможность прикасаться к своим собственным творениям обеспечивает гораздо более реалистичный и динамичный подход к обучению. И поэтому усвоение знаний будет происходить естественным образом.

3D-технологии в начальных и средних школах не только стимулируют участие и поощряют творческое мышление, чтобы расширить возможности обучения по предметам STEM , но, интегрируя его в различные предметы, он служит платформой для учителей, чтобы подготовить своих учеников к будущему, облегчая приобретение навыков и опыта решения проблем.

В случае профессионального образования и обучения (ПОО) внедрение 3D-технологии включает гораздо больше информации, чем просто то, как работает оборудование; он предлагает учащимся изучить все аспекты дизайна, от рисования на бумаге, проектирования или моделирования с помощью программного обеспечения для 3D до подготовки файлов для 3D-печати.

Возможности, предлагаемые 3D-принтерами для образования в школах, безграничны, и их можно адаптировать к потребностям каждого уровня образования, обеспечивая быструю окупаемость инвестиций. На сегодняшний день существует множество технологий 3D-печати, но две наиболее распространенные и доступные — это FFF/FDM и лазер.

Экструзия материала:FFF/FDM

Технология FDM (моделирование плавленым напылением), также известная как FFF (изготовитель плавленых нитей), сегодня является наиболее распространенной технологией на рынке. Эта технология заключается в получении детали путем послойного напыления переплавленной нити путем введения ее в экструдер, обрабатывающий ее при температуре выше ее температуры плавления. Существует два типа диаметров филамента (1,75 мм и 2,85 мм), и большим преимуществом этой технологии является широкий выбор доступных материалов, ее экономичная цена и возможность их комбинирования, что позволяет, например, сократить время постобработки. удаления поддержки путем включения в отпечаток растворимого материала поддержки. Кроме того, техническое обслуживание этого оборудования очень простое и ограничивается калибровкой валов или подогревом экструдера в случае его засорения.

Изображение 1:3D-принтер Raise3D E2. Источник:Raise 3D.

Эта технология идеально подходит для изготовления прочных, крупных, механически и термически стойких деталей. Но, несмотря на упомянутые выше преимущества в отношении технологии экструзии материалов, есть один аспект, в котором они не могут конкурировать с лазерными технологиями:хотя они требуют больше времени для постобработки, они намного точнее и быстрее.

Лазер (SLA, SLS)

Этот тип принтера вместо нанесения нити проецирует весь слой на материал, который затвердевает по мере продвижения.

В стериолитографии или SLA фотополимеризация происходит, когда вы подвергаете светочувствительную жидкую смолу воздействию источника света. Когда источник света находится под контролем, вы можете формировать объект. Эта технология содержит жидкую смолу внутри резервуара, и, перемещая платформу вверх и вниз, она затвердевает один слой материала за раз с помощью лазера.

В случае SLS это технология, позволяющая изготавливать полностью твердые детали путем спекания или плавления частиц пластика или металлического порошка. Эта технология дозирует очень мелкий порошок материала на плоскую платформу, на которую расплавляется необходимый материал, а затем покрывается новым слоем порошка. Различия в технологии определяются источником энергии плавления и используемым материалом. В случае SLS это делается из пластика, в основном из нейлона 12, который плавится с помощью лазера.

Изображение 2:Студенты с принтерами Formlabs. Источник:Formlabs.

Технологии такого типа идеально подходят для создания мелких деталей или сложной отделки деталей, требующих большей прочности, для достижения большей точности и экономии времени печати. Однако они дороже по сравнению с филаментной печатью, так как и смола, и сама машина дороже.

А как насчет детей? Ну, есть также принтеры, совместимые с более удобной для детей аудиторией, которые имеют все меры безопасности и специально адаптированы для удовлетворения потребностей, существующих в классах:изоляция, материалы и управление специально разработаны для детей. Производитель настольных 3D-принтеров XYZprinting разработал принтер Toybox исключительно для детей. Однако речь идет не всегда о 3D-принтерах, например, 3Doodler предлагает ряд обучающих пакетов для своего 3D-карандаша.

Изображение 3:3Doodler. Фуэнте:Wobleworks.

Перо 3Doodler – это простой способ интегрировать 3D-печать в школьные программы, облегчая создание 3D-графики, дать учащимся базовое представление о трехмерности.

Реализация в классе

Важностьвключения 3D-печати в профессиональные учебные заведения и учебные заведения является фактом. А поскольку обучение необходимо для применения и внедрения 3D-технологий, особенно в промышленности, оно стало профессиональной необходимостью.

Практическое применение этой технологии может быть включено в широкий спектр школьных предметов, чтобы упростить часто сложные теоретические концепции для учащихся . Но найти 3D-принтер в испанских школах непросто и не очень часто, и хотя есть экспериментальные инициативы, которые успешно это сделали, его использование почти всегда нацелено на конкретные проекты или целые проектные дни. В других странах, таких как Соединенные Штаты или Соединенное Королевство, они внедряются в учебные классы, осознавая их потенциал в качестве образовательного ресурса, их универсальность и возможность поощрения активного участия учащихся.

Некоторые из причин, по которым более заметное внедрение этой технологии следует ускорить, включают следующее:

1. Мотивирует учащихся и поощряет обучение.

2. Это ускоряет процесс обучения.
3. Улучшает сохранение информации.
4. Развивает критические и рефлексивные способности.
5. Он поощряет коллективное и индивидуальное обучение.

В процессе воплощения определенных проектов в жизнь дети и подростки могут понять сложные лежащие в их основе концепции. Усваивая эти понятия на практике, учащиеся сохраняют мотивацию в процессе обучения. Несомненно, использование 3D-оборудования в образовательной среде позволяет учащимся выполнять различные проекты и мероприятия, которые укрепляют их навыки STEAM, улучшают их способности к командной работе, повышают их самооценку и стимулируют их творческий потенциал.