Druk 3D to moc – ogranicza nas tylko wyobraźnia
Zespół Szkół Technicznych i ogólnokształcących w Jarosławiu to szkoła z tradycjami technicznymi. Od kilku lat nasi uczniowie osiągają sukcesy ogólnopolskie w olimpiadach i konkursach naukowych, ale nie tylko. Mają wiele pomysłów, które potrafią wdrożyć w życie, pomagając społeczności lokalnej – i nie tylko.
Najważniejszy jest pomysł
BeeApp, Inteligentny ul – pasieka na miarę XXI wieku, protezy rąk 3D dla dzieci, Sztuczny pies dla osób niewidomych, Pożeracz nakrętek – maszyna do produkcji filamentu do drukarek, GreenWhale – zabójca plam olejowych i plastiku w zbiornikach wodnych czy ZheltaK6 – klawiatura dla osób niepełnosprawnych. To tylko kilka pomysłów, które powstały w naszej szkole, zdobywając uznanie społeczności lokalnej i mediów.
Skąd biorą się te pomysły i jak duża jest motywacja uczniów, aby osiągać sukcesy w trudnym czasie, jakim była pandemia czy teraz wojna w Ukrainie? Okazuje się, że moi uczniowie bardzo polubili Konkurs naukowy Explory, Olimpiadę Zwolnieni z teorii i Olimpiadę Innowacji Technicznych i Wynalazczości, które dają im międzynarodowe certyfikaty i indeksy na uczelnie wyższe. Nie trzeba bardzo ich do tego przekonywać, sami chcieli rywalizować o najwyższe laury z innymi szkołami. Inne podejście organizatorów do możliwości wykorzystania potencjału uczniów okazało się fenomenem.
Pracownia podstaw techniki i druku 3D
Nie ma chyba w chwili obecnej drugiej takiej pracowni w innej szkole w naszym regionie. Szczególnie po tym, jak dostaliśmy wsparcie od Ei System w postaci drukarek 3D, długopisów 3D i filamentów. Jesteśmy już bogaci w sprzęt. Wiemy, że dotrze do nas jeszcze skaner 3D. To pracownia, w której można skorzystać z różnych narzędzi – od najprostszych do obróbki ręcznej, po skan 3D i druk 3D.
Skąd pomysł na taką pracownię? Gdy nasi uczniowie nie mogli sobie poradzić z wykonaniem niektórych elementów do swoich projektów, szukali różnych rozwiązań, prosząc o pomoc swoich znajomych czy rodziców. To nie tylko wydłużało czas wykonywania projektów, a często również generowało duże koszty. Postanowiliśmy zatem stworzyć swoisty inkubator pomysłów, w którym można coś uciąć, wywiercić, zlutować i przede wszystkim zaprojektować element maszyny i go wykonać w technologii przyrostowej, czyli w druku 3D. Drukarki 3D to był strzał w dziesiątkę. Młodzież pokochała technologię, która pozwala im praktycznie na wszystko, a przy niej ogranicza ich tylko wyobraźnia.
Druk 3D to nie tylko figurki
Drukarka 3D to temat rzeka. Zatrzymam się tu na druku z plastiku, pomijając druk z żywicy i metalu. W Jarosławiu wyprzedziliśmy laboratoria przyszłości o 4 lata. Zaczynaliśmy od tych najprostszych drukarek. Typowe „chińczyki”, na których nauczyliśmy się najwięcej. Ich podstawową zaletą były niewielkie koszty napraw, a te, wiadomo, będą zawsze.
Inwestycja na początku w drukarki topowe wg mnie mija się z celem. Osoba, która je obsługuje, powinna mieć większe, niż podstawowe, pojęcie na temat mechaniki, elektroniki, informatyki. W innym wypadku może drukarka pozostać ładnym meblem w pracowni. Kolejny krok to umiejętność zaprojektowania części, kiedy znudzi się nam już drukowanie gotowych figurek z thingiverse.com. I tu zaczynają się schody – w Wordzie tego nie zrobimy, Tu potrzebny jest program – albo do modelowania 3D, albo program CAD. To są już dość spore koszty. Na początek można wystartować z programem dostępnym z przeglądarki, zupełnie darmowym, na stronie https://www.tinkercad.com/ od AutoDesk. Darmowym, czyli nie do końca idealnym, ale można w nim zaprojektować, przy pomocy figur geometrycznych, proste części, które nadają się do druku, a wcześniej do pocięcia w slicerze (o tym później). Jeśli poczujemy bakcyla, to proponuję darmowy program Blender lub Inwentor, oba dostępne po zarejestrowaniu szkoły do bazy szkół, wtedy każdy uczeń ma możliwość jego instalacji. W nich można już zrobić ciekawe projekty. Program Fusion 360 to ulepszona wersja Tinkercad, polecam, darmowa dla szkół po rejestracji, wystarczy legitymacja ucznia lub nauczyciela, sprawdza się też potwierdzenie od dyrektora, że pracuje się w szkole. Dla zaawansowanych można polecić SolidWorks. To już jazda płatna, ale ogranicza nas tu tylko wyobraźnia.
Slicery – programy do cięcia
Mając już zaprojektowany element, który każdy z wymienionych programów może zapisać do tzw. rozszerzenia STL, rozumianego przez slicery, możemy się zabrać za pocięcie materiału. Dostępnych ciekawych rozwiązań jest wiele, ale ulubionym jest chyba Cura, dedykowana praktycznie do każdej drukarki i wcale nie musimy wiedzieć, jakie prędkości i temperatury w niej ustawiać. Slicer praktycznie robi to za nas, a my ograniczamy się do podania mu rodzaju filamentu, czyli plastiku, z którego będziemy drukować. Każdy plastik drukowany jest w różnych temperaturach, różnych nawiewach wiatraków itd.
Grawitacja – największy wróg
druku 3D
z termoplastów
Materiał, z którego drukujemy wychodzi z dyszy – warstwa po warstwie o kreślonej wysokości. Jeśli warstwa nie napotka oparcia, to próbuje drukować w powietrzu, co raczej przy dużych wolnych przestrzeniach rodzi problemy i może zniszczyć owoce naszej pracy. Tu stosujemy podpory lub układamy odpowiednio element do druku tak, aby zużyć najmniej materiału. Stół, na którym drukujemy trzeba utrzymywać w czystości, używając płynu do mycia naczyń lub alkoholu izopropylowego, aby plastik się przyklejał.
Podsumowując, jeśli mamy drukarkę, wypoziomowany stół (niektóre drukarki robią to w automacie, niektóre poziomuje się ręcznie), włożony filament do drukarki, a na karcie SD pocięty gcode możemy spróbować zrobić wydruk testowy, np. wydrukować łódeczkę benchy (ma dużo elementów, które sprawdzają parametry druku, mosty, podpory, zwisy itd.). Jeśli wszystko wydrukuje się poprawnie i bez problemów, wkładamy nasze projekty i drukujemy. Jeśli pojawią się problemy, to zapraszam wszystkich początkujących drukarzy do świątyni druku 3D na FB, czyli do grupy Druk3DPolska, tu Twoje problemy zostaną rozwiązane w przeciągu kilku minut, a wiedza, jaką zdobędziesz przyda Ci się z pewnością w dalszej pracy z drukarkami 3D.
Dzięki technologii 3D rozwiązaliśmy wiele problemów, a ZheltaK6, klawiatura programowalna, bezdotykowa dla graczy, programistów i osób niepełnosprawnych ma nadany już numer patentowy i spełnia wszystkie warunki nowatorstwa i innowacyjności. Rączki 3D to nasz projekt standardowy, robimy to wspólnie z e-nable polska, zachęcam do współpracy. Dziecko, które otrzyma taką rękę, staje się innym dzieckiem. Polecam, uczniowie sami się garną do takiej pomocy i nie wychodzą z pracowni druku 3D.
Autor: Artur Tutka - Nauczyciel dyplomowany w Zespole Szkół Technicznych Ogólnokształcących im. Stefana Banacha w Jarosławiu. Doświadczenie zawodowe - 24 lata. Nauczane przedmioty - zawodowe Ukończone studia: WSP Rzeszów - Technika z informatyką, WSSG w Tyczynie - Studia podyplomowe Socjologia organizacji i zarządzania oświatą, Uniwersytet Jagielloński - Studia podyplomowe Informatyka dla nauczycieli. Wolontariusz Fundacji E-Nable Polska.
