Drukarka 3D w szkole! Strach i obawy przez użyciem.
Sporo szkół złożyło już zapotrzebowanie na drukarki 3D, wiedząc, że jest to technologia, która w przyszłości stanie się normalnym elementem naszego codziennego życia. Szczególnie teraz, kiedy MEiN programem „Laboratoria Przyszłości” niejako wymusiło na polskich szkołach podstawowych posiadanie drukarek 3D do 1 września 2022 roku.
Wśród niektórych nauczycieli istnieje jednak obawa, a czasami nawet strach przed użyciem takiego sprzętu. Nieraz spotkałem się (i to nie tylko w naszym kraju) z sytuacją, że zapakowana drukarka 3D stała w szkole i była nieużywana przez kilka lat. Nauczyciele nie podejmują żadnych działań, gdyż nie za bardzo wiedzą, do czego może im się to wszystko przydać. Na początku myślą, że może wydrukują jakieś pomoce do lekcji, jednak okazuje się to zbyt małą motywacją. Jak pokazało życie w mojej szkole, uczniowie sami zainspirowali nauczycieli do tego, aby coraz częściej zaczęli myśleć o wykorzystaniu właściwości druku 3D.
Wyznacz koordynatora w naszej szkole
W szkole powinien być nauczyciel, który chciałby podjąć temat trochę szerzej. Nawet jeśli nie ma odpowiedniej wiedzy, to bez problemu znajdzie w internecie sporo poradników, tutoriali czy webinariów, jak rozpocząć i kontynuować pracę z drukarką 3D. Ciekawym rozwiązaniem jest posiadanie ekoSystemu Banach 3D, dzięki któremu można od razu uzyskać takie wsparcie krok po kroku, począwszy od pierwszego uruchomienia drukarki aż po wykorzystanie jej w zaawansowanych projektach. Taki pakiet szkoła może zamówić razem z drukarką lub dokupić do już posiadanego sprzętu w szkole, niezależnie od producenta drukarek. EkoSystem wspiera szkołę przez 5 lat, czyli przez cały okres trwania programu „Laboratoria Przyszłości”. Tyle też trwa nasz projekt KOŁOBRZEG 3D, na przykładzie którego można zobaczyć, co można osiągnąć, wykorzystując drukarkę 3D w szkole.
Jak rozpocząć drukowanie?
Przejdźmy teraz do tego, jak rozpocząć drukowanie. Tak jak wspomniałem, w szkole powinien znaleźć się jeden koordynator, który zajmowałby się zarówno drukami 3D, jak i szkoleniami i udzielaniem pomocy innym nauczycielom. Oczywiście dużą rolę może tu odegrać dyrektor szkoły – głównie w motywowaniu, lecz przede wszystkim skierowaniu takiego nauczyciela na dodatkowe kursy. Z doświadczenia wiem, że nie powinien być on jednorazowy i kilkudniowy. Lepsze efekty uzyskiwałem, kiedy spotykałem się z grupą minimum trzy i więcej razy w odstępie jednego miesiąca. Wszystko zależało od możliwości i potrzeb danej szkoły.
Jeżeli nie mamy możliwości wyjazdu, to też nie jest problem. W czasie bardzo ograniczonej pandemii prowadziłem szkolenia on-line. Lepsze efekty uzyskiwałem wtedy, kiedy grupa była mniejsza (około 5 osób) i uczestnicy mieli dostęp do drukarki 3D. Rzadko kiedy zdarzało się, że mieli te same sprzęty, a i tak efekty okazywały się bardzo dobre. Zgodnie z założeniem obecnego programu rządowego takie drukarki mają nabyć wszystkie szkoły, a EkoSystem Banach 3D – z pięcioletnią pomocą i wsparciem – można sfinansować z tego samego programu, który obejmuje pomoc niezależną od modelu drukarki 3D, jaką posiadamy. W przypadku pakietu EkoSystem wszyscy nauczyciele w szkole otrzymają m.in. filmy szkoleniowe z obsługi drukarki, video instruktażowe z obsługi programu Cura, a nawet filmy pomagające rozwiązać najczęstsze problemy związane z drukiem. Poza wsparciem technicznym placówka otrzyma pełen zasób szkoleń i webinariów dydaktycznych, m.in. spotkania z ekspertami druku 3D z innych szkół, które będą doskonałą okazją do wymiany doświadczeń.
Gotowe modele 3D dla Twojej szkoły
Najprostszym sposobem rozpoczęcia przygody z wydrukami 3D jest pobranie gotowych modeli 3D z intenetu. Takich stron, jak Thingiverse czy MyMiniFactory, które oferują darmowe edukacyjne modele 3D, do pobrania znajdziemy bardzo dużo. Jednak z czasem ambicje i potrzeby rosną i będziemy chcieli zrobić coś więcej. Następnym etapem będzie rozpoczęcie modelowania. W początkowej fazie, a zwłaszcza w pracy w szkole podstawowej, lepiej rozpocząć od prostego programu do modelowania 3D. Dla bardziej zdolnych uczniów w starszych klasach polecam przejście o krok dalej. Kiedy funkcjonowały jeszcze gimnazja, prowadziłem zajęcia w drugiej i trzeciej klasie i byłem zaskoczony tym, że uczniowie radzili sobie z takim programem, jak Blender, który wykorzystujemy w szkole średniej do realizacji zaawansowanych projektów. Z podstawowych rzeczy, których trzeba się nauczyć, to: jak skalibrować stół, załadować lub wymienić filament, rozpocząć wydruk oraz jak na końcu poprawnie go usunąć. Wspomniamy przezemie EsoSystem Banch 3D oferuje zarówno bibliotekę gotowych modeli dedykowanych dla każdego przedmiotu, zgodnych z podstawą programową, filmy instruktażowe oraz wsparcie zarówno w początkowym etapie pracy (dzięki gotowym scenariuszom zajęć), jak i później przejście do bardziej zaawansowanych projektów. Największą zaletą pakietu jest to, że pięcioletnie wsparcie szkół EkoSystem Banach 3D można spokojnie zastosować do takich drukarek, jak: Banach, Makerbot, Ultimaker, Prusa, Ender, Anycubic, XYZ (Vinci), Dremel, FlashForge, Zortrax, Skriware, BIQU.
Praktyczne wykorzystanie druku 3D w szkole
Podam kilka przykładów. jak druk 3D był wykorzystany w mojej szkole w praktyce. Działa u nas szkolna telewizja. Uczniowwie kręcą filmy i robią wywiady. Kamera w ręku zawsze delikatnie drży. Zaproponowali, aby wydrukować gimbal, gdyż oryginalny był dość drogi. W ciągu tygodnia mieli potrzebne urządzenie. Koło teatralne robiło inscenizację powstania warszawskiego. Z pomocą przyszła drukarka 3D, drukując MP-40 i Lugery. Co roku na turniej piłkarski dla przedszkolaków drukujemy statuetki i medale. Organizujemy warsztaty matematyczne dla szkół podstawowych, gdzie na końcu każdy uczestnik dostaje dość ciekawą bryłę geometryczną. Takich przykładów wydruków, które powstały w naszej pracowni, mógłbym podać dużo więcej. Ale to dopiero początek!
Bryły na warsztaty matematyczne
Statuetki na turniej piłkarski dla przedszkolaków
Później scenariusz rysował się jeszcze ciekawiej. Młodszemu bratu jednego z moich uczniów zepsuł się zaczep podtrzymujący baterie w zabawce. Trzeba było wziąć suwmiarkę, dokonać pomiarów, narysować i wydrukować. Niektórzy zaczęli projektować własne abażury do lamp, kolczyki, diademy, atrakcyjne prezenty, szyldy z napisami, dekoracje świąteczne czy fanty na kiermasz itp.
Muszę nadmienić, że wszystkie rzeczy wydrukowane z pomocą drukarki 3D są o wiele tańsze, niż chcielibyśmy je normalnie kupić, wliczając w to nawet zużycie prądu i serwis. Drukarka 3D może niesamowicie rozwinąć wyobraźnię u naszych uczniów, kiedy zaczniemy realizować większe projekty, ale o tym napiszę w osobnym artykule.
Kiedy samodzielnie rysujemy modele 3D, to pamiętajmy o jednej zasadzie: im prostsza siatka, tym lepsza. Aby drukarka 3D mogła coś wydrukować, każda ścianka musi posiadać określoną grubość. Jeżeli siatka będzie zbyt skomplikowana i nie zostanie odpowiednio połączona, to podczas przygotowania modelu po prostu nie utworzy się poprawnie plik GCODE, na podstawie którego powstaje wydrukowany model 3D.
Wygenerowany plik gcode z błędnie narysowaną siatką - brak dachu
Złe przyczepienie do stołu
Jakie mogą być wyzwania z wydrukiem?
Następną kwestią, o której chciałbym wspomnieć, są problemy, jakie możemy mieć podczas samego drukowania. Najlepiej, aby stół był podgrzewany, gdyż wtedy model trzyma się poprawnie powierzchni i cały wydruk przebiega prawidłowo. Kiedy proces ten się skończy i stół ostygnie, to dość łatwo można go oderwać. Jeśli nie dopilnujemy poprawnego przyczepienia do stołu, możemy zobaczyć efekt podobny jak na zdjęciu. Kolejną istotną sprawą jest odpowiednie zastosowanie podpór. Model tworzony jest warstwa po warstwie i niektóre elementy wymagają zastosowania podpór. Dla przykładu wcześniej zaprezentowane bryły matematyczne były drukowane bez podpór, jednak statuetek na turniej piłkarski nie da się wydrukować bez ich zastosowania. To, kiedy i jak je stosować, jest kwestią wprawy i posiadanej wiedzy.
Podsumowując: druk 3D jest technologią przyszłości. Tak jak dzisiaj dla nas prowadzenie samochodu czy używanie telefonu komórkowego jest czymś normalnym, tak za parę lat będziemy postrzegać drukarkę 3D. Może przynieść nam spore korzyści, zarówno w zdobywaniu wiedzy, jak i funduszy. Może zainspirować do działań w wielu płaszczyznach i sprawić, że szkoła stanie się atrakcyjniejsza i radośniejsza. Obsługa jej nie jest trudna i wierzę w to, że niedługo praktycznie każdy nauczyciel, niezależnie jakiego przedmiotu uczy, będzie umiał skorzystać możliwości, jakie daje druk 3D. Warto jednak korzystać z wiedzy oraz doświadczenia ekspertów druku 3D w szkole i szybko oraz bez stresu wprowadzić zajęcia z drukiem 3D na każdej lekcji przedmiotowej lub zajęciach pozalekcyjnych. W mojej szkole prawdziwy bodziec do działania drukarka 3D dała nam wówczas, kiedy zaczęliśmy realizować duże projekty, które można zobaczyć na stronie kolobrzeg3d.2lo.pl. I tego samego życzę wszystkim.
Autor:
Jacek Kawałek - Nauczyciel informatyki w Zespole Szkół Nr 1 im H. Sienkiewicza w Kołobrzegu. Jest twórcą projektu KOŁOBRZEG 3D mającego na celu zainteresowanie uczniów i mieszkańców Kołobrzegu historią miasta, które praktycznie całkowicie zniszczyły wojny. W projekcie technologia 3D wykorzystywana jest zarówno do modelowania, druku 3D i animacji.
