Для чого 3D-принтер у школі?

Компанія EdPro — офіційний партнер Snapmaker в Україні! Ми презентували Snapmaker 3D-принтер 3-в-1: https://edpro.ua/snapmaker, де хоч зараз можна придбати цей крутий та зручний пристрій. Але перш ніж говорити про характеристики й переваги (усе знайдете на сайті), вартує дослідити, для чого ж таке обладнання у школах? Ми шукали відповіді на питання, що дітям вдається видрукувати й з чим стикаються учителі, які користуються 3D-принтерами? А ще ви дізнаєтеся, хто і як освоював Snapmaker 3D-принтер 3-в-1 в EdPro — наші експериментатори й першопрохідці діляться досвідом!

Для чого в школах необхідні 3D-принтери? І як вибирати для потреб своєї школи таке обладнання?Можливо, 3D-принтер – не найнеобхідніша річ для школи, але точно не зайва. Річ у тім, що це та ланка, яка допомагає побачити безпосередній зв'язок між теоретичними відомостями з різних предметів та об'єктами реального світу, для виготовлення яких ці відомості є потрібними. Та й можливість втілити результат своєї творчості – чудовий мотиватор.А от що особливо методично цінне – це сам процес 3D-друку. Він рідко буває повністю успішним з першої спроби. Найчастіше це процес ітеративного покращення, коли методом проб і помилок підбираються оптимальні параметри, матеріали, розміри тощо. При цьому кожна дія має видимий результат – і наочно стає зрозуміло, чому важливо ретельно, наполегливо й акуратно готувати матеріал до друку.Для школи основними критеріями є, звичайно, безпека, а також економічність. Крім того, важливо врахувати простоту використання, наявність служби підтримки – адже на нинішній день небагато вчителів мають власний досвід роботи з таким обладнанням.

Оксана Пасічник, вчителька інформатики ліцею "Сихівський", учасниця робочої групи з розробки Державного стандарту освіти для НУШ

Оксано, поділіться своїм досвідом, на яких уроках ви користувалися 3D-принтером з учнями?Я використовувала принтер на уроках інформатики. Ми друкували власні іменні брелоки, а також інші об’єкти, попередньо спроєктовані у програмі тривимірного моделювання. На жаль, сам друк дуже складно здійснювати на уроках, бо він займає значно більше часу, аніж 45 хвилин. Проте, ми спланували цю діяльність на довший проміжок часу, тож всі учні класу змогли отримати власні надруковані сувеніри.Добрі спогади залишились від проєкту друку формочок для печива у вигляді літери Пі – ми їх надрукували до 14 березня (день числа Пі), і учні могли взяти ці формочки додому, щоб спекти тематичне печиво.Дуже цікавий досвід – друк «неможливого» трикутника Пенроуза. Він й справді був непростим (здавалося, навіть неможливим), але зрештою – успішним. Довелося поекспериментувати з масштабами та різними способами покращення зчеплення надрукованої форми з робочим столом принтера. https://youtu.be/hM4TPfdY9xc

Що найскладніше у роботі з таким обладнанням? І як ви давали з цим раду?Найскладніше – відсутність досвіду та чітких інструкцій, часто потрібно досліджувати і вчитись на власних помилках. Наприклад, у перший день роботи принтера, запустивши пробний друк, після години активної (і здавалось, успішної) роботи побачили – щось пішло не так. І, чесно кажучи, було непросто оперативно вирішити, як тут діяти: чи можна зупинити друк, чи потрібно дочекатись завершення програми, наскільки це критичний збій – можна справитись самостійно, чи потрібно шукати фахівців? Зараз вже знаю, що це не рідкісна ситуація, і знаю, як їй запобігати (хоча, все одно трапляються халепи), а от вперше – це був виклик.

Потім був тривалий період експериментів з тим, як «змусити» пластик причіплятись до поверхні друкувального столу. Зрештою, пошук привів до використання лаку для волосся. Не зовсім тривіальне рішення, застосування якого також потребувало деякої мужності :)Але найпроблемнішим виявилось калібрування принтера перед кожним друком. На жаль, у моєму випадку цей процес може тривати кілька годин і завершитись без успішного результату. Це зовсім не підходить для умов шкільного навчання. Можливо, це особливість конкретного пристрою, але це стає серйозною перешкодою для його ефективного використання, яке зводиться до епізодичних позаурочних діяльностей.

Що подобається дітям, що їм найкраще вдається?Коли ми лише отримали 3D-принтер, організували мозковий штурм для пошуку ідей, які будемо втілювати за допомогою цієї нової технології. Учні активно зацікавились можливостями, згенерували цікаві ідеї – і це, мабуть, вдається найкраще. Але зауважу, що від ідеї до реалізації шлях виявляється довшим, ніж, можливо, уявлялось спочатку. Він вимагає наполегливості, стійкості, зосередженості – і це найскладніше.

Які сайти для роботи з 3D-принтерами можете порадити?Ми працювали з програмою SketchUp, оскільки вона єдина працювала на шкільних комп’ютерах до їх модернізації кілька місяців тому. У ній можна реалізувати власні творчі задуми, створити 3D-моделі, а згодом надрукувати на принтері. Думаю, надалі будемо працювати з сайтом https://www.tinkercad.com/ — онлайновим інструментом для 3D-моделювання. Також корисним ресурсом виявився сайт: https://www.thingiverse.com/, де розміщено безліч готових для друку моделей. Власне, їх можна використати безпосередньо або як натхнення над втіленням власних ідей.
У чому ви бачите переваги чи недоліки 3D-принтера Snapmaker 3-в-1 як практик?З того, з чим мала нагоду ознайомитись – це дуже цікаве рішення для школи. Тут є поєднання одразу кількох новітніх технологій, якими можна втілювати різні творчі ідеї. Особливо мене надихає автоматичне калібрування, а також підтримка широкого спектра графічних форматів. Це уможливить більшу гнучкість при створенні власних проєктів. Також цікавим параметром є модульність принтера – мені здається, що це має допомогти краще продемонструвати саму технологію друку, гравірування та різьблення, наскільки це можливо в умовах середньої школи.

Snapmaker 3D-принтер 3-в-1 

3D-принтерВипалювач лазеромCNC станок

Автоматичне калібрування, підтримка широкого спектра графічних форматівПрацюєте, а не витрачаєте час на налаштування.

Зручний розмір для домашнього користування та роботи в шкільних STEM-лабораторіяхДомашня чи шкільна майстерня на одному столі.

Багатофункціональність та швидка зміна модулів:3D-друк, гравірування, різьбленняДослідження різних технологій з дітьми чи для власних проєктів.

Для кого найкраще підійде 3D-принтер Snapmaker 3-в-1?Такий пристрій підійде для шкіл у STEM-лабораторії, для спільнот мейкерів чи для тих, хто хоче проекспериментувати з різними інженерськими рішеннями. Таке обладнання не підходить абсолютно всім. Але якщо в дитини є інтерес, освітній заклад може ці зацікавлення трансформувати у практичні навички, наприклад, коли в школі є 3D-принтер, дитина може спробувати щось зробити, дослідити 3D-моделювання, гравіювання, випалювання. Це процес, який вимагає, щоб ти заглиблювся у багато різних дотичних нюансів з суміжних дисциплін. Потрібно певною мірою зрозуміти для себе фізичні процеси, які відбуваються, щоб друк вийшов якісним. Потрібно трошки вдатися в термінологію і покращити свої знання з англійської мови, потрібно прокачувати свої скіли у пошуку та вивченні інформації. Коли в тебе виникає задача чи проблема з 3D-друком, в мережі є чимало інформації, як це вирішується. Тобто розв'язання однієї задачі, коли ти придумав щось видрукувати, мобілізує багато інших навичок. 

Юрій Табачин
Співзасновник EdPro

І у цьому користь, коли людина чи дитина може проявити творчість для розв'язання цієї задачі. А перевага в тому, що після вирішення цього завдання ти маєш фізичний об’єкт як результат своїх зусиль. У математиці ти розв’язуєш завдання, отримуєш відповідь, — молодець, правильно. А тут ти собі щось придумав надрукувати, знайшов готову модель, розібрався з налаштуваннями і вкінці ти виготовляєш фізичний об’єкт, який можеш показати. В цьому і полягає крутість. Таке обладнання необхідне в шкільних STEM-лабораторіях для заохочення дітей досліджувати прикладні науки, розвивати інженерні компетенції. Цікавим буде 3D-принтер Snapmaker 3-в-1 і для підлітків, різних мейкерів, усіх, хто має інженерний потенціал, але не мав можливості його реалізувати. Я можу по собі судити. Мені завжди були цікаві різні інженерні рішення і зараз я маю простий спосіб втілювати й випробовувати на практиці ідеї. Наприклад, розібратися, що таке підшипник, як він працює, змоделювати його або знайти готову модель, подивитися, чому в одному випадку він вийшов кращий, додати щось до нього. Це просто і я можу це робити вдома.
Юрію, скільки часу зайняло ознайомлення з обладнанням до моменту повноцінної роботи?Якщо йти за інструкцією, це займає декілька годин: заінсталювати, налаштувати, знайти потрібну модель і надрукувати її, а далі ти починаєш розбиратися, експериментувати. До першого виходу у мене зайняло десь дві години.

Що виготовляли за допомогою принтера, оскільки зараз карантин і ми працюємо з дому, очевидно, що й твої діти були залучені, обирали моделі для об’єктів?Вдома ми друкували різні іграшки. Для моєї півторарічної дитини я видрукував те, що їй було цікаво — це сім фігурок собачки у різних кольорах. Вона вчить кольори і бавиться фігурками, миє їх, вкладає спати. Друкували різні підшипники, гнучкі моделі, приладдя для кухні — ложки, вилки. Все, що схочеш, можна виготовити. Також власні дидактичні матеріали — друковану модель черепа за моделлю Mozaik виготовляли на цьому принтері. 

Одразу все вдалося?Щось вдалося, щось ні. Не можна в такій категорії “скільки часу” оцінювати освоєння пристрою. Але є готові 3D-моделі, у програмі є налаштування, де нічого не потрібно додавати, ти їх вибираєш і віддаєш на друк. Таким чином ти реально надрукував, але корисного досвіду тут не так уже й багато. Щоб з цього була користь, необхідно вникати глибше. І це займає від 2-х годин до нескінченності:) Адже ти можеш використовувати готові моделі, а можеш самостійно моделювати. Якщо ти за це берешся, тобі потрібно вивчати програми з різною складністю моделювання, різний функціонал, матеріали. Застосування цього приладу, а фактично кількох приладів, які є у цьому принтері, дуже широке. Ми випробували усі модулі та функціонал, але з 3D-друком працювали найбільше. А все інші можливості дослідили менше, якраз у процесі.

На яких ресурсах можна користуватися вже готовими моделями, проєктами для 3D-принтера?Таких ресурсів є дуже багато. Основні та найбільші сайти:1 https://www.thingiverse.com/2 https://cults3d.com/en3 https://www.prusaprinters.org/4 https://www.myminifactory.com/5 https://www.tinkercad.com/
Поділися власною думкою про 3D-принтер Snapmake, що тебе найбільше захопило? Дуже проста конструкція і зручний розмір. Це важливо, бо є 3D-принтери, які займають багато місця і компактність — це перевага. Друге, це те, що ти можеш легко і дуже швидко змінювати функціонал — за 5 хвилин змінюєш модуль 3D-друку на модуль лазерного гравірування і відповідно ти повністю змінюєш функціонал приладу. При цьому зберігається висока якість кінцевих виробів і для друку, і для випалювання, і для гравірування. Пристрій невеликий, багатофункціональний і дозволяє виготовляти високоякісні продукти.