ЗD-печать в образовании

В данной обзорной статье речь пойдет о применении 3D-печати в образовании, в частности в школьном образовании. Начиная говорить о 3D-печати в школах, важно понимать, что 3D-печать не может быть отдельной дисциплиной, обучение 3D-печати как таковое не может заменять какие-то существующие школьные предметы, например информатику, черчение или геометрию.

Прежде всего я бы разделил обучение 3D-печати в школах на две большие составляющие, которые в принципе могут существовать одна без другой.

Первое – это обучение 3D-моделированию, ведь для того, чтобы напечатать какое-либо изделие, надо иметь предмет для печати. В случае обычной печати этой любой документ, таблица, картинка, фотография, презентация и т.д. В случае 3D-печати - это 3D-модель, которую нужно создать в одном из многочисленных редакторов, например таком простом редакторе, как Autodesk Tinkercad.

Изучение процесса создания 3D-моделей можно сравнить с более продвинутым уроком информатики. Обучение происходит поэтапно от простого к сложному, начать можно с создания модельки типа кубика, потом нарисовать конус, шестеренку, небольшую вазу, добавить на кубик надпись, например свое имя или название школы.

Дальше уроки усложняются, можно попробовать создать небольшую машинку, человечка Лего и т.п. В зависимости от направленности обучения – инженерного, художественного или архитектурного можно продолжать обучение 3D-моделированию в таких программах, как 3D Studio Max, ZBrush, ArchiCAD и других. Весь процесс обучения 3D-моделированию как таковой не связан с 3D-печатью, только ничтожная часть всех создаваемых на сегодняшний день 3D-моделей в последствии печатается. Из создаваемых моделей превалирующая часть существует в цифровом формате, как впрочем, и подавляющее большинство другой цифровой информации, такой как документы и графический контент. Является ли обучение 3D-моделированию необходимым в школьном образовании на сегодняшний день, ответ – конечно нет. Помогает ли оно в образовании детей? Конечно, это дает возможность лучше овладеть компьютером, а также в процессе создания моделей визуализировать знания получаемые на уроках геометрии, черчения и рисования.

Итак, мы выяснили, что 3D-моделирование – это отдельная дисциплина, которая может преподаваться в школах, как дополнительный курс или быть частью уроков информатики, но к 3D-печати оно имеет опосредованное отношение. Я бы сравнил это с фотографией и издательством газет - во всех газетах есть фотографии и трудно представить газеты без фотографий, но при этом огромное количество фотографий не попадает в газеты, а используется для других целей.

Переходя непосредственно к 3D-печати важно отметить, что модели для 3D-печати происходят из 3-х источников:

• их можно смоделировать,

• найти готовые модели на таких сайтах, как MyMiniFactory и многих других

• получить с помощью 3D-сканирования.

Первым шагом для того, чтобы начать печатать должно стать знакомство с программой-слайсером. Программа-слайсер обычно поставляется вместе с 3D-принтером и представляет собой «переводчик» с языка 3D-модели на язык принтера. С помощью этой программы происходит подготовка модели на печать с заданными параметрами.

Принтеру необходимы четкие команды: что делать, как двигать каретку, с какой толщиной слоя будет идти печать, каким материалом, на какой температуре, как будут заполняться пустоты и многое другое. Таким образом начинающему 3D-печатнику нужно научиться пользоваться этим программным продуктом перед началом непосредственной печати.

Второй частью обучения 3D-печати станет обучение взаимодействию с 3D-принтером, процесс 3D-печати требует определенных знаний и опыта, в частности о свойствах различных видов пластика или смол, межслойной адгезии, спекании пластика, о его подаче и пр. С помощью опытного наставника на примере печати моделей различной формы, с различными настройками, учащиеся могут достигнуть начального уровня знания по самому процессу печати и совершенствовать их по мере накопления опыта с учетом возможностей того 3D-печатного оборудования, которое есть в их распоряжении.

Мы поняли, как получить 3D-модель, как подготовить ее к печати и как произвести саму печать, но не ответили на главный вопрос, для чего же тогда нужна 3D-печать в школе?

Здесь важно понимать, что преподавать 3D-печать в школе, как предмет бессмысленно, так как это узкоспециальная дисциплина, которая необходима небольшому проценту учеников для применения в будущих профессиональных задачах. Такие знания обычно получают во время получения средне-специального или высшего образования. А вот для чего 3D-печать прекрасно подойдет – это встраивание в процесс обучения по другим предметам. На первый взгляд смелое утверждение вполне легко доказать на ряде простых примеров.

МАТЕМАТИКА

3D принтер поможет изучить таблицу умножения быстро и с удовольствием.

БИОЛОГИЯ

Не обязательно препарировать живую лягушку, можно сделать напечатанную 3D-модель и провести эту процедуру гуманным способом.

АНАТОМИЯ

Можно распечатать череп или другие органы и наглядно изучить его строение.

ГЕОГРАФИЯ

Каждый ученик может напечатать по квадратику и вместе собрать ландшафт земной поверхности.

Отдельной образовательной сферой, где 3D-принтеры являются незаменимыми инструментами является сфера дополнительного образования, а именно многочисленные и очень популярные на сегодняшний день кружки робототехники, моделирования, прототипирования и другие.

3D-печать очень востребована в таких образовательных учреждениях, как детские технопарки Кванториумы и ЦМИТы, которые являются аналогами кружков юного техника из нашего детства. Эти центры оборудованы всем необходимым, включая 3D-принтеры, 3D-сканеры, фрезеры, мини ЧПУ-станки и прочее.

Этот набор оборудования позволяет не только и не столько обучаться навыкам 3D-печати, сканирования, моделирования и прочему, но и создавать настоящие проектные работы, которые можно представлять на олимпиадах, выставках или даже впоследствии превратить в технологические стартапы. В конце каждого модуля предусмотрено итоговое занятие, на котором проходит командная защита научно-технических проектов, обучающихся и естественнонаучных исследовательских работ.

В конце этой небольшой статьи я бы хотел дать несколько советов по выбору оборудования, наилучшим образом подходящего для школ и учреждений дополнительного образования.

Если в вашей школе в программу курса по информатике или как отдельный дополнительный курс входит 3D-моделирование и стоит задача печатать несложные модели начального или среднего уровня сложности, то я бы порекомендовал обратить внимание на бюджетные модели 3D-принтеров, созданных специально для этих целей.

Например, модель 3D принтера FlashForge Adventurer 3 обладает закрытым корпусом, безопасным легкосъемным соплом, веб-камерой для удаленного мониторинга печати из приложения, цветным тач-скрин дисплеем, знакомым детям по смартфонам и планшетам.

Для более продвинутого уровня обучения прекрасно подойдет такая модель, как FlashForge Inventor, которая позволит создавать более сложные модели полупрофессионального уровня.

Если же задача состоит в том, чтобы обеспечить 3D-принтерами Кванториум или ЦМИТ, то нужно выбирать максимально универсальные модели, способные печатать широким диапазоном разных материалов, желательно с увеличенной камерой для реализации больших проектов. Такие принтеры способны справляться с различными, иногда очень сложными и самое главное разнообразными задачами. К таким моделям безусловно относится принтер Raise3D Pro2, который за счет своей универсальности, наличия полнофункционального слайсера, облачного сервиса и массы дополнительных функций по праву считается лидером в своем сегменте.

Если же заранее известны какие-то конкретные сферы использования принтера, то можно подобрать модель под эти конкретные задачи, например для создания детализированных миниатюр подойдут принтеры, работающие по технологии фотополимерной печати, например модель Phrozen Shuffle 4K, которая способна создавать модели ювелирной точности и детализации.

Надеемся данная статья была полезна для вас, и вы получили примерное представление о 3D-печати в образовании, специалисты нашей компании всегда будут рады помочь вам с выбором необходимого оборудования. 

Пишите нам на почту shop@cvetmir3d.ru или звоните по телефону 8 (495) 287-41-45.

Александр Корнвейц

Эксперт рынка 3D-печати

Присоединяйтесь к нам в соц. сетях, чтобы быть в курсе последних событий:

VKontakte

YouTube

Facebook

Команда компании Цветной Мир

cvetmir3d.ru