1

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή

Ultimaker Original

Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

Οικονομάκος ΗλίαςΕκπαιδευτικός ΠΕ20

ilias@sch.gr

2Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

http://chronicle.kennametal.com/history-of-3d-printing-rds-version/

Κατόπιν σχετικής άδειας από τη ΔΙΔΕ Ευβοίας και τη ΔΙΠΕ Ευβοίας μάς δόθηκε η δυνατότητα να παρουσιάζουμε τον 3D εκτυπωτή σε μαθητές της Α/θμιας και Β/θμιας του νομού Ευβοίας στο σχολείο μας. Συνολικά μας επισκέφθηκαν 263 μαθητές και 30 εκπαιδευτικοί (από 25/11/2016 έως και 15/2/2017) από 8 διαφορετικά σχολεία.

Παρουσίαση έγινε και σε 3 διαφορετικές εκδηλώσεις/ημερίδες (συνολικά: 91 εκπαιδευτικοί Α/θμιας και Β/θμιας εκπαίδευσης και γονείς/κηδεμόνες του σχολείου μας).

Παρουσίαση και στους 360 μαθητές του σχολείου μας “κλέβοντας” μία διδακτική ώρα από το μάθημα της Πληροφορικής....

Τι είπαν/έγραψαν μαθητές που παρακολούθησαν:

- Τρισδιάστατος Εκτυπωτής – Εκπαιδευτική Επίσκεψη στο Γυμνάσιο Κανήθου

- Ενημέρωση για τον 3d printer και το AstroPi

3

Μετά την παραλαβή του εκτυπωτή και για λόγους εξοικείωσης με τη χρήση του, ξεκίνησα να εκτυπώνω τα παρακάτω αντικείμενα:

– Το Ultimaker Robot (υπήρχε στο Cura) - ~23min

– https://www.thingiverse.com/thing:329651 - Travel Mini Phone Stand - ~ 1h:13min (γιατί αυτό;)

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

a 6 μm diameter carbon filament, compared to 50 μm diameter human hair

https://en.wikipedia.org/wiki/Micrometre

4

Αμέσως μετά την προσωπική μου εξοικείωση συγκρότησα μια ομάδα τριών μαθητών της Β τάξης με σκοπό να αναζητήσουν συγκεκριμένα αντικείμενα (thingiverse.com) για σχολική χρήση και για λόγους επίδειξης. Αποφασίσαμε να εκτυπώσουμε τα παρακάτω:

– Tower of Hanoi

– Πολυμορφική βάση για κινητό

Οι μαθητές αναζήτησαν στο thingiverse.com τα συγκεκριμένα αντικείμενα και μετά από μερικές ημέρες έφεραν προς συζήτηση τα αποτελέσματα της αναζήτησης τους. Στη συνέχεια έγινε επιλογή και εκτυπώθηκαν τα παρακάτω:

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

5

Tower of Hanoi (http://www.thingiverse.com/thing:1356020)

Χρόνος εκτύπωσης:Βάση: 2 ώρες και 30 λεπτάΤρεις στύλοι: 1 ώρα και 30 λεπτά10 δίσκοι: 4 ώρες

Πώς παίζεται:http://vornlocher.de/tower.html

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

6

Smartphone StandΧρόνος εκτύπωσης:

2 ώρες και 30 λεπτά

http://www.thingiverse.com/thing:1387260

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

7

Επίσης μας προέκυψε και αυτό:Η ομάδα GKGF-1 του σχολείου μας που είχε παραλάβει από την ESA το Astro Pi kit μας πρότεινε να τους εκτυπώσουμε τη θήκη του Astro Pi, όπερ και εγένετο.. Μας έδωσαν:

https://www.raspberrypi.org/learning/astro-pi-flight-case/worksheet/

που είχαν οδηγίες και τα σχετικά .stl αρχεία.Εκτυπώσαμε τα παρακάτω 5 αντικείμενα:

– Heat sink ~3h:50min

– Base ~3h:35min

– Middle ~2h:10

– Lid ~2h:00

– Joystick cap ~3min

ESA’s Astro Pi kit

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

8

Αξιοποίηση από τους μαθητές του σχολείου μας – Τρία project

1ο project) Από ένα αποθετήριο αντικειμένων η ομάδα θα

αναζητήσει ένα αντικείμενο χρήσιμο για την αίθουσα διδασκαλίας. Στη συνέχεια θα πρέπει να τροποποιήσει, εάν απαιτηθεί, το αντικείμενο αυτό σύμφωνα με συγκεκριμένες προδιαγραφές, που θα δοθούν. Ακολουθεί η εκτύπωση, δοκιμή του αντικειμένου στην πράξη και, αν χρειαστεί, ανατροφοδότηση.

Ομάδα: 2 μαθητών της Α τάξης

Φύλλο εργασίας: http://grafis.sch.gr/public.php?service=files&t=96455d93741c394f996d20588fe2bb31

Προσπάθειες: 0 διορθώσεις στη σχεδίαση και 1 δοκιμαστική εκτύπωση

Λογισμικό: www.thingiverse.com, Cura 15.04.6

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

9

1ο projecthttps://www.thingiverse.com/thing:975143

Χρόνος εκτύπωσης: 4 ώρες και 15 λεπτά

10

2ο project) Οι μαθητές σε συνεργασία με τον εκπαιδευτικό θα

πρέπει να επιλέξουν ένα αντικείμενο του φυσικού κόσμου το οποίο και θα το φωτογραφήσουν (τουλάχιστον 20 φωτογραφίες). Στη συνέχεια οι φωτογραφίες θα εισαχθούν σε λογισμικό το οποίο θα παράξει το ψηφιακό 3διάστατο μοντέλο (αν απαιτηθεί, η ομάδα θα κάνει και τις απαραίτητες διορθώσεις στο 3d μοντέλο). Αν το 3d μοντέλο ανταποκρίνεται στην πραγματικότητα, θα πάει για εκτύπωση.

Ομάδα: πέντε μαθητές της B τάξης

Φύλλο εργασίας: http://grafis.sch.gr/public.php?service=files&t=61e83f01f74dcf85f7bfed7477df082c

Προσπάθειες: 0 διορθώσεις στη σχεδίαση και 0 δοκιμαστική εκτύπωση

Λογισμικό: www.123dapp.com/catch, Cura 15.04.6

Πρόσθετο υλικό: κινητό τηλέφωνο με κάμερα υψηλής ανάλυσης και

Android ή φωτογραφική μηχανή.

Ατυχία!!!! Όταν έφτασε η χρονική στιγμή (τέλη Ιανουαρίου 2017) να χρησιμοποιηθεί το λογισμικό της Autodesk το είχε αποσύρει....

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

Αξιοποίηση από τους μαθητές του σχολείου μας

11

3ο project) Η ομάδα θα δημιουργήσει ένα συγκεκριμένο

αντικείμενο που θα πληρεί συγκεκριμένες προδιαγραφές και θα επιλύει συγκεκριμένο πρόβλημα μέσα στην αίθουσα διδασκαλίας. Ακολουθεί η σχεδίαση, η εκτύπωση, η δοκιμή του αντικειμένου στην πράξη και, αν απαιτηθεί, ανατροφοδότηση.

Ομάδα: τρεις μαθητές της Β τάξης

Φύλλο Εργασίας: http://grafis.sch.gr/public.php?service=files&t=c9fd250d41b51b9980ff210f73b785fd

Προσπάθειες: 2 διορθώσεις στη σχεδίαση και 3 δοκιμαστικές

εκτυπώσεις

Λογισμικό: www.tinkercad.com, Cura 15.04.6

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

Αξιοποίηση από τους μαθητές του σχολείου μας

12

Το πρόβλημα....... που υφίσταται σε 5 αίθουσες με Διαδραστικό Πίνακα

Και η λύση του από τους μαθητές.........

3ο project

13

14

● Εμπειρία

● Ομάδα

● Συνεργασία

● Επικοινωνία

● STEM

● Αξιοποίηση ψηφιακών δεξιοτήτων

● Απόκτηση νέων εμπειριών/δεξιοτήτων

● Απόκτηση νέας γνώση

● Η “μετατροπή” μιας ιδέας σε κάτι χειροπιαστό

● ....

Αποτελέσματα:

http://www.technobyte.org/2016/12/3D-printing-technology-everything-you-must-know

15

Σε συνεργασία με το ΚΕ.ΠΛΗ.Ν.Τ. Ευβοίας - 11ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής (Χαλκίδα 5-7 Μαΐου 2017) - Θέμα: “Μία μελέτη περίπτωσης ενός πιλοτικού project για τη διαδικασία

δημιουργίας μίας μίνι ρομποτικής πλατφόρμας ανοικτού κώδικα με χαμηλό κόστος”

- Η σχεδίαση ξεκίνησε το Μάρτιο του 2017 και ολοκληρώθηκε τέλη Απριλίου 2017 - Το σχέδιο (public): https://tinkercad.com/things/90jI8maYS7I - Περιορισμοί που λήφθηκαν υπόψη για τη σχεδίαση:

- Raspberry Pi- Power Bank- Αισθητήρας υπερήχων- Αισθητήρας φωτός- Κινητήρες - Τροχοί- Τα απαιτούμενα ηλεκτρονικά εξαρτήματα- Στιβαρή κατασκευή- Το κέντρο βάρους να είναι χαμηλά- Χαμηλό κόστος- Όσο το δυνατόν μικρό χρόνο εκτύπωσης (~3h:50min)- Αντοχή για χρήση από μαθητές Γυμνασίου-Λυκείου- Python – Scratch

Από Σεπτέμβριο 2017 προβλέπετε ότι θα υποστεί... μερικέςβελτιώσεις/τροποποιήσεις και εμπλοκή μαθητών.

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

16

17

Προβλήματα που παρουσιάστηκαν:

1. Όταν τελείωσε το νήμα που μας έδωσαν από ΕΛ.Λ.Α.Κ. και πήγα να βάλω το νέο – επιλύθηκε με “ίσιωμα” της άκρης του νέου νήματος

2. “Μπούκωσε” η κεφαλή εκτύπωσης – επιλύθηκε με θέρμανση της κεφαλής σε λίγο υψηλότερη θερμοκρασία

3. Κακής ποιότητας εκτύπωση – επιλύθηκε με ρύθμιση της επιφάνειας εκτύπωσης

4. Πρόβλημα στην επικοινωνία υπολογιστή-εκτυπωτή. Χαλαρή σύνδεση των 2 καλωδίων της αντίστασης κεφαλής στο Raspberry Pi – επιλύθηκε με σφίξιμο της σύνδεσης

5. Όταν πήγα να εκτυπώσω μετά το Πάσχα διαπίστωσα ότι η εκτύπωση “διαλυόταν”, όταν τύπωνε στο κέντρο. Μετά από αρκετές δοκιμές ανακάλυψα ότι είχε πρόβλημα το “τραπέζι” - δεν επιλύθηκε

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

18

Έντυπο/Ψηφιακό Υλικό που χρησιμοποιήσαμε:

- https://www.tinkercad.com

- http://www.thingiverse.com (επειδή δεν περιέχει διαφημίσεις ή/και “άλλου” είδους υλικό)

- 3D Printing for Dummies (βιβλίο)

- The Invent To Learn Guide to 3D Printing in the Classroom: Recipes for Success (βιβλίο)

- Low-cost 3D Printing for Science, Education and Sustainable Development (βιβλίο)

- Print Quality Troubleshooting Guide

- Essential tools for every 3D printing professional | Ultimaker: 3D Printers

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

19Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα

Συμπεράσματα/Προτάσεις:

➔ Δημιουργία forum για ανταλλαγή απόψεων, επίλυση προβλημάτων μεταξύ των σχολείων που χρησιμοποίησαν τους 5 εκτυπωτές αλλά και των επόμενων σχολείων.

➔ Γνώση/δεξιότητες για τη χρήση εργαλείων και οργάνων μέτρησης (π.χ. κατσαβίδι, allen, παχύμετρο (βιβλίο Φυσικής Α Γυμνασίου) κλπ)

➔ Ο δανεισμός για ένα σχολικό έτος είναι αρκετός, αρκεί να το γνωρίζουν τα σχολεία από την αρχή.....

➔ Για τους νεοεισερχόμενους θα πρέπει να βρουν ΧΡΟΝΟ για να εξοικειωθούν οι ίδιοι και μετά οι μαθητές τους.

➔ Χρήσιμο θα ήταν ένας 3D printer σε κάθε ΔΙΔΕ ή σε ένα σχολείο ανά νομό.

➔ Edulabs?

http://cerasis.com/2014/12/10/3d-printing-in-manufacturing/

Όλα τα URL’s της παρουσίασης καθώς και περισσότερα στο

σχετικό άρθρο του edu.ellak.gr (ετικέτα: Γυμνάσιο Κανήθου)

20

Οι άνθρωποι της πράξεως, που δεν έχουν θεωρητική παιδεία, χάνονται στις λεπτομέρειες,

οι άνθρωποι της θεωρίας, που δεν έχουν πρακτική άσκηση, χάνονται στις γενικότητες. Το

να κατέχεις ισόρροπα και τα δύο, είναι δώρο μεγαλοφυΐας.Leonardo da Vinci

Τέλος της παρουσίασης

Σας ευχαριστούμε:● για τον δανεισμό του 3D εκτυπωτή για να

γνωρίσουν οι μαθητές μας, και όχι μόνο, τις

δυνατότητες που μας παρέχει,

● τον κο Δεληγιάννη Αθανάσιο για την τεχνική

υποστήριξη,

● που με παρακολουθήσατε.

Αξιοποίηση του 3D εκτυπωτή Ultimaker Original από το Γυμνάσιο Κανήθου - Χαλκίδα