Držák na fixy

prusaprinters

<h3>Osnova projektu</h3><h4>Smysl osnovy</h4><p>Potýkáte se jako učitelé s tím, že hledáte fixy, které jsou vaším každodenním nástrojem u tabule? Nebo často nadáváte, když jsou fixy vyschlé a nepíší? Možná by vám náš projekt mohl pomoci.</p><p>K realizaci projektu si kromě 3D tiskárny a potřebné metráže filamentu nakupte silné magnety<br>5 x 5 x 2 mm.</p><p>Motivací pro žáky může být učitel rozlícený hledáním odloženého fixu. Situaci přiostří fakt, že když jej konečně najde, fix přestane psát.</p><p><strong>Držák na fixy aneb neztrácejte čas hledáním</strong>&nbsp;&nbsp;</p><p><strong>Autoři:</strong>&nbsp;Slezské gymnázium, Opava, vyučující: Patrik Kavecký; třída: 3.C; autor nejzdařilejšího modelu: Vít Švec</p><p>Navození modelové situace – vyučující hledající odložený fix (úvodní motivace). Situaci lze také zinscenovat.&nbsp;</p><p>Nabízí se otázky a podněty: Jak tento problém řešit? Navrhněte řešení.</p><p>Žáci mají za úkol navrhnout řešení problému “Učitel hledající fix” s využitím modelování a 3D tisku. Naskicovat vlastní návrh držáku na fixy. Optimalizovat jej na základě kritérii, např. přichycení k tabuli, úspora materiálu, čas tisku, moderní design atp. Následně vymodelovat v aplikaci Onshape a na závěr i vytisknout.</p><p>Cíle projektu</p><h4><strong>Výukový cíle:</strong></h4><ul><li>schopnost řešit navozenou modelovou situaci</li><li>rozvoj tvůrčího myšlení</li><li>kooperace v týmu při optimalizaci návrhu dle stanovených kritérií</li><li>komunikace&nbsp;</li><li>dovednosti v aplikaci Onshape při modelování optimalizovaného návrhu</li><li>export modelu do formátů potřebných pro 3D tisk (STL, GCODE)</li><li>příprava 3D tisku v aplikaci Průša Slicer</li><li>dovednosti spojené s přípravou tisku (typ filamentu, preference jeho použití, příprava a údržba tiskové hlavy a heatbedu, atp.)</li></ul><h4><strong>Hmatatelné cíle:</strong></h4><ul><li>držák na fixy</li></ul><h4>Cílová skupina</h4><p>Projekt jsme realizovali se studenty 3. ročníku čtyřletého studia. Tematické plány se staly hlavním důvodem zařazení. Nejobtížnější částí projektu je kreslení 3D modelu v aplikaci Onshape.</p><p>Nabízí se také alternativní realizace projektu v následující podobě: Studenti 3. ročníků nakreslí 3D model a vyexportované soubory poskytnou žákům nižších ročníku, kteří se budou zabývat procesem slicování, následným tiskem a finalizací (integrací magnetů).&nbsp;</p><h4>Potřebné znalosti</h4><p>Předpokladem zdárné realizace projektu jsou dovednosti v oblasti 3D modelování, konkr. v online aplikaci Onshape. Při tvorbě modelu jsou značnou měrou zapojovány skicovací nástroje, ale i nástroje pro prostorovou extruzi a zaoblení rohů. Projektu předcházel kurz 3D modelování v rozsahu 12 vyučovacích hodin.</p><p>V aplikaci Průša Slicer jsme si vystačili se základním nastavením.</p><h4>Čas potřebný ke zpracování projektu</h4><p><strong>Čas strávený prací na projektu:</strong></p><ul><li>od fáze brainstormingu až po návrh modelu – 2 hodiny</li><li>modelování v Onshape + updaty modelu&nbsp; – 2 hodiny</li><li>příprava STL, GCODE + příprava tisku – ½ hodiny</li><li>tisk – 5 až 7 hodin</li><li>uchycení magnetů – 10 min</li></ul><p><strong>Čas potřebný k tisku: </strong>Tisk jednoho držáku ve 100% velikosti při 15% infillu a tloušťce vrstvy 0,4 mm (QUALITY) zabere 6 h 17 min v tichém režimu</p><h4><strong>Potřebné vybavení:</strong></h4><ul><li>běžné vybavení PC učebny</li><li>Onshape (online aplikace zdarma); žáci se zaregistrovali užitím doménových účtů (Google Workspace)</li><li>Program Průša Slicer máme instalován pouze na dvou pracovních stanicích přidružených 3D tiskárnám; STL soubory si žáci přenášeli prostřednictvím cloudu a připravovali si GCODE soubory určené pro tisk.</li><li>filament PETG</li><li>neodymové magnety –&nbsp;<a href="https://silnemagnety.cz/magnet/kvadr-5x5x2/">https://silnemagnety.cz/magnet/kvadr-5x5x2/</a></li><li>lepidlo (např. Mamut)</li></ul><h4><strong>Tipy zdárného průběhu a správného metodického vedení:</strong></h4><p>Při návrhu modelu poukázat na hlediska:</p><ul><li>design</li><li>úspora materiálu</li><li>pevnost v závislosti na výplni (infill)</li><li>minimalizace času potřebného k tisku</li><li>optimalizace rozměru, např. držák na 4 fixy by byl pro tisk časově náročný</li></ul><p>Výuka modelování v programu Onshape tvoří dominantní část projektu. Vytištěný model se má stát hmatatelným výstupem. Výukovým cílem je naučit žáky 3D modelování. Při výuce je doporučeno cílit na nástroje, které žáci v rámci zamýšleného cíle použijí.</p><p>Držák na fixy je jedním z možných výstupů 3D modelování. Neoddělitelnou složkou je bezesporu podpora tvůrčího myšlení uplatněná při návrhu modelu.</p><h4>Scénář postupu při vyučování krok za krokem:</h4><ul><li>6 až 8 hodin výuka 3D modelování (základy v programu Tinkercad, pokročilejší dovednosti v programu Onshape)</li><li>Návrh jednotlivých lekcí 3D modelování v programu Onshape: způsoby zobrazení (např. izometrické zobrazení), sketch nástroje (kótování, transformace objektů, atp.), 3D nástroje (extrude, revolve, atp.), export do STL</li><li>1 hodina příprava tisku (slicování) – nastavení základních parametrů 3D tisku – teplota tiskové hlavy, heatbedu v závislosti na typu filamentu, volba objemu výplně, vhodné uložení modelu, popř. vložení podpěr, export do formátu GCODE.</li><li>1 hodina skupinové výuky (nejvýše 4 žáci ve skupině) – návrh modelu. Úkolem je navrhnout model na dané téma, např. Praktická pomůcka učitele. Žáci mohou používat pouze papír a tužku.</li><li>1 hodina – optimalizace modelu. Diskuze učitele se žáky podněcující zamyšlení nad optimalizaci modelu z hlediska úspory materiálu, délky a kvality tisku, volby vhodného materiálu, moderního designu atp.</li><li>1 hodina – příprava tisku a tisk.</li><li>1 hodina – publicita projektu v podobě příspěvku na webu či sociálních sítích školy. Fotografie pořízené v průběhu realizace projektu lze předat žákům, kteří se v hodinách zabývají počítačovou grafikou. Publicita projektu se může stát jejich zadáním.&nbsp;&nbsp;</li></ul><p><br><br><br><br><br><br><br>&nbsp;</p>