Применение 3D-принтеров в образовании положительно влияет на качество обучения школьников и студентов. Это не пустая фраза, а доказанный факт, основанный на опросах преподавателей тех заведений, которые установили трехмерные аппараты в своих школах и ВУЗах. Одним из самых экономичных и простых способов создания моделей являются принтеры, работающие по принципу FDM печати — послойного нанесения материала на поверхность. Для этого обычно используют пластик разных видов, который заводится в экструдер, где под влиянием температуры расплавляется и через сопло выводится наружу, формируя слой. Перед началом процесса составляется программа, в соответствии с которой производится изделие.
3D-принтеры (FDM) и виды материалов
Понятно, что каждое учебное заведение имеет разные финансовые возможности, поэтому вы можете подбирать 3D-принтеры по вполне демократичной цене за 50—100 тыс. руб., а можете заказать профессиональные агрегаты за 1 млн руб. В зависимости от характеристик, которые вы хотите получить для будущих изделий, подбирается и материал. Чаще всего это пластик, выпускающийся нескольких разновидностей. Наиболее популярные:
- ABS пластик. Прочный материал, стойкий к повреждениям .
- PLA пластик. Экологичный материал, но склонный к быстрому разрушению.
- FLEX пластик. Идеальный материал для создания моделей сложной конфигурации с гибкими элементами.
- RUBBER. Пластик по свойствам напоминающий резину.
- HIPS. Легко растворимый пластик, в основном использующийся для выполнения поддержек.
Пластик поставляется в катушках в виде нити определенного диаметра — 1, 75 и 2,85 мм.
Как 3D-печать используют в образовательном процессе
Основная область применения трехмерных устройств в образовании — создание макетов предметов и обучение по ним учащихся. Таким способом тема воспринимается быстрее и лучше запоминается. Но еще более эффективно не только использовать модели как наглядное пособие, но и самим создавать их. Ученик будет полностью вовлечен в процесс разработки, начиная от составления чертежа или рисунка, моделировании его в CAD программе и финишной распечатке.
На уроках рисования можно по полученному изображению изготовить сувенир, а на уроках черчения смоделировать чертеж. В некоторых школах уже проводятся соревнования на лучшую авторскую идею, которую ребенок воплощает в реальное изделие. На уроке биологии было бы интересно распечатать, к примеру, модель ДНК и, что называется, руками пощупать ее. В физике 3D-принтеры используют для создания стендов или различных механизмов. В математике трехмерная печать может использоваться для создания фракталов или сложных поверхностей, заданных функциями.
В высшей школе моделирование популярно на факультетах машиностроения, на архитектурных и дизайнерских факультетах, а также в медицинских ВУЗах. Студенты разрабатывают проекты достаточно сложных деталей, например, машиностроительных, делают на них чертежи и за минимальное время распечатывают их на принтере. По полученному макету можно сразу определить его недостатки внести поправки и переделать. Использование трехмерного моделирования ведет к увеличению создания инновационных проектов студентами.
Использование 3D печати в образовательном процессе неизбежно ведет к улучшению качества обучения и развитию творческих способностей у школьников и студентов.