W Szkole Podstawowej w Zawadach od stycznia do października 2018r. prowadzone były, w ramach innowacji pedagogicznej, zajęcia z druku 3D. Brali w nich udział chętni uczniowie, zainteresowani tematyką. Innowację wprowadziła Barbara Stańczak, która z pomocą studentów warszawskich uczelni technicznych, zapoznała uczniów z technologią druku 3D.

Addytywne metody wytwarzania, do których należy tzw. druk 3D są jednymi z najszybciej rozwijających się dziedzin nauki w ostatnich czasach. Druk 3D pozwala  zaprojektować zupełnie nowe urządzenie czy nowatorskie przedmioty, jak również odwzorować zepsutą część. Jest również nieocenionym narzędziem dydaktycznym, który pozwala zrozumieć zasadę działania wielu skomplikowanych maszyn, jak również wykorzystać wiedzę zdobytą na lekcjach matematyki, fizyki czy informatyki.

Podczas dodatkowych zajęć z addytywnych metod wytwarzania dzieci zdobyły wiedzę na temat różnych, istniejących na rynku technik druku, tj. „FusedDepositionModellind”, „SelectiveLaserSintering”, „Stereolitografia”, wykorzystujących odpowiednio termoutwardzalne polimery, proszek różnych metali oraz żywicę utwardzaną pod wypływem światła. Zakup drukarki 3D pozwolił zapoznać się uczestnikom koła z budową urządzenia umożliwiającego kreować przedmioty w technologii „FDM”. Taka wiedza pozwala rozumieć mechaniczną zasadę działania drukarek, a także zapoznać się z elektroniczną stroną maszyny.

Chcąc wytworzyć addytywnie jakąś część, w pierwszym kroku należy zaprojektować ją w programie do trójwymiarowego modelowania, np. Thinkercad, SolidWorks, Blender. Podczas zajęć dzieci projektowały między innymi model swojej szkoły i sali gimnastycznej, co pozwoliło na praktyczne zastosowanie wiedzy z matematyki oraz rozszerzenie własnych umiejętności w zakresie trójwymiarowego projektowania. Taki trójwymiarowy model należało wyeksportować w formacie „sterolitogtapfy”, a następnie dostosować do parametrów stołu roboczego drukarki, wykorzystując operacje „Bool’owskie” w programie „Blender”.

Ważnym etapem podczas trójwymiarowego wytwarzania jest ustawienie odpowiednich parametrów w programie do kreowania kodu dostosowanego do drukarek 3D, np. „Z – Suite”. Podstawowymi parametrami są: rodzaj materiału, wypełnienie, jakość czy grubość warstwy. Następnym krokiem jest druk, który trwa nieprzerwanie przez kilkanaście godzin. Polega on na układaniu warstwa po warstwie termoutwardzalnego tworzywa np. „PLA”, „ABS” , „Ultrat” kreując tym samym trójwymiarowy model. Podczas zajęć uczestnicy mieli możliwość samemu dostosowania odpowiednich parametrów dla danego obiektu, przygotowania urządzenia oraz właściwego zaprogramowania drukarki.

Po wytworzeniu wszystkich części należało przystąpić do „postprocesstingu”, który składał się z usuwania podpór, wygładzania obiektu, sklejania oraz malowania. Każdy materiał charakteryzuje się unikatową „obróbką”, czego można było nauczyć się podczas zajęć.

W trakcie całego kursu z metod przyrostowych uczestnicy szczegółowo zapoznali się z różnymi technikami trójwymiarowego wytwarzania. Szczegółowo omówiono proces projektowania modeli dla druku 3D korzystających z metody „FusedDepositionModeling”. Następnie zaznajomiono uczestników ze sposobami przygotowania trójwymiarowego modelu, zapoznano z budową i eksploatacją drukarki oraz pokazano zaawansowane metody „postprocessingu”. Ćwiczone podczas zajęć umiejętności zdecydowanie pozwalają wykorzystać zdobytą w szkole wiedzę, rozbudować wyobraźnię przestrzenną, a ponadto, obecnie są wysoko cenione na tzw. „rynku pracy”. Realizując wspomniany projekt szkoła umożliwiła dzieciom uzyskanie umiejętności cenionych zarówno przez pracodawców, jak i pozwoliła na rozszerzenie wiedzy, która w przyszłości może być niezmiernie przydatna w wielu naukowych dziedzinach, jak materiałoznawstwo, mechanika, lotnictwo, automotive i wiele innych.

autor i fot.: SP w Zawadach