پرینتر سه بعدی در دانشگاه ها

پرینتر سه بعدی و پنج اقدام موفق در آموزش

دانشگاه های خلاق چگونه پرینتر های سه بعدی را در کلاس درس وارد کردند؟ 

به تازگی پرینتر های سه بعدی در دانشگاه ها و کالج های معروف در سراسر کشورهای پیشرفته نوسانات شدیدی را به وجود آورده است. استادان، مشتاق به استفاده از پرینتر سه بعدی در برنامه های آموزشی و کلاس های درس هستند. اگرچه به کار بردن تکنولوژی پرینت سه بعدی فقط گام اول است، این مقاله توصیه هایی را به استادان دانشگاهی برای درست کردن و چاپ سه بعدی اجسام در کلاس هایشان در جهت ارتقا آموزش به دانشجویان پیشنهاد می کند.  

 

info@ sm3m.com

۰۲۱-۲۲۲۵۹۹۰۸-۹


به گزارشNMC Horizon در سال 2014 برای آموزش های مقاطع بالاتر چاپ سه بعدی همراه با تعداد زیادی از گرایش ها به عنوان رشته ی پیشرو در تکنولوژی نقشه کشی و طراحی در 5 سال آینده انتخاب خواهد شد. همچنین یک کارشناس پنل های الکتریکی بیان می کند، در کنار کارهای جدید مثل پژوهشی کردن کلاس ها و یا آموزش تحلیلی انتظار می رود که استفاده از پرینتر سه بعدی "کارایی بی شماری برای تعلیم دادن و تمرین های آموزشی" خواهد داشت.

اگرچه برای اولین بار تکنولوژی چاپ سه بعدی، 30 سال پیش در دانشگاه ها شکل گرفت، اما اکنون مدارس و دانشگاه ها دریافته اند چطور پرینتر سه بعدی به دانش آموزان کمک می کند تا آموزش همراه با خلاقیت، طراحی و تولید را تجربه کنند.

  • در دانشکده ی پزشکی دانشگاه Minnesota برای مثال در دپارتمان اورولوژی از چاپگر سه بعدی به منظور ساخت مدل های آناتومی برای تمرین طریقه ی جراحی دانشجویان به جای خرید ابزار گران قیمت برای دانشجویان استفاده می شود. 
  • در دانشگاه Coventry انگلیس، جایی که برنده ی جایزه ی بین المللی برای پروژه های طراحی صنعتی است، توسط پرینتر سه بعدی یک “linchpin” برای صنعت اتومبیل طراحی و تولید شده است. 
  • تکنولوژی موسسه ی New England، پرینتر سه بعدی ای را تولید کرده است که به آموزش فرآیند رشد و توسعه ی اقتصادی محصولات از طراحی تا تولید و مونتاژ به دانشجویان کمک می کند. 
  • به تازگی دانشکده ی SCAD (the Savannah College of Art and Design) کارگاه های چاپ سه بعدی و دیگر تجهیزات ایجاد نمونه ی اولیه ی سریع را به منظور رشد آموزش تجربی آماده کرده است. 
  • در طی یک عمل مبتکرانه مهندسی هوافضا در دانشگاه Meryland پرینتر های سه بعدی را برای انجام پروژه های ارتش آمریکا درخواست کرده است. از میان نمونه های اولیه سریع، دپارتمان قادر به کاهش زمان و هزینه ها برای دوباره ساختن و آزمایش های دقیق تجهیزات نظامی است.

در خلال هر یک از موارد بالا آزمایش های بسیاری انجام گرفت تا بهترین روش بهره برداری از پرینتر سه بعدی در کلاس های درس به دست آید. این گزارش پنج اقدام موفق که تجربه ی مربیان و مدیران کارگاه ها در طی سال ها است و تاثیرات عالی چاپگرهای سه بعدی را که در کلاس هایشان به دست آورده اند، عرضه می کند. 

اولین اقدام موفق: استفاده از کارگاه ها به عنوان یک شغل واقعی

در جهان حرفه ای امروز، طراحان و مهندسان خودشان با پرینتر سه بعدی یا دیگر تجهیزات مدل سازی سریع به عنوان اپراتور عمل نمی کنند و ترجیح می دهند فایل های خود را به کارگاه ها و یا پرسنل خدمات پرینت سه بعدی واگذار کنند. این دقیقا همان کاری است که دانشگاه ها و مدارس پیشرو با تغییر در برنامه های آموزشی خود انجام می دهند. به عنوان مثال دانشجویان نیاز دارند بداننن که کارگاه های پرینت سه بعدی چه خدماتی ارائه می دهد. همچنین نیاز دارند بیاموزند که چگونه با تکنسین های پرینت سه بعدی و کسانی که دستگاه ها را راهبری می کند تعامل مطلوب برقرار کنند .

زمانی که در دانشکده این دوره ها برگزار شد، کارگرهای آزمایشگاه SCAD با دو شیفت در هر روز هفته از ساعت 9 صبح تا 10 شب دقیقا مثل یک تجارت واقعی به داشجویان و اساتید خدمات می رساندند و دانشجویان تنها هزینه ی موادی را که در سازه هایشان به کار رفته می پرداختند. دانش آموزان مراحلی را برای پذیرفتن شغل پرینت سه بعدی می گذرانند. آنها معمولا ابتدا طراحی به کمک رایانه را فرا می گیرند و با آزمایشگاه دائما در ارتباط هستند تا تکنولوژی های لازم را بیاموزند.

مدیر اجرایی نمونه های اولیه ی سریع SCAD ، Hopkins شرح داد، پروژه ها را برای دانشجویان متناسب با پارامتر های مشخص تنظیم شده تعیین کردیم. به طور مثال، برای چاپ سه بعدی ممکن است به طراح گفته باشند که چراغ قوه ای طراحی کند که بزرگتر از یک مستطیل 1*4 اینچی نباشد. دانشجویان فایل ها را آماده خواهند کرد و آن ها را ارایه می دهند، و ما مطمئن می شویم که آن ها در تناسب با محفظه ساخته شده و درست است. اگر همه چیز اندازه و مناسب بود، ما آن ها را چاپ می کنیم و اگر نه، ما به آن می گوییم که چه چیزی در آن ها غلط بوده است که آن ها بدانند این دستگاه چطور کار می کند.

این یک حیطه ی گسترده است. دانشجویان میتوانند از هر جایی بیایند و تا زمانی که فایل برای ساختن ما درست باشد هیچ مسئله ای نیست که آن ها چه چیزی را میخواهند بسازند. این تمرین در طول زمان به دانشجویان برای برقراری ارتباط با متصدی دستگاه و فهمیدن زبان مخصوص « فایل STL»، « تبدیل نرمال ها»، «اتصالات بد» و چیز های دیگر کمک می کند. اگر ما بتوانیم به آن ها آموزش دهیم که چه چیزی در طراحی های آن ها غلط است و از آنها چه انتظاری می رود، دفعه ی بعدی ما بدون این که بحثی راجع به آن داشته باشیم یک مدل عالی را از آنها تحویل خواهیم گرفت. (نوشته ی Hopkins)

پرینتر سه بعدی و دانشگاه ها

دومین اقدام موفق: تکرار کردن، تکرار کردن، تکرار کردن

پرینتر سه بعدی در دانشگاه ها

طراحی یک فرآیند تکرار کننده است، این درسی است که همه ی دانشجویان باید یاد بگیرند. چیز هایی هستند که ممکن است روی صفحه عالی به نظر برسد ولی دقیقا آن شی چاپ شده ای که بیرون می آید نباشد، ممکن است پهن تر باشد، ممکن است باریک تر باشد، ممکن است خیلی لبه دار باشد و ممکن است فقط یک مقیاس غلط داشته باشد، شما تا زمانی که آن را تمام شده ببینید متوجه نمی شوید. (نوشته شده توسط John Oven - رییس بخش طراحی صنعتی دانشکده ی Coventry)

این تفکر که یک طراح فقط بنشیند و یک طرح بکشد و توقع داشته باشد یک کسی یک کپی زیبا از آن را چاپ کند فقط یک استدلال غلط است. او عقیده دارد این واقعاً یک بخشی از فرآیند است. شما با یک چیز شروع می کنید، آن را تغییر می دهید، به آن نگاه می کنید، یک ایده ی دیگری در باره ی آن دارید و دوباره آن را تغییر می دهید.

مهم تر از آن ممکن است در فایل نقصی وجود داشته باشد، وقتی دانشجویان یک فایل STL را برای چاپ سه بعدی در مرکزSCAD ارایه می دهند، ممکن است متصدی دستگاه سریع آن را به خاطر خطاهای رایج بررسی کند، به گفته ی Hopkins یک اشتباه رایج، بد به هم وصل کردن اجسام در نرم افزار است.

جاهایی که فاصله های کوچکی بین صفحات و بخش ها است و دستگاه نمی داند باید با آن ها چه کار کند، متصدی دستگاه به دانشجویان نشان خواهد داد که ایراد های فایل کجاست و توضیح می دهد که چطور آن ها را تصحیح کنند، او متذکر می شود "ما فایل ها را تصحیح نمی کنیم" ایده این است که آن ها مجبور شوند این کار را آنقدر تکرار کنند تا زمانی که فایل را درست کنند، زیرا که از راه های دیگری آن را یاد نمی گیرند.

اساتید دانشگاه می توانند با پرسیدن سوال های هدایت کننده ای که دانشجویان را وادار به تامل درباره نحوه تولید بخش هایشان می کنند، به هدایت ماهیت تکراری طراحی کمک کنند. هاپکینز مطرح می کند: آیا می خواهید که بخش مورد نظرتان تمیزتز به نظر برسد؟ می خواهید مستحکم تر به نظر بیاید؟ عموما دانشجویان می خواهند این عمل هرچه سریعتر صورت بگیرد. معمولا سریعترین راه، بهترین یا تمیزترین راه نیست. این بستگی به این دارد که آن ها چه قدر عجله دارند.

سومین اقدام موفق: اساتید دانشگاه ها و کارکنان در یک تیم همکاری کنند

پرینتر سه بعدی در دانشگاه ها

زمانی بهترین نتایج از دانشجویان به دست می آید که اساتید با کارکنان کارگاه ها همکاری علمی داشته باشند. هاپکینز با اساتید دانشگاهی که با آن ها درSCAD همکار است گفتگو می کند تا از آن جایی که در حال طراحی یک واحد درسی جدید هستند، از اینکه آن ها قابلیت های کار کارگاهی را درک کرده اند اطمینان حاصل کند. او اشاره می کند، مهم ترین فایده انجام این عمل این است که، کار کارگاهی، متعهد به تولید نوعی پرینتر سه بعدی خاص برای پروژه کلاسی داده شده بر اساس ماهیت آن درس خواهد شد. " از این طریق می توانیم روند منظم کار را در تمام 10 هفته حفظ کنیم به جای اینکه تمام کار به صورت فشرده و در آخرین زمان ها انجام گیرند. "

در حالیکه آن عملیات در هفت هفته اول به درستی اجرا می شوند، سه هفته پایانی ترم به گونه ای است که هرکه زودتر بیاید، زودتر به کار او رسیدگی می شود. اگر یکی از اساتید، یکی از پروژه های کلاسی را در طول آن دوره امضا کند، دانشجویان باید در نوبت قرار بگیرند.زمانیکه هاپکینز با اساتید ملاقات می کند، او ضرورت آموزش نحوه مناسب و صحیح راه اندازی فایل ها در نرم افزار های طراحی را متذکر می شود. او همچنین متذکر می شود که اپراتور های او حق برگرداندن فایل های نادرست یا نا معقول را دارند. " زمانیکه ما سرمان شلوغ است و دانشجویان می خواهند از فایل های احمقانه ای مانند کره، که می توانند با خرید یک توپ پینگ پنگ کار خود را انجام دهند پرینت بگیرند، ما با توجه به حقی که داریم، می گوییم این تلف کردن وقت ما است و از انجام آن خودداری می کنیم.

چهارمین اقدام موفق: برای کار خود ابزار مناسب انتخاب کنید

درست هان طور که برنامه های طراحی، سعی در تکمیل نرم افزارهایی دارند که دانشجویان به طور معمول در کارهای خود از آن ها بهره خواهند گرفت، تجهیزاتی که برای مدلسازی سریع و پرینت سه بعدی انتخاب می کنند هم باید ابزار حرفه ای باشند.استفاده از نرم افزار ها و سخت افزار های متناسب صنعتی، تجربه و اعتماد به نفس کار با تجهیزاتی که سرانجام در آینده در کار خود از آن ها بهره خواهند گرفت را خواهد داد.

پس انتخاب پرینتر های سه بعدی ای که در دانشگاه ها و دانشکده ها مورد استفاده قرار می گیرند باید متناسب با هدف آن ها باشد.هاپکینز به دفاع از سرمایه گذاری در تجهیزات با درجه تجاری نسبت به پرینتر های سه بعدی که جنبه سرگرمی دارند ادامه می دهد. او می گوید " این دستگاه برای کسی که می خواهد کار تعمیرات با آن انجام دهد جنبه سرگرمی دارد، اما این ماشین ها جنبه سرگرم کننده دارند، قادر نیستند بخش هایی که ماشین های صنعتی تولید می کنند را پرینت بگیرند. " به علاوه او متذکر می شود " تجهیزات مدل بالا دوام بیشتری داشته و استحکام بیشتری دارند."

خوشبختانه، او اضافه می کند، قیمت گذاری برای تجهیزات صنعتی همچنان در حال کاهش است. آخرین پرینتر سه بعدی ای که SCAD خریداری کرد تقریبا نزدیک به نیمی از قیمت اولین ورژن از همان مدل که آن مدرسه خریداری کرده بود را داشت.

پرینتر سه بعدی در دانشگاه ها

پنجمین اقدام موفق: به دنبال پیشرفت ممتد باشید

مسئول ترین مدارس، همیشه به دنبال بهترین راه ها برای انجام کارهایشان هستند، خواه در سطح آکادمیک باشد خاه در حیطه عمل. دستیابی به فلسفه پیشرفت ممتد نیاز به همراهانی دارد تا دنبال سایر همکارانشان در موسسات دیگر باشند تا آموزه های خود رابه اشتراک گذاشته و اینکه ایده های خوب را از سایر صنایع قرض بگیرند. به عنوان مثال، زمانی که هاپکینز از مدرسه SCAD فرصت در تعامل بودن با مدیران مدارس دیگر را داشته باشد، گفتگو به سمت اینکه آن ها چه امکاناتی دارند و اینکه چه موضوعی درباره آن امکانات بیشتر مورد توجه آن ها است می رود.

او می گوید: این تنها راه دستیابی به یک قضاوت درباره اینکه چه چیز خوب، چه چیز بد و چه چیز متناسب با برنامه شما می باشد است. تکنسین دیگر، حقیقت را درباره آن مسایل به شما خواهد گفت.

به عنوان یک سخنران در صنعت پرینت سه بعدی و بازارهای صنایع مرتبط، او همچنین با اپراتورهایی که کارگاه های تولیدکنندگان بزرگ را اداره می کنند، صحبت و ملاقات داشته. آنچه او از آن ها آموخته این است که چالش هایی که تیم او در کار با دانش امئزان با آن ها رو به رو هستند مانند چالش هایی است که آن ها در کار با مهندسین حرفه ای با آن ها مواجه هستند.

پرینتر سه بعدی در دانشگاه ها

هاپکینز می گوید: ما همه مبارزان یک نبرد هستیم.

به همین دلیل است که او برای کمک به دانش آموزان در یادگیری مهارت های پایه، تعیین شده است – چگونه یک فایل را برای کار پرینت آماده و محیا کنند، چگونه زمانیکه اشکالی در کار طراحی وجود دارد، تغییرات مورد نیاز را ایجاد کنند، چگونه شیوه درست برای ساخت یک بخش یا نمونه سازی اولیه سریع را انتخاب کنند.

حوزه آموزش