Добрый день! С этого поста я планирую начать серию публикаций, посвященных нашему (169-ая школа Петербурга) опыту использования 3D печати в школе. Обязательно напишу о тех проблемах, которые мешают широкому использованию этой замечательной технологии в образовательных учреждениях, но это чуть позже. Начать хочется с позитива, так что в первой статье я расскажу о истории нашего приобщения к миру 3D принтеров, редакторов инженерной графики и катушек с пластиками и приведу несколько примеров удачного использования новой инженерной технологии, попавшей в наши руки. Довольно часто буду отсылать ссылками к уже написанным материалам, размещенным на сайте нашего экспериментального подразделения "Лаборатория проектов". Начнем.
Немного истории.
Началось все около 2 лет назад с набора для сборки 3D принтера Rubot Mini, входящего в комплект "Инновационного класса ScratchDuino". Мы долго думали, взять готовый принтер или набор, остановились на последнем и не прогадали))) Это было.... познавательно. Из разрозненных деталей на свет появлялось новое устройство.
![Rubot Mini. Начало сборки.](/__f/styles/large/public/__userdata/%5Bcurrent-user%3Auid%5D/edit/%5Bdate%3Acustom%3AY%5D-%5Bdate%3Acustom%3Am%5D/IMAG0661_2.jpg?itok=194_E2nk)
Да, сборка была нелегким испытанием. О наших впечатлениях (и о рекомендациях будущим сборщикам) можно почитать в статье "Сборка и впечатление" и "Rubot Mini (MC5 D.R.O.V.A) - электрика". Так же рекомендую советы нашего коллеги по сетевому проекту ScratchDuino Леонида Захарова "3D принтер своими руками из КИТ-набора. Проблемы при сборке". Но!!!!! Так или иначе, к концу сборки этого агрегата мы узнали о 3D печати и принтерах столько..... Что дальше было уже вообще не страшно, с чем бы мы ни сталкивались, мы были в принципе готовы решать эти проблемы. Началось)))
![Rubot Mini. Собран и работает.](/__f/styles/large/public/__userdata/%5Bcurrent-user%3Auid%5D/edit/%5Bdate%3Acustom%3AY%5D-%5Bdate%3Acustom%3Am%5D/IMAG0793%201_1.jpg?itok=T1b7KcOG)
Одним из первых проектов, осуществленным на основе напечатанных деталей, стал "Робот-художник". Мы были ограничены в размерах (малый печатный стол) и пластиках (неподогреваемый стол - печатаем PLA). Но робот на базе Arduino получился очень интересный.
![Робот-художник](/__f/styles/large/public/__userdata/%5Bcurrent-user%3Auid%5D/edit/%5Bdate%3Acustom%3AY%5D-%5Bdate%3Acustom%3Am%5D/IMAG1118_0.jpg?itok=V3zWOA4j)
Какое-то время 2 принтера Rubot Mini были нашими единственными 3D принтерами. Резюмирую свое мнение по данному принтеру: в виде набора для сборки - отличный полигон для исследования принципа работы 3D-принтеров и получения необходимых технических навыков их обслуживания. Но доставляет много проблем при попытке много и сложно печатать. После ряда доработок приемлемо обслуживает небольшой кружок.
Но как раз с Rubot Mini началось понимание того, что 3D-принтеры в школе должны работать. Именно "Работать". Без особых ухищрений. Без плясок с бубнами, монотонно и скучно печатать то, что мы им отдадим на создание. Нужно было искать принтеры под наши условия. Так у нас появился MZ3D-360C. Я и сейчас благодарен разработчикам, которые отдали нам этот принтер на исследования. Это действительно отличная "рабочая лошадка" 3D печати. Ряд недостатков конструктива за время совместной работы были устранены и теперь это очень надежный агрегат, способный работать в долгоиграющем режиме. Доступ к основным деталям открыт, так что легко чинить и обслуживать. Рекомендую: дешево (относительно других серьезных конструкций) и сердито. И сейчас это самый используемый принтер в школе, несмотря на то, что у нас уже достаточно много машин в парке.
![MZ3D-360C](/__f/styles/large/public/__userdata/%5Bcurrent-user%3Auid%5D/edit/%5Bdate%3Acustom%3AY%5D-%5Bdate%3Acustom%3Am%5D/IMAG1154.jpg?itok=pi1q3awn)
Даже по фото видно, что площадь стола позволила печатать намного больше. Принтер за один раз печатал все детали для тех же "Роботов-художников". И качество заметно улучшилось.
![Робот художник 2](/__f/styles/large/public/__userdata/%5Bcurrent-user%3Auid%5D/edit/%5Bdate%3Acustom%3AY%5D-%5Bdate%3Acustom%3Am%5D/3_2.jpg?itok=E23eR7h-)
На MZ3D-360C печатали много и интересно. Заодно примеривались - что надо и что не надо печатать для образовательных целей.
Вот, например, корпус для Arduino Uno для проектов по электронике. Защищает плату от механических повреждений и случайных замыканий. Очень удобно для занятий. Разработано и напечатано в 169-ой.
![Корпус Uno](/__f/styles/large/public/__userdata/%5Bcurrent-user%3Auid%5D/edit/%5Bdate%3Acustom%3AY%5D-%5Bdate%3Acustom%3Am%5D/IMAG1278.jpg?itok=wJlKLQEB)
Примерно в то же время и опять по линии исследований мы стали сотрудничать с 3Dquality. С принтера Mini Prizm началось использование 3D печати в рамках уроков технологии. Дельта принтеры красивы, внимание детей обеспечено.
![Prizm Mini](/__f/styles/large/public/__userdata/%5Bcurrent-user%3Auid%5D/edit/%5Bdate%3Acustom%3AY%5D-%5Bdate%3Acustom%3Am%5D/IMAG1727.jpg?itok=A-60BHFt)
Проблем тоже много, но об этом обещал позже. Но как оживились уроки "Технологии"! Поясню на примере темы по изучению орнаментов. Классическая часть - поиск информации, доклады, рисунки. Наше дополнение: программирование орнаментов в Scratch, рисование орнаментов в векторном редакторе, печать орнамента на 3D принтере. Детям очень нравится, на фото как раз печать и идет.
Дальше - больше. Начинали вырисовываться две основные линии использования 3D печати. Первая - проектная деятельность и создание новых конструкций для предметов, кружков и т.д. Вторая - учебная часть, когда 3D принтер используется в рамках изучения каких-то тем в качестве прикладного инструмента, повышающего интерес и мотивацию учащихся.
И это реально интересно! И полезно. Так, роботы MakeBlock Ranger в их исходном виде держатся на массовых внеурочных занятиях примерно месяц. Ломаются датчики при ударах о препятствия на скорости (а как не ездить?) и т.д. Разработанный в школе обвес (что само по себе было очень интересным заданием для технологов) позволяет вообще забыть об этой проблеме. А специальный блок опускания датчиков линии не только защищает от ударов, но и увеличивает точность работы, приближая датчик на оптимальное расстояние. При ударах подпрыгивает или складывается. На фото робот в старом варианте обвеса, новый покажу чуть позже, когда буду писать о использовании принтеров в робототехнике. Кстати, обвес предусматривает удобное крепление дополнительных деталей на винтах или шпильках Лего.
![Ranger в обвесе](/__f/styles/large/public/__userdata/%5Bcurrent-user%3Auid%5D/edit/%5Bdate%3Acustom%3AY%5D-%5Bdate%3Acustom%3Am%5D/IMAG2010.jpg?itok=YOSUqePI)
На занятиях стало все кардинально интереснее. Теперь роботы носятся по полу без вреда для здоровья)))
Продолжая историю, не могу не упомянуть о Rubot Protos от нашего стратегического партнера - компании Robbo (ранее ScratchDuino). Он так же попал к нам на исследования и апробацию, как элемент "Инновационного класса ScratchDuino".
Очень интересный агрегат, по сути - минизавод. Способен печатать, выжигать лазером и фрезеровать. Для этого надо менять рабочую "голову".
![Rubot Protos](/__f/styles/large/public/__userdata/%5Bcurrent-user%3Auid%5D/edit/%5Bdate%3Acustom%3AY%5D-%5Bdate%3Acustom%3Am%5D/20%281%29.jpg?itok=VPDB6lSp)
Этот принтер дал нам совсем другие возможности (и массу новых проблем). Большой подогреваемый стол - супер))). В частности, мы напечатали модель дворца (далее - домик) из проекта методобъединения учителей математики Центрального района, который не смогли напечатать в других местах. Этот проект как раз иллюстрирует нашу идеологию "Лаборатории проектов". На каких-то своих курсах я рассказывал о наших работах и учителям города забросил мысль, что при наличии интересного проекта всегда можно найти, кто и где сделает техчасть. Вот одна из слушательниц и подошла с домиком, сказав, что он не получается при печати. Меня заинтересовало, мы взяли проект в работу. Модель была сделана пустотелой, сложного рельефа, использование поддержек ... можно, но дальше много обработки. В общем, мы получили интереснейший опыт печати больших пустотелых объектов, а МО получило реальный объект)))
![Домик в 3D](/__f/styles/large/public/__userdata/%5Bcurrent-user%3Auid%5D/edit/%5Bdate%3Acustom%3AY%5D-%5Bdate%3Acustom%3Am%5D/IMAG1797.jpg?itok=KZe3xNc5)
На текущий момент в школе трудятся еще два принтера, но существенных новых проблем, как и открытий, они уже не принесли, так что о них можно не рассказывать.
Немного о МТБ или "откуда такое богачество"?
Я достаточно давно пришел к мысли, что средства, оборудование и т.д. появляются как-то сами по себе, но при одном важном условии: надо очень хотеть осуществлять какую-то интересную деятельность и быть готовым делиться результатами. Так произошло и в этот раз. Мы не имели ни одного робота и принтера на момент знакомства с развивающейся питерской командой ScratchDuino. Но мы хотели этим заниматься и начало сотрудничеству положили несколько робокомплектов для проб под наши утверждения о разработке методик и исследование конструктива. Мы написали и издали книжку про ScratchDuino (Конструируем роботов на ScratchDuino. Первые шаги), по которой вполне можно вести занятия. Потом уже, на основе опыта работы с наборами, выиграли городской конкурс и получили возможность купить первые "деревянные" наборы для сборки 3D принтеров.
Когда нам реально очень-очень нужны были нормальные принтеры для печати, а финансирования опять не предвиделось, мы просто разослали письма множеству производителей отечественных принтеров, объясняя, что нам нужно, зачем, и что мы можем предложить в ответ. В результате появились MZ3D-360c, в который мы далее внесли порядка 7 крупных изменений и PrizmMini. Мы активно работаем со всем оборудованием, отмечаем недостатки, разрабатываем рекомендации по внедрению в школьную среду. Это очень нужно производителям, но....это надо и нам! Нам нужно правильное оборудование, "заточенное" под образовательные задачи. Так зарождалась идеология "Лаборатории проектов", неформального (мы так и не написали основополагающие документы, так что реально сообщество партнеров есть, а бумаг так и нет, в баллах не поможет, ай-ай-ай))) сообщества учеников, учителей, родителей, школ, издательств, производителей ПО и техники и т.д., заинтересованных в том, чтобы жить и учиться было интереснее. Последний наш партнер - MakeBlock, всемирно известная компания из Китая. Нас очень заинтересовали их роботы, а им интересны наши доработки их продукции.
К чему веду... Всегда можно найти, где и на чем создавать новые проекты. Пусть в какой-то школе нет 3D принтеров, но есть где-то неподалеку, у нас например. Стоит стучаться, предлагать свои варианты совместных проектов, 100% быстро найдется нужное оборудование и люди, которые помогут в осуществлении (в городах-то точно). Как же нам нравится идея открытости и сотрудничества между школами, да и не только школами. Вместе можно делать намного больше.
В заключение
В этой вводной статье я рассказал нашу историю внедрения 3D печати в образовательную деятельность. Просто чтобы читатели понимали, что 2 года назад мы ничего не знали о принтерах, пластиках, FreeCad и т.д. Просто осознавали потребность в использовании всего этого арсенала. Сейчас я точно могу сказать - 3D принтеры очень нужны в школах. Они действительно позволяют вывести проектную деятельность на качественно другой уровень. Сложно ли освоить? Не очень, пока техника работает. Сложно ли поддерживать и ремонтировать? Да. Уходит куча времени и сил. Но об этом поговорим в отдельной статье о проблемах.
Но результат того стоит. В следующем посте я подробнее расскажу о наших находках в области использования технологии 3D печати в образовательном процессе.