Undervisning i 3D-tegning og 3D-printing

Arbeidskrav 2c i studiet ATEKO6200:

Planlegge, begrunne, gjennomføre, evaluere og dokumentere undervisning av ny teknologi som er interessedifferensiert og yrkesrelevant. Arbeidsform: Skriftlig, individuell dokumentasjon, inntil 1750 ord. 


I løpet av studiet har jeg jobbet med å lære meg enkel tegning i 3D med bruk av programmene Solidworks og Autodesk 123D design. Disse to programmene har jeg lært litt om i min hospitering hos Pronor og 3DNet. Skolen har kjøpt inn to type 3D-printere. Z-print 450 som printer i gips og Ultimaker 2+ som printer i forskjellige plastmaterialer. 


Med det jeg har lært om 3D-tegning og 3D-printing har jeg laget et eget undervisningsopplegg for elever på Vg1 TIP.
Siden fylket har BYOD, er det veldig varierende hvilke datamaskiner elevene kommer med. For at elevene ikke skulle bruke tid på å installere nødvendig programvare lånte jeg maskiner fra dataavdelingen som jeg satte opp med nødvendig programvare.

Installering av 123D design

Opplegget laget jeg i Wikispace og delte med elevene. På wikien fikk de grunnleggende informasjon om hva tegning og printing i 3D er i tillegg til selve oppgaven.

Etter at elevene hadde blitt kjent med wikien og vi hadde pratet litt rundt temaet begynte de på oppgaven. Oppgaven var å lage sitt eget navneskilt etter angitte mål, mens selve formen på skiltet kunne de bestemme selv. Skiltet skulle printes ut på gips-printeren. Elevene skulle lære hele prosessen i fra ide til ferdig produkt.

Iveren var stor i å komme igang med selve tegningen. 

Første steget var å tegne selve skiltplata med en tykkelse på 5 mm.

Her er Simens skilt klar for printing. Kreativt.

Skiltene er satt i produksjon og elvene følger med på prosessen.

Printingen i full gang. Denne printen tok ca 2 timer + 1,5 timer tørketid, før vi kunne ta printen ut av maskinen.

Når printingen og tørketiden er ferdig, kan printen tas ut og rengjøres for pulver. Alt overflødig pulver blir støvsuget opp og brukt på nytt igjen. Alt materiale blir brukt opp.

Rengjøring av pulver før printen skal legges i lim-bad.

Blåsespiss for å få bort alt overflødig pulver.

Klargjør for liming. HMS ved liming: avsug, hansker og vernebriller.

Skiltene legges i limbad, ca 5 minutter. Limet gjør at printen tåler mer.

Etter lim-badet er ferdig. blir overflødig lim tørket av print og lagt til tørk på glatt papir. 

Ferdig produkt

Evaluering:

Det å tegne og printe i 3D har det siste 10 årene  blitt en viktig del av produktutvikling og produksjon. Printing er en kostnadsgunstig produksjonsteknikk fordi det ikke blir noe overflødig materiale og printingen kan skje i printere fra billige små skrivere til store dyre maskiner. Produktet kan lett deles med bestemte datafiler og printes ut der en er.
Eleven ble med denne oppgaven kjent med 3D-tegning og 3D-printing som en type produksjonsmetode. De måtte jobbe ut i fra bestemte mål, men kunne også bruke sin egen kreativitet for hvilke form en ville ha på skiltet. Her fikk jeg inn litt differensiering på hvor vanskelig en ville lage formen på skiltet, og hvordan en ville plassere navnet.
Vi hadde ca 3 timer til rådighet og det opplevdes som litt lite. Det tar tid å komme inn i tegneprogrammet og forstå terminologien bak 3D-tegning og det å tegne i plan.

Jeg valgte en liten oppgave for at elevene skulle bli ferdig med et produkt som ble personlig og som de kunne ta med seg på den korte tiden vi hadde.

Erfaringen jeg gjorde var at oppgaven var absolutt ikke liten og at elevene hadde vært motivert for å bruke mer tid på skiltet for å få gjøre enda mer ut av det. Likevel greide alle å bli ferdige og printe ut alle skiltene samtidig.

I en slik type oppgaver er det mange læreplanmål på TIP som blir dekket.

Dokumentasjon og kvalitet:

• forstå og følge tegninger og skjemaer som skal brukes i produksjon og vedlikehold
• bruke digitale verktøy til å utarbeide enkle to- og tredimensjonale tegninger og prosessflytskjemaer
• finne fram til og følge produktdatablad og HMS-datablad
• søke etter nødvendig informasjon for å kunne utføre arbeidsoppgaver
• vurdere eget arbeid i henhold til planer, tegninger, beskrivelser og standarder

Produksjon:

• velge utstyr og arbeidsmetoder ut fra arbeidsoppgaver, standarder og prosedyrer
• velge og montere riktig verktøy og utstyr på en maskin i henhold til arbeidsoppgaver
• utføre arbeid etter regler for helse, miljø og sikkerhet og foreta risikovurderinger
• stille inn, bruke og overvåke maskiner og enkle anlegg
• bruke enkle simuleringsprogram til å beskrive helheten og sammenhengen i produksjonsprosesser

Tekniske tjenester:

• bruke verktøy og utstyr i henhold til lover og forskrifter
• velge riktig håndverktøy og utstyr for service, vedlikehold og reparasjone

• måle grunnleggende elektriske størrelser som inngår i arbeidsoppgaver, og vurdere måleresultatet
• planlegge og gjennomføre forebyggende vedlikehold på maskiner og utstyr
• etterse og vedlikeholde verktøy og instrumenter

På TIP Teknikk og industriell produksjon er det lange tradisjoner for å drive med teknisk tegning i 2D og ha  opplæring i sponfraskillende maskiner (dreiebenker, fresemaskiner, bormaskiner, sager og slipemaskiner). 

Det å jobbe i 3D og kunne printe antar jeg blir enda mer anvendt ut i arbeidslivet etter hvert som utvikling går og printmaterialene blir bedre. Ett hvert delelager vil printe ut plastklipsene/delene en vil ha behov for.

3D-tegning og printing er et emne som er kommet for å bli på vår skole. Hadde jeg hatt mer tid til rådighet skulle elevene også fått prøvd å printe ut skiltene i plastprinteren. Men det kommer det kommer. 

Takker elevene:

Simen
Håkon
Andreas
Daniel

For at de ville stille opp og prøve ut mitt undervisningsopplegg, og at jeg fikk lov å ta biler og dokumentere det de gjorde.