Článek rozebírá možnosti současných 3D tiskáren a jejich možnou aplikaci ve výuce na našich školách.
Chcete mít originální brýle, vázu, sošku, hračky či předměty pro výuku? To vše vám může splnit nová technologie tisku pomocí 3D tiskáren.
Obr. 1: Produkt 3D tiskárny
Představte si budoucnost, v níž bude běžně zařízení připojené k počítači schopno vyrobit pevný trojrozměrný předmět. Takovou budoucnost, v níž budeme mít možnost si různé zboží nechat vytvořit přímo doma, bez jakýchkoli nákupů v kamenných obchodech nebo na Internetu. Ba co víc, budeme mít možnost si to zboží dotvářet podle svých osobních preferencí. Nebo ve škole na tisku 3D modelu krychle žákům názorně vysvětlíte výpočet povrchu a objemu. To vše je možné, 3D tiskárny jsou i pro nás běžné uživatele stále dostupnější.
Technologie 3D tisku
3D tisk používá metodu aditivní výroby, ve které jsou objekty vytvořeny ve vrstvách. Roztavený materiál, který stříkají trysky vrstvu po vrstvě, se tedy postupně přidává. Některé 3D tiskárny pracují s plastem nebo pryskyřici, jiné používají prášek, keramiku, vosk, písek nebo kov. Detailní popis teorie najdete třeba zde -
Archivní diskuze převzatá z rvp.cz. Přidávání nových komentářů není k dispozici.
Bořivoj Brdička28. 3. 2013
Článek popisující online nástroje na tvorbu 3D objektů, pomocí nichž lze tvořit vzory, které je pak možno tiskniout na 3D tiskárně - Three Tools Students Can Use to Create 3D Models Online (http://www.freetech4teachers.com/2013/03/three-tools-students-can-use-to-create.html).
Bořivoj Brdička18. 9. 2013
Video-tutoriál v angličtině:
The 3D Printing Revolution (explainingthefuture.com) - http://youtu.be/CP1oBwccARY
Informace o technologiích 3D tisku
.
Nejlevnější z uvedených materiálů je plast. Cena za kilo se u něj pohybuje okolo 50 dolarů (zhruba 950 Kč). Z tohoto množství můžete udělat stovky menších objektů. Jsou totiž vytištěny jako duté. Odpad při tisku je tedy minimální.
3D tiskáren je celá řada, jsou postaveny na různých principech a technologiích. Některé stojí milióny, jiné si postavíte v pracovně po večerech za zlomek této částky. Populárními se stávávají malé 3D tiskárny, jejichž tisk nevyžaduje speciální podmínky a starost o bezpečnost. Pokud vás 3D tisk zaujme, určitě se podívejte na samo-replikující se tiskárnu RepRap, jejímž vývojářem je známý český designér Josef Průša. Typická 3D tiskárna je na následujícím obrázku.
Obr. 2: 3D tiskárna
3D tisk neslouží jen k vytvoření předmětů „stolní“ velikosti, ale v dnešní době se výzkumníci pokouší vyrobit jak miniaturní, tak obrovské předměty. Jedná se o pokusy jako je například stavba domu. Vědci z ESA si pohrávají s myšlenkou, že by základnu na Měsíci vytiskly obří 3D tiskárny, které by byly přímo na místě, a stavba by se obešla bez přítomnosti člověka.
3D tisk ve výuce
Není zvláštní, že se lidé učí o trojrozměrném světě většinou jen ve 2D? Ano, ale jak často budeme skutečně potřebovat k pochopení problému při výuce 3D objekt?
Například muzea mohou pomocí 3D tiskáren velmi levně replikovat některé ze svých objektů. Pak je možné, aby si na ně návštěvníci sáhli, nebo si je třeba i odnesli k bližšímu studiu sebou. V archeologii je 3D tisk převratem pro kopírování kostí, zkamenělin a dalších vzácných historických předmětů, jako jsou například mince. Vše, co je vytaženo ze země, může být replikováno.
Matematika může být díky 3D tisku velice zajímavá a motivující pro žáky, kteří si nedokážou představit souvislosti mezi abstraktní matematikou a reálnou aplikací. A tak pomocí 3D můžeme zobrazit jednoduché geometrické tvary, objemy, plochy či průniky objektů. Nabízí se tedy obrovská příležitost učit matematiku pomocí reálně vytvořených objektů, které se lépe vštípí do paměti.
V oblasti medicíny může být 3D tiskárna velkým pomocníkem, a to od pomůcek pro nedoslýchavé přes zubní implantáty až po náhrady nohou a rukou a ortopedické pomůcky. Například pomocí skenu jedné nohy vám může být jako zrcadlová kopie vytvořena noha druhá.
V odvětví Art&Design mají studenti kreativní možnosti pro vytváření nejrůznějších prototypů pro sochy, šperky a podobné prvky designového umění. Pomocí tohoto zařízení si můžete vytisknout i hudební nástroje jako například flétnu, kytaru, harmoniku a další.
3D tisk má tedy uplatnění v mnoha oborech lidské činnosti a může být užitečný k objasnění a pochopení podstaty daného předmětu. [1][2]
Budoucnost 3D tisku
3D tisk je velice vzrušující odvětví, které nabízí tisk nejrůznějších věcí od hraček, figurek, přes obroučky brýlí, náhradní díly pro různé stroje a další potřebné či méně potřebné věci, ať už pro výuku nebo zábavu. Proto by každá vzdělávací instituce měla 3D tiskárnu mít a vytvářet na ní objekty podle aktuálních výukových potřeb, dá se říci - na požádání. Záleží jen na nás učitelích, zda se z ní stane drahý stroj, který chrlí zbytečné maličkosti, nebo užitečný pomocník při výuce.
Čas ukáže, jak se tato technologie ujme v reálném světě, zda bude mít pro lidstvo přínos nebo přispěje ke zkáze. Vězte, že 3D tiskárny dnes již zvládají třeba i produkci funkční zbraně. Musíme ale být optimisty. Věřme, že se vědecký vývoj bude ubírat správným směrem. Dnes se princip 3D tisku začíná používat i k výrobě vhodně navržených chemických látek (třeba personalizovaných léků), které se budou „tisknout“ na molekulární úrovni [3]. Podívejte se na závěr, co o tom říkal známý skotský chemik z University of Glasgow LeeCronin na TEDGlobal 2012 (též viz Čtyři principy otevřenosti podle Tapscotta a TEDGlobal 2012).
CLARK, Donald. Plan B: 3D printers: gimmickor game changer? Next big thing or expensive way to produce lots of ‘small, useless, plasticthings’? [online]. 2012. [cit. 2013-02-17]. Dostupné z: http://donaldclarkplanb.blogspot.ca/2012/10/3d-printers-gimmick-or-game-changer.html.
KASÍK, Pavel. Trojrozměrný tisk pro každého. Plastové fantazii se meze nekladou. [online]. 2012. [cit. 2013-02-17]. Dostupné z: http://technet.idnes.cz/3d-tiskarny-c8k-/tec_technika.aspx?c=A121113_170743_tec_technika_pka.
LILLIE, Ben. A 3D printer for molecules: Lee Cronin at TEDGlobal 2012 [online]. 2012. [cit. 2013-02-17]. Dostupné z: http://blog.ted.com/2012/06/26/lee-cronin-at-tedglobal2012/.
Obr. 1: Produkt 3D tiskárny