3D-технологии в обучении

В 1960-х годах писатели-фантасты предсказывали, что в 21 веке роботы будут выполнять всю работу, даже самостроительные задачи. И мы движемся к этой мечте: 3D-печать стала доступной и простой в освоении. Большинство людей могут купить 3D-принтер по цене смартфона и начать творить — благодаря гибкости 3D-печати она начала использоваться во многих областях, от ракетостроения до стоматологии и даже дизайна. Технология не обходит стороной ни одну область образования : во многих школах и университетах Существуют уникальные мастерские по 3D-печати и 3D-моделированию. В результате индустрия «графических компьютеров» и многие Олимпийские игры полностью или частично посвящены 3D-печати.

История появления

Из-за высокой стоимости первых принтеров, появившихся в 1988 году, они не пользовались большой популярностью у производителей, компаний и учебных заведений. Большинство людей воспринимали 3D-принтеры как другой тип машин для специальных задач. Однако в период с 2009 по 2012 год мир 3D-печати начал обрастать новостями. Большинство новостей было посвящено открытию способов печати устройств. Впоследствии 3D-принтеры вторглись в сектор человеческой информации и начали активно внедряться с 2013 года в в школы и университеты США, Великобритании и Японии. На них также повлияло создание проекта REPRAP. Это позволило каждому желающему собрать собственный 3D-принтер в домашних условиях. В России 3D-печать в образовании началась в 2014 году с появлением союза 3D образования . Уже в следующем году была проведена первая Всероссийская олимпиада по 3D-технологиям, которая показала большой интерес студентов и преподавателей к этому предмету. В последующие годы растущий интерес общества к 3D-печати привел к появлению многих университеты как МИФИ, МФТИ, МАИ, Московский государственный технический университет, начали закупать промышленные 3D-принтеры для обучения своих студентов. В Московском институте радиации, электроники и автоматики была создана еще одна исследовательская область, посвященная инженерным технологиям протезирования.

Отличие от других отраслей

Помимо этой технологической инновации, 3D-печать позволяет создавать уникальные объекты. Например, генетический дизайн, описанный выше, может быть выполнен только с помощью 3D-принтера; многие задачи оптимизируются благодаря тому, что 3D-печать тесно связана с работой на компьютере. Это означает, что вам не нужно искать всю информацию о технологии 3D-печати, методах моделирования и других технических деталях способа использования. Она предназначена для ваших собственных целей. Однако, несмотря на свою простоту, трехмерная печать изучается и активно совершенствуется, чтобы производить больше и больше разных вещей за меньшее время и с меньшими затратами как времени, так и ресурсов. Каждая развивающаяся отрасль требует специалистов по использованию технологии, так как трехмерная печать применяется в самых разных областях. В то время как классические методы производства уже достигли максимальной эффективности, 3D-печать продолжает совершенствоваться и выходить за рамки существующих методов производства компонентов. Поэтому существует дефицит специалистов высокого уровня в этой области. Однако для студентов и школьников это является большим преимуществом. Изучение этой технологии облегчает поиск работы в областях, представляющих интерес для строительства и науки.

Применение объемных технологий

Несмотря на свою инновационность и относительно низкую эффективность, трехмерная печать используется во многих областях, где классические строительные технологии достигли своих пределов. Например, ракетная технология существенно ограничена необходимостью производить прочные, но легкие компоненты. Эти две функции часто являются взаимоисключающими. Кроме того, внедрение машинного обучения, выходящего за рамки человеческого интеллекта в более узкую область, позволило использовать любой материал в пределах его ограничений. Однако производство изделий, разработанных искусственным интеллектом, требует предельной точности, чтобы сконструированный аксессуар идеально подходил к модели; только 3D-печать может воплотить в жизнь компьютерные модели сложных форм.

Модели до и после обработки методами генитального дизайна.

Гибкость также играет свою роль: в основе технологии 3D-печати лежит применить Любое жилое помещение путем частичного изменения дизайна и типа материала. Уже существуют 3D-принтеры, которые могут печатать дома, протезы и даже еду. Например, российская компания АМТ производит промышленные 3D-принтеры для печати зданий и объектов из материалов, по свойствам напоминающих цемент. В то время как на строительство простого здания вручную может уйти до месяца, 3D-принтер печатает здание всего за один день. Кроме того, для «старомодного» способа строительства дома требуется один или два человека, в то время как для 3D-принтера требуется всего один или два человека.

Полностью 3D-печатный дом

Применение в образовании

Для использования технологии 3D-печати требуется специалист. Как уже говорилось выше, в любой профессии рекомендуется начинать обучение как можно раньше. Поэтому использование 3D-принтеров в образовании помогает студентам определить свои интересы и дает им возможность изучить основы технологии. Это давно известно людям и является причиной внедрения 3D-печати в учебные заведения. Вот некоторые примеры применения 3D-печати в школах и университетах .

3D-печать в школе

Относительно недавно курсы информатики в школе это не просто рисование «матов» в тетрадях или изучение основ офисных программ. Сегодня это не только специальные классы, где преподаются направления ИТ, применяемых промышленности, но и отдельные предметы, такие как вышеупомянутая «компьютерная графика», где изучается программное обеспечение для 3D-моделирования; есть также специальный ресурсный центр 3D-печати, где предлагается дополнительное обучение; а на курсах «информатики» студенты могут изучать основы этой отрасли, а также основы программного обеспечения для 3D-моделирования. образования . Например, в детском технопарке «Технополис» программа «Кванториум» предлагает курсы по 3D-печати и 3D-моделированию. Дети также могут принять участие в экскурсиях, которые знакомят их с индустрией протезирования.

Также проводятся конкурсы проектов 3DBUM и 3DBUM Junior. Здесь дети проходят все этапы разработки проекта и защищают свой проект перед проектами других участников. Конкурс «Senior» открыт для учащихся средних и старших классов. школы Младшим школьникам рекомендуется участвовать в конкурсе 3DBUM Junior. школы . Призы за победу в конкурсе. школа Участники, получившие оборудование для лаборатории 3D-печати и занявшие призовые места, получат дополнительные баллы для поступления в такие вузы, как Московский технический университет, Университет «Станкин», МИСиС, Московский институт аэронавтики и другие вузы. Кроме того, если у участников нет собственного оборудования, то производство их продукции осуществляется с помощью ресурсов этих вузов. Это означает, что для участия в конкурсе не обязательно иметь 3D-принтер. в школе Узнайте больше о соревнованиях на официальном сайте.

Существует отделение международного конкурса WorldSkills International — Juniorskills. Основная цель конкурса — познакомить школьников с различными профессиями. Одним из навыков конкурса является механическое проектирование в программах CAD. Перед конкурсом проводится образовательный семинар, на котором студентов учат работать с программами CAD, а затем они должны спроектировать готовое изделие в соответствии с требованиями конкурса. Подробнее о конкурсе можно прочитать на официальном сайте.

В то же время существует «Всероссийская олимпиада по 3D-технологиям»; с 2015 года эта олимпиада проводится ежегодно; в ней могут принять участие учащиеся 7-11 классов; сама олимпиада требует от учащихся в течение двух дней спроектировать и создать продукт на основе заданного технического задания. Сама олимпиада требует от учащихся спроектировать и создать продукт на основе заданной технической работы в течение двух дней. Основными отличиями от других конкурсов являются очень короткие сроки и двухэтапная структура. Первый этап, городской, открыт для всех студентов. Победитель городского этапа получает право участвовать во всероссийском, который проходит на территории детского лагеря. Для получения более подробной информации об олимпиаде посетите официальный сайт профсоюза. 3D образования .

3D-печать в университетах

Как и другие высшие учебные заведения, здесь можно получить профессиональную степень в области трехмерной печати. образования Кроме того, обучение технологии трехмерной печати проводится на профессиональном уровне. Во многих технических университетах есть отдельные занятия, полностью посвященные 3D-печати и 3D-моделированию, а в некоторых школах этому посвящены отдельные уроки. Но помимо этого существуют соревнования и чемпионаты. Например, международный чемпионат WorldSkills; как и вышеупомянутый Juniorskills, этот чемпионат имеет сектор «промышленного планирования», где молодым специалистам предлагается продемонстрировать свои навыки объемного моделирования.

Многие компании, разрабатывающие профессиональное программное обеспечение для 3D-моделирования, смогут принять участие в образовательных стажировках. АСКОН, основным ростом которой является САПР Компас-3D, предлагает бесплатные лицензии на период обучения.

Нынешняя ситуация

Как видно из предыдущих примеров, 3D-печать начинает в образовании И большая промышленность. Однако войти в мир 3D-технологий очень просто. Однако интерес людей к этой сфере только растет. По данным одного социального опроса, 51,7% респондентов интересуются технологией 3D-печати. Это связано не только с многочисленными заголовками новостей, но и с сарафанным радио, так как 3D-принтеры теперь можно увидеть во многих местах. То, для чего используются 3D-принтеры, менее важно, но их присутствие в повседневной жизни людей более важно.

Перспективы развития

Как уже говорилось выше, сейчас необходимо усилить темпы подготовки учеников и студентов в этой области, чтобы подготовить новых специалистов. США уже импортируют и активно используют образования В США уже появилась методика STEM (Science, Technology, Engineering and Math). Основой этой методологии является изучение прикладной науки, а не преподавание самой науки. применения наук.

Эквивалентом этой методологии является введение инженерных курсов. в школы . Они уделяют больше времени изучению науки и добавляют курсы, посвященные практике применением технологии. Пока, однако, проект находится на начальной стадии. Учитывая большой успех проекта, не будет преувеличением сказать, что развитие этой методологии только улучшит систему образования дать возможность студентам выбрать профессию и начать узнавать о ней больше. в школе для дальнейшего расширения их знаний в этой области.

Эксперт по 3D оборудованию

Специалисты с более чем 10-летним опытом работы в области аддитивных и субтрактивных технологий, 3D-оборудования и станков с ЧПУ.