用工程师工具培养学生,英国Apple杰出学校引进Raise3D E2实践创新教学方案

3D打印资讯
2021
12/07
09:30
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引言:博顿学校男子小学(Bolton School Junior Boys)的设计和技术老师 Aaron Winstanley(以下简称Aaron) 最近为他的学生们引进了Raise3D E2打印机,作为一位已经拥有3D打印经验的使用者,Aaron被这款高打印质量,高稳定性,主要应用在工业制造领域的3D打印机所折服。在经过8周的打印体验后,他将自己在使用E2进行创新教学时的心得体会总结下来。

博顿学校Bolton School 始创于1516 年,是一所全日制私立学校,也是英国最大的私立学校之一。目前在校生约2400 名,包括共同的教育幼儿园和小学,单一性别教育的初中和高中。博顿学校是一所“Apple杰出学校”,这意味着该校重视创新与科技,擅于利用先进的现代技术进行教学,并为学生提供丰富的,高品质的现代化教学工具。

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△博顿学校教学互动图(图片来源:博顿学校)

Raise3D E2的到来对我们maker-space创意空间来说,是一个巨大的惊喜。它不仅拥有符合工业制造标准的高品质打印质量,还易操作。其独立双喷头系统的设置,为学生们带了更多创新与设计空间。Raise3D E2帮助我更好的培养学生创新能力以及提高他们对数字化生产的认知。在此之前,学校里已经配置了两台Dremel 3D40 flex机器,我们曾经以为已经找到了最完美的3D打印机,直到Raise3D E2的到来。

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开箱即有惊喜

当拆开Raise3D E2的包装时,我惊喜地发现这款用于工业制造领域,拥有出色打印质量的3D打印机,安装过程竟如此简单。没有任何慌乱的操作,我们在几分钟内便设置好机器并使用USB开始打印。

在E2的包装盒里有一系列工具,包括用于拆除支撑结构的镊子、用于安全处理加热后打印底板的耐热手套等等。Raise3D非常贴心的站在了首次使用3D打印机的用户角度去考虑,尤其对于我教师这样的角色来说,他们不仅让机器的设置与操作变得清晰明了,同时还考虑到很多关于安全,关于用户体验等细节问题。

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在首次启动机器时,我参考了Raise3D为用户准备的,细致到每一步的用户指南。从如何拆卸安全卡扣到如何启动机器进行打印测试,都有详细的说明与图示。为了更好的让用户进行机器测试,Raise3D还附赠了两卷PLA耗材以及一个装有测试模型的USB。我按照指南上的步骤,清晰地启动了新机器并成功的进行了打印测试。

当打印机设置好后,我开始考虑如何将这款机器的优势最大的发挥出来,尤其是针对创新教学这一块。

丰富的打印应用

Raise3D E2 在创意空间里已经连续不停的工作了8周,在此期间,我们用它完成了不同的打印项目。它可以打印耗时30分钟的简单模型、也可以打印耗时35小时的复杂模型、独立双喷头系统可以支持单色和双色打印,除此之外,它还可以兼容多种类型的耗材。

强大的功能,稳定的打印质量,易操作,让不同阶段的学生都能根据不同的设计需求,灵活地使用着E2。

三年级的学生特别喜欢E2的IDEX独立双喷头系统,不同于以往在使用Dremel时的单色打印,学生们用E2进行了双色打印。他们将E2以及Einscan SE 3D扫描仪结合使用,来创作自己的圣甲虫。就像他们之前在大英博物馆的体验活动一样,他们首先对圣甲虫进行扫描,然后再使用E2,定制出自己创作的复制品。

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△学生打印的双色圣甲虫部件

四年级的学生则利用在设计与科技课程中学到的TinkerCAD技术,设计制作了自己的钥匙圈。

以上这两个课程任务都需要在很短的时间内完成,但对E2的打印速度来说,按时完成任务没有任何问题。除了高效的打印速度,还有一方面让我印象很深刻,那就是当我们用ideaMaker进行切片时,软件给到的预估时间也很准确。这对我做不同课程的计划时,非常有用。

五年级的学生一直在学习智能科技、现代新型材料以及设计课程。学生们利用E2对多种材料的兼容性,设计打印了不同材质的样件:一些学生使用E2打印制作多晶型材料制作模具,而另一些则使用E2打印会随着温度变化而变色的热变色材料,制作样件。

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△学生使用热变色材料打印的样件

六年级的学生利用E2 330mm x 240mm x 240mm的大尺寸打印,制作了支架,创作了一个迷你绿幕背景,用于定格动画电影的制作。

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△学生打印的迷你绿幕支架

稳定的打印质量

在使用3D打印机进行教学时,保障大量样件打印质量的稳定性是非常重要的。而作为样件的“基底”,首层打印是否稳定会直接决定打印是否成功。我以往使用的3D打印机底板粘性不够,经常导致打印失败。

在引进E2之后,我发现他们从各方面提高了材料与底板的附着力。当我需要打印又高又薄的样件,在进行切片时,ideaMaker就开始提示我多增加底层结构以保障首层结构的稳定性。除此之外,ideaMaker还会根据不同的材料特性去设置底板的温度,以提高材料与底板的附着力。

正如我最近为校园比赛设计打印的Sphero Bolt保龄球瓶,即使是又高又薄的中空结构,首层与底板依然具有良好的附着力。在打印完成后,打印平台还会迅速冷却,降低了取样件时被高温烫伤的风险。

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△E2打印的保龄球瓶

稳定便捷的耗材设置

在需要更换耗材时,E2方便的操作也让我感觉到十分便捷。我们可以从两端轻松拧下和移除导管,很容易的就能将耗材设置好。我还非常喜欢E2两侧封闭式卷轴装置的设计,这两个封闭式的设计可以使打印机周围区域保持整洁干净,尤其对于一些人多的教室或者使尘土飞扬的车间来说。除此之外,我还特别喜欢E2顺滑的挤出系统,这样可以保障耗材均匀的被挤出,使打印变得更流畅与稳定。

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数字化远程管理

作为一间Apple杰出学校,我们的每一位学生都配有专属的ipad。为了让他们更好的体验数字化的魅力,我也一直在寻找可以将打印流程一体化,并可以让学生在他们ipad上进行操作的3D打印解决方案。在我熟练使用E2后,我开始尝试它的远程管理系统RaiseCloud。

RaiseCloud的连接与设置都很简单,我让学生们利用自己的ipad对E2进行在线管理,快速实现打印任务。

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RaiseCloud的用户体验也非常好,它带有大而清晰的图标与按钮。在六年级学生打印制作绿幕支架时,即使他们已经放学回家,依然可以通过RaiseCloud远程观察学校创意空间里的实时打印情况。

E2的实时延时摄影功能也是我周末在家远程监控长时间打印的好方法。此录像功能不仅能让我实时了解打印进程,其录像视频还能辅助我的教学活动。

符合工业制造的高精度打印

在使用E2的这段时间里,从精密度,打印成功率以及耗材性能表现上来看,我们打印的每一个样件都具有优异的打印质量。在切片时,我使用了一系列不同的预设配置文件,但即使在我尝试着将不同选项混合设置后,E2的打印质量依然很稳定。

我曾经使用E2打印过一些带有复杂曲线的模型,当我把模型导入ideaMaker时,系统会自动帮我生成支撑结构。这些支撑结构的设计既达到了对模型的支撑作用,还易拆除,在清除支撑后,我能得到一个光滑的支撑接触面。

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进阶版教学工具

对于教育行业来讲,引进Raise3D E2这款应用在工业制造的3D打印机,是对创新教学进阶版的补充。

它高精度的打印质量,兼容多种材料,从打印机到软件一体化的生态链,非常适合更高年级的GCSE和A-level课程、原型设计等项目。

有了E2后,我的课程设计丰富了起来,不再像以前一样只做基础的打印课程。作为一名教师,我非常希望能给学生提供更广阔的创新体验。E2优异又稳定的打印质量能帮助学生们更好的实现他们的创新设计,并激励着他们的信心,一位三年级的学生在使用E2后,更是称它为“魔法盒”。Raise3D E2是一款我认为接近于完美的3D打印机,我能通过它让学生们更好的去认识先进的数字化制造领域。






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