Szakmai Beszámoló NTP-MTTD-16-0373

Az informatika, a modellezés és az additív technológiákkal történő anyagmegmunkálás rohamosan fejlődő világa az iskolai tehetséggondozásra is erős motivációs tényezőként hat. Korunk technikai fejlődése újabb és újabb kihívások elé állítja a leendő mérnököket, a képzőművésznek készülő, innovatívan gondolkodó diákokat és a velük foglalkozó pedagógusokat is. Iskolánk hosszú távú célja egy gyakorlat orientált, külső piaci szereplőkkel és felsőoktatási intézményekkel szorosan együtt működő olyan 3D-s tervező és kivitelező labor létrehozása és üzemeltetése, mely hozzásegíti a mérnöki irányba továbbtanulni szándékozó diákok pályaválasztási orientációját, és elősegíti a későbbi tanulmányaik gondos megalapozását.
Korábbi nyertes NTP-s pályázataink során folyamatosan ezen cél érdekében munkálkodtunk, így nyertünk korábbi pályázatok keretében egy 3D-s nyomtatót, és kezdtük meg a diákok ez irányú képzését.
Jelen programunkban igazán XXI. századi technológiákat, az otthoni termék gyártás témáját jártuk körül. A program tematikája a gyártás teljes folyamatának végig követése, lefedése volt. A tantermi foglalkozások során a résztvevők térérzékelési, térlátási, téri tájékozódási és testalkotási képesség fejlesztésen vettek részt, valamint a modellezéshez szükséges matematikai háttérismereteiket mélyítettük el náluk különböző matematikai érdekességeken keresztül (pl. sík és felületlefedési problémák. Ezzel párhuzamosan a diákok megismerkedtek négy különböző 3D-s modellezési módszerrel különböző szoftverek segítségével. Elsajátították a megalkotott modelljeiknek az iskolánkban megtalálható MakerBot Replicator 2-re való konvertálását, és a 3D-s nyomtató használatát. Megtanulták az ezen pályázat keretében elnyert 3D-s szkenner használatát.(Tinkercad, Autodesk Meshmixer, Autodesk Fusion és Open Scad)
Majd a foglakozások második felében a diákok díjakat terveztek az iskolánk által szervezett helyi és megyei versenyekre, továbbá megterveztek a tanórákon is használható bemutató modelleket. A tanórai foglalkozások során még az általánosan elterjedt additív és szubsztraktív gyártási módszerek elméletét is megismerték, ezzel is elősegítve a későbbi előadások megértését.

Az Neumann János Egyetem Anyagtechnológiai tanszékén tett üzemlátogatás során megismerkedtek a diákok a műanyagkészítés és megmunkálás módozataival, az elkészült műanyagok jelenlegi problematikáját jártuk körül. A különböző technikákkal való 3d-s tervezési folyamatokat ismertettük meg a diákokkal. A 3d nyomtatókba használt filament szálhúzóval történő előállítását, különböző adalék anyagok belekeverésével történő műanyag tipizálása nagyon rávilágított a PLA, ABS és egyéb polimerek felhasználhatósági kritériumaira. A különféle műanyagok sokrétű ipai, oktatási és magáncélú felhasználása egyértelművé tette a gyerekek számára, hogy néhány év múlva a mindennapi éltet területén elengedhetetlen kellékeként fogjuk használni a 3d-s modellezés során elkészült tárgyakat. A műanyagok különböző tulajdonságvizsgálatát az akkreditált hitelesített laborban Bata Attila (egyetemi oktató) demonstrálta. A diákok nagy figyelemmel követték végig a labor bemutatását és a demonstárciókat.

A kétnapos utunk először az ELTE matematikai tanszékére vezetett, ahol Holló-Szabó Ferenc tanár úr tartott előadást a diákoknak Szemléletes matematika címmel. Ezt követően A FreeDee Printing Solutionsba látogattunk el, ahol Szabó Péter előadásából tudhattuk meg a jelenleg legmodernebb 3d technikákat. Megdöbbentek a diákok a sok 3d nyomtató láttán, hogy melyiket milyen célra használják fel a Mercedes gyár ajtózsanér védő masszív kupak nyomtatásától az életnagyságú szerszám minta előnyomtatásáig. Többen elérzékenyültek, amikor a E-NABLE projektet mutatták be (csonka végtagú gyermekek számára, hiányzó végtagjaik pótlására történő önkéntes nyomató projekt). Másnap a Rihno tervező program használatát próbálhattuk ki a Leopolly szoftverkészítő cégnél. Délután az Ultimaker 3 2 fejes object nyomtatót teszteltük.

A scannerrel legelőször iskolánk névadóját Katona Józsefet digitalizáltuk, és a meshmixer programmal finomítva elkészítettük az első 3D nyomtatott “Józsit”, melyet még sok társa követett, hiszen végzős 13.E osztályos diákoknak a ballagó tarisznyájába egy ilyen kis évszámmal ellátott mini-szobor is került. Ezt kihirdetve a különböző szociális weboldalakon, sorjával kaptuk az igazgatói kéréseket más-más iskolákból, hogy az Ő névadójukat is hasonló képen szeretnék átadni a diákjaiknak/tanáraiknak.

Pályázatunk legfontosabb eleme, hogy igazából egy interdiszciplináris pedagógiai folyamat zajlik. A műszaki, természettudományos és műszaki kompetenciák erősítése mellet gyakorlati és esztétikai elemekkel is bővül tudományos palettánk. Szakmailag fontosnak tartjuk, a vizuális elemzőkultúra fejlesztését is. Ezért a csoport összeállításánál figyelembe vettük, hogy különböző területeken ügyes gyerekek kerüljenek össze és alkossanak egy hatékony alkotóközösséget.

Ráadásként a Kecskeméti rajzfilmstúdióval sikerült kialakítanunk egy kölcsönösen előnyös együttműködést, és a diákoknak megmutatták a mozgatható 3d-s modellek készítésének titkát egy üzemlátogatás keretében, melyen átadtuk a rajzfilmstúdió által megrajzolt "Cigánymesék" sorozat egyik bábjának (egy 3 fejű sárkánynak) 3d-s nyomtatóval kinyomtatott verzióját az őt "életre keltő" és animáló rajzolóknak.

Örömmel állapítottuk meg, hogy a program nagyon sikeresen alakult. A program zárásaként megtartott összegző beszélgetésen a résztvevő diákok mindegyike úgy érezte, hogy sokat tanult a program során, olyan új lehetőségekkel ismerkedett meg, amire nem is gondolt volna.