Formikárium – výukové mraveniště

Do tohoto projektu je možné zapojit žáky druhého stupně základní školy při výuce Informatiky, resp. 3D modelování a tisku.

Vzhledem k náročnosti projektu je však jednodušší žáky rozdělit na menší pracovní skupiny, přičemž každá zpracovává dílčí část formikária.

3D modelování

Základy ovládání programového prostředí Tinkercad (příp. Sketchup), znalost základních těles (kvádr, válec, krychle, hranol), změna rozměrů, rotace a zarovnání těles, vytváření děr, sjednocení objektů, export objektů do .stl.

3D tisk

Základní principy tisku, orientace objektů před tiskem, základní orientace a ovládání programu PrusaSlicer, export do .gcode.

3D tiskárna

Bezpečnost práce s tiskárnou, práce s SD kartou, příprava podložky pro tisk, základní rozdělení filamentů (ABS, PLA), základní ovládání (výběr souboru, spuštění a přerušení tisku)

Celkový projekt je využitelný zejména v hodinách přírodopisu, pro názornou ukázku společenství, zvyků a života mravenců.

Běžné vybavení IT učebny s připojením na internet (potřeba online prostředí pro modelování), 3D tiskárna, filament, připravené krycí sklo (Rozměry podložního mikroskopické sklíčky jsou 25mm x 76mm x 1mm, je nutné s tímto rozměrem počítat při vytváření otvoru v těle spojovníku pro vložení sklíčka (bude volně vyjímatelné))

Soubory .stl a .gcode

• Formikárium M.stl
• Formikárium S.stl
• Tělo krmítka final.stl
• Zatka zkumavka.stl
• Zatka.stl

Příprava

Práce na projektu

Orientační čas tisku (PLA, rozměry 100 %, infill 15 %, výška vrstvy 0.2 mm) činí cca 8 hodin

Pokyny: 

Vyučující  

• vysvětlení projektu (záměr, cíl, …) 
• popis jednotlivých dílů potřebných k sestavení finálního modelu (rozměry, popis funkce v rámci projektu, …) – ukázka již vytištěného modelu  
• rozdělení modelů mezi žáky (jednotlivci, skupinky) – dle schopností žáků pracovat v daném modelovacím prostředí 
• průběžná kontrola při práci – upřesňování nejasností, rady, pomoc s obtížnějšími částmi spojených s daným modelem 
• zadání procvičování žákům nepracujících na projektu 

Žáci 

• práce jako jednotlivci (nebo jako skupinka) na přiřazeném modelu – dle jejich schopností 
• pokud žák nepracuje na projektu, je mi zadáno procvičování v modelovacím prostředí 
• radí se s vyučujícím nad případnými problémy 
• komunikují v rámci skupinky,  
• komunikace se spolužáky, kteří mají zadané dílčí modely projektu – kvůli následnému propojování jednotlivých modelů 
• dbání na přesnost práce 

Formikárium velikosti M 

Na vytvoření formikária M využijeme hranol, který upravíme na rozměry 103×63×16 mm (délka/šířka/výška). Dále musí být vzato v potaz, že podstava tohoto formikária by měla být trochu vyšší (v tomto případě 2 mm). Na vrchu bude do formikária zasazeno sklíčko, které pak bude následně připevněno pomocí šroubů, proto musí být vytvořen prostor pro toto sklíčko s rozměry 99×60×1 mm. Toto formikárium je tvořeno 12 komorami. Do formikária vedou 2 vstupy na obou delších stěnách hranolu (jsou naproti sobě). Tyto vchody jsou tvořeny válcem, který má průměr 10 mm. Mezi těmi vchody jsou 2 komory, které jsou propojeny vchodem (tvar válce). Dále je nutné vytvořit i vchody (propojení) mezi ostatními komorami. Umístění není pevně dané, ale mělo by být možné se dostat komorami z jedné strany formikária na druhou. Jednotlivé komory, tedy rozměry a tvary, je možné vytvářet dle vlastního uvážení. Během vytváření jednotlivých komor je důležité vzít v potaz i to, že do formikária je zasazeno a přišroubováno sklíčko, tedy je nutné vytvořit i plochy, kde budu sklíčko přišroubováno. Vzhledem k rozměrům je vhodné, aby těchto ploch bylo přibližně 6. 

Formikárium velikosti S 

Vytváření tohoto formikária má obdobný průběh, jako formikárium velikosti M, až na některé rozdíly. Využitý hranol upravíme na velikosti 63×43×16 mm (délka/šířka/výška). I zde bude dáno sklíčko. Prostor na toto sklíčko bude mít rozměry 61×41×1 mm. Formikárium má 9 komor, z toho je 7 komor propojených. Vstup je zde pouze jeden a ten má tvar válce o průměru 10 mm. Zde počítejme minimálně se 4 plochami, kde se přišroubujeme sklíčko k formikáriu.

Zátka

Pro propojení více formikárií je výhodné vytvořit i zátky a zátky s průchodkou.

Zátka se skládá z dvou kvádrů spojených k sobě. Větší z kvádrů o rozměru 18 x 5 x 16 je sloučený s menším o rozměrech 12 x 5 x 16. Oba objekty musí být zarovnané na střed, tím vytovříme „zuby“ pro zadržení zátky na místě. Následně takto vytvoříme „zářez“ v modelu. Pro snadnou manipulaci je vhodné „pevnou“ zátku vytvořit s rozměry o 0,1 mm menší. Zachováme tím těsnost.

Pro zátku s průchodkou vložíme válec-díru o průměru 5 mm.