Dílenský svěrák

Technicky zaměřené obory, technické školy, technické kroužky

Studenti musí ovládat základy modelování součástí, tvorbu sestav z jednotlivých dílů. My jsme model vytvářeli v prostředí Autodesk Inventor. Je nutné ovládat prostředí náčrtu, včetně kótování, vazeb apod. Dále se zde využívají funkce jako vysunutí, rotace, spirála, pole a další. V sestavách se potom využijí vazby, omezení vazeb v určitém rozsahu, animace vazeb, kontrola kolizí... Pro samotný tisk je zapotřebí umět jednotlivé modely vyexportovat ve formátu STL a v programu Prusaslicer umět připravit program pro 3D tiskárnu. Dále je zapotřebí umět ovládat samotnou obsluhu tiskárny. V poslední řadě je potřeba práce se šroubovákem ke smontování jednotlivých dílů.

Cílem celého projektu bylo v CAD softwaru navrhnout a vyrobit pomocí 3D tisku a spojovacího materiálu stolní svěrák. Žáci museli zkonstruovat svěrák vhodných rozměrů k mini-dílničce, kterou jsem zmiňoval výše. Hlavním cílem bylo prohloubit znalosti a dovednosti získané v předchozí výuce. Museli si vytvořit 3D modely jednotlivých komponent s ohledem na snadný tisk, ideálně bez podpor. Následně bylo nutné z jednotlivých dílů poskládat virtuální sestavu, ověřit smontovatelnost, prověřit, zda mezi jednotlivými díly nejsou kolize apod. Následně bylo cílem seznámit žáky detailně s prací v softwaru Prusaslicer a přípravou G-kódu pro 3D tiskárny a samozřejmě samotný 3D tisk. Nakonec si sami žáci ověřili, jak pracovali a sestavu si smontovali.

-běžné vybavení IT učebny -běžné dílenské nástroje – šroubovák PZ, zalamovací nožík, popř. brusný papír -3D tiskárna -Strojnické tabulky -spojovací materiál: -vrut 3,5x30 6ks (čelisti) -vrut 3,5x70 1ks (vratidlo + závitová tyč) -vruty 3,5x50 6ks (matice + tělo svěráku) -vruty 3,5x60 7ks (pohyblivá čelist + kryt závitu) Zde by bylo výhodnější jednotlivé komponenty upravit, aby bylo možné použít vruty o stejné délce pro všechny spojované součásti. Problém by mohl nastat u spojení čelistí s tělem svěráku, kde není na delší vruty dostatek místa.

Před zahájením projektu je potřeba si sehnat potřebný materiál, v tomto případě se jedná pouze o vruty ke spojování jednotlivých dílů. Práce na samotném modelování může trvat mezi 6-8 vyučovacími hodinami, podle šikovnosti žáků a jejich schopnosti samostatné práce v modelovacím softwaru. Po tisku není třeba nijak zvlášť jednotlivé díly upravovat, pouze odstranit případné stringování a drobné nedokonalosti. S montáží by se to mělo zvládnout v 1 hodině. Celkový čas tisku jednoho svěráku je tedy přibližně 110 hodin.

1. Projekt je určen pro žáky spíše technického zaměření. V případě, že bude použit u jiného zaměření, je dobré si nejdříve ověřit jak takový svěrák vůbec pracuje a jaká je jeho konstrukce. 
2. Shrnout a popsat, jak by měla konstrukce takového svěráku vypadat. Popsat jaké by měl mít parametry, vysvětlit účel a funkci jednotlivých součástek. 
3. Promítnout zadání projektorem na plátno, případně vytisknout a rozdat každému ze žáků. V rámci zadání je vhodné jim ukázat různé typy svěráků a ujasnit si, kterou konstrukční variantu zvolí. Lze jim i ukázat výkres sestavení tohoto svěráku, jako inspiraci. 
4. Je dobré připomenout zásady modelování dílů určených pro 3D tisk (vůle, rozměry otvorů pro šrouby, modelovat, aby se tisklo ideálně bez podpor apod.) 
5. Předpokladem je, že žáci již umí pracovat s 3D CAD softwarem, takže by měli začít samostatně pracovat. 
6. Učitel by měl průběžně kontrolovat práci žáků a případně jim pomoci s technickými věcmi či modelováním.
7. Je potřeba zmínit práci se Strojnickými tabulkami – zde je nutné najít si rozměry závitů pro závitovou tyč. My jsme použili metrický závit, z důvodu již dříve ověřené snadné tisknutelnosti. Stoupání závitu je dobré volit co největší, například 3 nebo 4 mm, klidně i více. 
8. Při modelování matice a závitové tyče je nutné zohlednit výrobní nepřesnosti a smrštivost materiálu, tudíž matice musí být vyrobena s větší vůlí oproti šroubu, než uvádí Strojnické tabulky. 
9. Je nutné, aby jednotlivé díly žáci poskládali do sestavy a ověřili si smontovatelnost popřípadě kolize apod. 
10. Po dokončení modelování je potřeba žákům ukázat práci se Slicerem a přípravu G-code. 
11. Je nutné kontrolovat, co žáci nastavují, aby se zamezilo zbytečným chybám a plýtvání materiálu při tisku. 
12. Následně nahrát programy na SD kartu a díly vytisknout. 
13. Vzhledem k dlouhým tiskovým časům je potřeba, aby vyučující vytiskl zbývající díly do další hodiny.
14. Smontovat jednotlivé díly a tím ověřit návrh. 
15. Zhodnocení funkčnosti dílu, diskuze o možných vylepšeních apod.