Zdící sestava z keramických tvárnic

Studenti se učí pracovat s novými technologiemi. Při návrhu rozvíjí své prostorové vnímání. Vytvořená stavebnice bude sloužit při výuce odborných stavebních předmětů jako zmenšenina skutečného zdícího systému. Současný základ slouží jako cvičení vazeb jednotlivých vrstev zdiva a uvědomění si výškové a délkové modulové koordinace. Projekt je realizován s žáky 2. ročníku střední školy. Věk žáků je cca 17 let. Projekt je možné zvládnut i s nižšími ročníky za předpokladu, že samotná tvorba zdících prvků bude realizována s velkým přispěním vyučujícího.

Studenti by měli být ovládat základní funkce programu Fusion 360, popř jiných programů podobného typu, samostatně převádět na stl soubory a následně pomocí programu PrusaSlicer transformovat 3D model na gcode. 

Pro následné skládání modelu je potřeba elementární schopnost skládat stavebnice typu LEGO

Studenti se učí pracovat s novými technologiemi. Při návrhu rozvíjí své prostorové vnímání. Vytvořená stavebnice bude sloužit při výuce odborných stavebních předmětů jako zmenšenina skutečného zdícího systému. Současný základ slouží jako cvičení vazeb jednotlivých vrstev zdiva a uvědomění si výškové a délkové modulové koordinace.

Běžné IT vybavení s 3D tiskárnou. Programy pro tvorbu 3D modelů (např. Fusion 360) a PrusaSlicer.

• 1 - 2 hodiny přípravy nepřímé pedagogické činnosti. Vhodný výběr realizovaného objektu dle projektové dokumentace (pozor na správnost výškových a délkových modulů). Výběr vhodného zdícího materiálu v katalozích výrobců a informace o jejich výrobních rozměrech. Rozmyšlení si, pochopení práce a nastavení systému spojování lego.
• 2 x 45 minut - vytváření si projektové dokumentace jednotlivých prvků v projekčním programu typu CAD, součástí je i návrh spojovacího systému typu lego
• 2x 45 minut - základy práce v programu Fusion 360 či podobném programu, převod na stl soubory a nastavení tisku v programu PrusaSlicer
• 2x 45 minut - zhotovení 3D modelů dle zhotovených návrhů jednotlivých potřebných prvků, předpokladem
• tisk prvků pro sestavení modelu (samotný tisk modelu zabere více času, je potřeba s tím počítat)
  • cca 135 ks základních tvárnic (á = 23 m → cca 51h)
  • cca 18 ks polovičních tvárnic (á = 17 m → cca 5h)
  • cca 4 ks překladů dl. 1250 mm pro okno sv. 1000 mm (á = 24 m → 1,5h)
  • podstava - základová deska tl. 100 mm (á = 2h)
  • stropní konstrukce tl. 250 mm (á = 5h)
  • podlaha 1NP tl. 200 mm (á = 11h)
  • podlaha 2NP tl. 100 mm (á = 49 min)
• 1x 45 minut na sestavení modelu dle projektové dokumentace v zadaném rozsahu.

Při tomto pracovním postupu předpokládáme, že žáci již absolvovali výukové hodiny na ovládání programu pro tvorbu 3D modelů (např. Fusion 360). V rámci časových úspor jsme tuto sestavu omezili na obecné zjištění konstrukčních výšek a vybrali jsme dílčí úsek z již hotové projektové dokumentace. Tento postup se dá aplikovat i na získávání dalších 3D modelů zdících prvků dle katalogu a následně vytvořit i celý model hrubé stavby objektu. Chce to jen čas na tisknutí a tvorbu prvků.

1. Žáci přihlášení do kroužku 3D tvorby jsme si rozdělili do skupinek po 2. Výhodou je osvojení si práce ve skupinkách a vzájemná tolerance při názorových rozdílech.
2. Představíme záměr projektu (pokud jste to doposavad neudělali) a rozdáme do skupinky předlohy katalogy Heluz (možno tvořit i z jiných dostupných katalogů) https://www.heluz.cz/files/Technicka-prirucka-pro-projektanty-a-stavitele.pdf

3. Žáci v rýsovacím programu vytvoří návrhy na zjednodušené modely zdicích prvků s možností propojení systémem LEGO. Pedagog průběžně kontroluje jejich práci a odpovídá na dotazy ohledně řešení vhodnosti jednotlivých LEGO spojů.

4.  Své návrhy prezentují na výkresech A4, kde si osvojují základy prezentace výkresů a tisk výkresů do pdf formátu.

Tato práce nám zabrala cca 2 vyučovací hodiny a výsledkem byl výstup výkresu v pdf.

5. V dalším bloku 2 hodin žáci vymodelují dle zhotovených výkresů modelují jednotlivé prvky zdících prvků. Předpokládáme, že žáci zvládají základy práce ve Fusion 360, které se naučili v předešlých hodinách kroužku modelování ve 3D.S učitelem konzultují vhodné orientace modelu při postupu tvorby. Učitel kontroluje jejich postupy práce a je nápomocen při řešení nastalých problémů a chyb.

6. Žáci postupně vymodelují všechny potřebné prvky a pod vedení učitele převedou všechny prvky na .stl soubory 

7. Soubory ve formátu .stl postupně pomocí programu PrusaSlicer převedeme na formát .gcode. Ponechali jsme základní nastavení tiskárny, rychlost tisku a tl. vrstev jsme nastavili na tl. 0,2 mm QUALITY. Podpory při správné orientaci bloku nejsou potřeba.

Vzhledem k časové náročnosti tisku žáci tisknou potřebné prvky v průběhu času stráveného ve škole. V průběhu přestávek mezi hodinami chodí kontrolovat tisk a popř. zadávat další tisk prvků.

8. Po vytištění si žáci vyzkoušeli sestavit model dle požadovaných parametrů.

Model je možné v rámci navýšení počtu hodina rozšiřovat o další prvky zdícího systému a postupně sestrojit model hrubé stavby objektu (např. RD), což máme v plánu.