Projekt byl realizován jako volnočasová aktivita pro žáky devátého ročníku (převážně s žáky zaměřenými na chemii a technické obory).
Žáci před realizací projektu nedisponovali žádnými speciálními znalostmi z oblasti 3D tisku.
Žáci po absolvování projektu dokážou objasnit geometrickou strukturu vybraných krystalových mřížek. Škola v rámci projektu získá modely krystalových mřížek pro využití v hodinách přírodopisu a chemie.
Projekt jsme pojali jako seznámení žáků se základy 3D tisku.
Úvodní hodina
Žáci se seznámili s principem 3D tisku a dostupnými online zdroji 3D modelů. Následně si každý sám zvolil volně dostupný model, na kterém jsme se seznámili s používáním PrusaSliceru.
Úvod do 3D modelování
V tomto dvouhodinovém bloku jsme se zaměřili na základní pojmy a logiku ovládání programu Fusion (sketchování, extruze, modifikace tělesa, export pro tisk). Žáci si pod vedením vyučujícího vymodelovali vlastní přívěšky na klíče. Pracovali jsme tak, že vyučující modeloval na tabuli a žáci jeho postup napodobovali a modifikovali si jej podle vlastního přání a požadovaného výsledku.
Modelování krystalové mřížky
Žáci si sami na základě učiva z přírodopisu zvolili, jakou krystalovou mřížku chtějí modelovat (zvolili chlorid sodný). K tomu si zjistili potřebné informace (prostorová orientace, atomové poloměry).
Doporučuji finální mřížku nakreslit na tabuli. Mřížka se skládá z různých typů „atomů“. V případě chloridu sodného jsou to dva prvky. Každý atom prvku se tiskne ve 4 modifikacích (atom s šesti otvory do středu mřížky, atom s pěti otvory a značkou prvku na stěnu mřížky, atom se 4 otvory na hranu mřížky a atom se třemi otvory do rohu). V případě NaCl máme různou práci pro 8 žáků.
Pracovali jsme obdobně jako v úvodní hodině. Vyučující předváděl a vysvětloval postup, žáci si jej přizpůsobovali „svému“ modelovanému atomu.
Ve finále si každý žák spočítal, kolikrát se jeho modifikace ve finální mřížce bude vyskytovat. Plánovali jsme vytvořit model o rozměrech 5x5x3 atomy, ale nakonec (z důvodů, které jsou uvedeny v části kompletace) jsme vytvořili pouze model o rozměru 5x5x2 atomy.
Kompletace
Koule jsme při slicování řezali na poloviny a následně lepili dohromady. To se ukázalo jako chyba. Při lepení došlo k různě velkému pootočení obou polokoulí vůči sobě, takže otvory pro zasunutí spojovacích tyček nebyly přesně kolmé.
Z toho důvodu jsem do návodu doplnil kroky, kterými je možné rozpůlení koule provést již ve Fusionu360 a současně do vzniklých polokoulí vytvořit otvory, které umožní přesné sesazení. Do otvorů na ploše ke slepení se před nanesením lepidla vloží kulatina o průměru 2 mm a délce 5 mm.
Polokoule z materiálu PLA jsme lepili lepidlem Lepidlo UHU Hart Kunststoff. Lepidlo naprosto předčilo očekávání, a i při poměrně násilné kompletaci modelu se rozlepilo pouze pár spojů.
Vzniklé koule jsme barvili akrylovou barvou, což se ukázalo jako špatná taktika. U dalších modelů určitě objednáme filament v příslušné barvě. Značky prvků na atomech je vhodné obtáhnout pro zvýraznění černou fixou.
Nejnáročnějším bodem byla kompletace. Pro spojování jsme použili nerezovou kulatinu d = 3 mm nařezanou na délku 5 cm. Většinou šly kousky kulatiny zasunout přiměřenou silou, je vhodné mít po ruce aku vrtačku s vrtákem 3 mm a některé hůře vytištěné otvory protáhnout vrtákem. Doporučujeme přidávat atomy po vrstvách, aby se předešlo zasouvání kulatiny do otvorů pod úhlem.
The author hasn't provided the model origin yet.