Modelování těles pro výuku stereometrie

Projekt je určen pro výuku 3D modelování v 2. ročníku SŠ.

Cílovou skupinou, která bude pomůcku používat je 3. ročník SŠ v hodinách matematiky.

Pro tvorbu projektu se předpokládá pokročilejší úroveň modelování, jelikož lze celý projekt realizovat na části, které musí být vzájemně kompatibilní.
Především je nutné se zaměřit na tyto oblasti:
- Parametrické modelování (tvorba modelu podle přesných rozměrů)
- Zarovnání a orientace částí modelu
- Pokročilé slučování modelů (vzhledem k menším styčným plochám je třeba zajistit dostatečnou pevnost)
 

Cílem projektu je seznámit žáky s modelovacím prostředím TinkerCad, ve kterém si osvojí základní pravidla v 3D modelováním. Vymodelované díly slouží ke stavbě 3D modelů základních geometrických těles

Žáci se naučí přesnému modelování, jelikož jednotlivé dílky do sebe budou přesně zapadat. V rámci rozšiřujícího zadání pro žáky, kteří zvládnou základní modelování, navrhnou kloubové spoje, díky kterým bude stavebnice více variabilní.

Pomůcku lze využít, ve 3. ročníku SŠ, v hodinách matematiky. 

HW: 3D tiskárna, běžné vybavení IT učebny (PC a projektor), pravítko, posuvné měřítko (pouze pro nový návrh)

SW: Tinkercad, PrusaSlicer

Před započetím samotného projektu je nutné žáky seznámit s Tinkercadem, ve kterém se naučí základní manipulaci a práci s objektem. Pro tuto aktivitu je třeba vyhradit minimálně 1, ideálně 2 vyučovací hodiny. K osvojení základní manipulace s objekty je vhodné využít tzv. skládacích modelů (lidská kostra, kostra dinosaura).

Následná tvorba projektu, ve které byly navrženy základní modely, zabrala 4 vyučovací hodiny. Tvorba kloubových dílů zabrala další 4 hodiny.

Uváděné časy předpokládají rychlé osvojení programu. Vzhledem k rozlišné úrovni žáků během hodiny předpokládejme dvojnásobný čas.

V rámci návrhu a případné úpravě rozměrů modelu se osvědčilo vytisknout zkušební vzorky s minimální výškou. Díky tomu se ušetřil “tiskový” čas při zkušebních výtiscích.

Výsledné tisky byly sjednoceny tak, aby se na tiskovou plochu vešlo co nejvíce vrcholů.

Nastavení: 0,15 mm QUALITY Prusament PLA, 15% výplň

Průměrný čas tisku plné tiskové plochy se pohyboval kolem 9h - 12h. 

Tisk jednoho dílu se pohyboval kolem 3h. 

• Seznámit studenty s cílem projektu
• Pro bližší představu předvést na začátku hodiny drátěné modely
• Pedagog zajistí nákup spojovacího materiálu a dřevěných tyček
• Ukázat základní principy modelování - slučování, zarovnání
• Pedagog vytvoří společně se studenty základní model ramene
• Správnou velikost modelu pedagog ověří pomocí zkušebního výtisku (ověření velikosti vnitřního otvoru, aby dřevěná tyčka pevně držela)
•  Pedagog připraví výčet jednotlivých tělese a variant jejich vrcholů
• Studenti si vyberou vhodnou variantu - dle svého uvážení v rámci svých schopností
• Studenti vymodelují vybraný vrchol a ověří zkušebním výtiskem
• Studenti připraví GCode pro sadu vybraných vrcholů, jejich počet je třeba k tvorbě jednoho tělesa
• Studenti své modely odevzdají pedagogovi
• Pedagog zajistí tisk dostatečného množství 

Přesný postup konstrukce je v přiloženém dokumentu

Tip: kvůli shodné orientace modelů je vhodné vytisknou jeden vrchol každého tělesa odlišnou barvou