Značky i/y pro výuku českého jazyka

Žáci prvního stupně ZŠ, kroužek Základy 3D tisku.

Základní předpoklady

Projekt je určen pro úplné začátečníky, žáky 1. stupně.  Pro zdárné dokončení projektu je třeba základní znalost práce na PC, ovládání pomocí klávesnice a myši. Dále je třeba ovládat základní matematické počty, umět pracovat s převody jednotek cm / mm, desetinnou čárkou a úhly.

Skica

Pro návrh skici je dobré umět měřit, ať už pravítkem, nebo posuvným měřítkem. Zadání pro skicu bylo navrhnout velikost značek tak, aby se vešly obě značky i/y současně na tiskovou podložku Original Prusa MINI+.

Modelování v 3D

Pro 3D modelování v Tinkercad musí žáci znát základní orientaci v prostoru pomocí os X, Y, Z, vložit základní tvary a jim nadefinovat rozměry a polohu. Každá značka se skládá ze čtyř tvarů (válec, kvádr, text i/y a í/ý. Žák musí umět tyto tvary pomocí nástrojů v Tinkercad Zarovnat, dále Seskupit (případně Zrušit seskupení). Po vytvoření první značky, je druhá vytvořena kopií té původní a modifikací textu. Na závěr modelování musí žáci zvládnout export modelu do .STL souboru a přejmenování konečného souboru na disku.

Prusa Slicer

Pro přípravu tisku jsou potřebné základní znalosti programu Prusa Slicer, orientace v prostředí, vložení modelu na podložku, orientace modelu, výběr základních parametrů tisku, slicování a kontrola vrstev a export G-code na USB disk.

Tisk

Pro samotný tisk postačuje znalost zapnutí 3D tiskárny, zavedení filamentu a spuštění tisku uloženého modelu z USB disku. Je dobré znát i základní princip 3D tisku, pohyb os a seznámit žáky s bezpečností - horká tryska a podložka.

Cílem projektu bylo seznámit žáky se základy 3D tisku od prvotního seznámení s technologií, přes návrh na papír (skica), následné modelování v programu na PC, až po samotný tisk.

Během projektu si měli žáci zlepšit dovednosti v ovládání PC, naučit se přenést návrh na papír a navrhnout rozměry finálního výtisku. Podle skici dále vytvořit model v programu Tinkercad, ten převést do .STL souboru a vložit do programu Prusa Slicer. V něm se seznámit se základním nastavením tisku, vlivem parametrů výška vrstvy, hustota výplně na výslednou kvalitu, rychlost a spotřebu materiálu a ve finále vyexportovat G-code pro 3D tiskárnu.

Dalším cílem bylo se naučit základní obsluhu 3D tiskárny, její zapnutí, zavedení filamentu a zahájení tisku.

Na závěr bylo vytištěno 15 sad značek, u kterých žáci zvýraznili písmo černým lihovým fixem. Tato pomůcka bude sloužit při výuce českého jazyka při společném procvičování krátkých a dlouhých slabik a vyjmenovaných slov.

PC s klávesnicí a myší, papír, tužka, pravítko(případně posuvné měřítko), Tinkercad (ideálně založena třída), Prusa Slicer, USB disk, 3D tiskárna, černý lihový fix

Úplní začátečníci, příprava před projektem

2h - základní informace o 3D tisku, orientace v prostoru, osy X, Y, Z, ukázkový tisk

3h - základy Tinkercad, modelování kostky o daných rozměrech, umístění textu na kostku, modelování razítka.

Zahájení projektu

4h - příprava skici, modelování obou modelů v Tinkercad, export

2h - základy Prusa Slicer, umístění a orientace na podložce, slicování, export

1h - základní ovládání 3D tiskárny, zavedení filamentu, tisk, seznámení s bezpečností

3h - finální výtisk jednoho setu modelů, zvýraznění textu lihovým fixem, zhodnocení kvality tisku

Zahájení projektu - příprava

• návrh základního tvaru značky, hlasování o vítězném tvaru ve skupině
• návrh rozměrů s cílem tisku setu 2 značek najednou na podložce Original Prusa MINI+, průměr, délka rukojeti, hloubka zapuštění textu
• vytvoření skici na papír, kótování - samostatná práce, vyučující zkontroluje, zda skica obsahuje všechny potřebné rozměry pro samotné 3D modelování 

3D modelování 

Vyučující vede žáky jednotlivými kroky a pomáhá s řešením problémů. Na konci každého kroku kontroluje, zda se všem povedlo krok úspěšně dokončit.

• vložení základního tvaru - válec. Průměr válce je 90mm, výška 3mm.
• vložení základního tvaru kvádr o rozměrech 20x60x3mm
• zarovnání v ose X pomocí tlačítka funkce Zarovnat, posunutí kvádru v ose Y tak, aby po seskupení byla délka značky včetně rukojeti 148mm
• seskupení obou tvarů pomocí tlačítka funkce seskupit
• vložení textu, přepsání textu na i, upravit velikost adekvátně k velikosti kruhové části značky
• změna vlastnosti textu z tělesa na díra  
• vytvoření kopie textu a přepsání i na í
• pomocí tlačítka funkce zarovnat umístit text na střed kruhové části a posunout text v ose Z o 2mm nad podložku. 
• pomocí tlačítka funkce Seskupit dojde k “obtisknutí" textu do povrchu značky do hloubky 1mm
• otočení modelu na podložce o 180°
• vybrat kopii textu í a opakovat postup pro umístění a obtisknutí do povrchu značky
• po seskupení máme jeden model s textem i / í z každé strany

V rámci samostatného procvičení si žáci vytvoří druhou značku y / ý stejným postupem. Vyučující je nápomocen dle potřeby žáku a napomáhá s řešením problémů.

Po dokončení samostatné práce žáků a vytvoření druhého modelu se žáci seznámí s rychlejším postupem - kopírování a úprava modelu následovně: 

• označení modelu s i / í a pomocí kopírování a vložení vytvořit kopii
• vytvoření druhé značky y / ý přepsáním textu i / í na kopii původního modelu
• export dvou samostatných modelů do souborů .STL

Prusa Slicer

• zapnutí programu Prusa Slicer
• vložení obou modelů pomocí tlačítka Přidat
• orientace modelů na tiskové podložce
• výběr nastavení tisku na 0.2mm
• slicování
• export G-code na USB disk

Samotný 3D tisk

• zapnutí 3D tiskárny
• zavedení filamentu, pokud již není zaveden
• vložení USB disku s exportovaným G-code
• výběr tiskového souboru
• spuštění tisku

Závěr

• zhodnocení kvality výtisku, porovnání kvality textu horní a spodní strany, kde je v místě textu přemostění, včetně vysvětlení rozdílu
• zvýraznění textu pomocí černého lihového fixu - samostatná práce
• společné vyhodnocení nově získaných znalostí v rámci kladených otázek vyučujícím
• předání cvičební pomůcky k používání v hodinách českého jazyka