Propojka stanové celty

Vzhledem k technické zručnosti a IT schopnostem dnešní mládeže byla participace na projektu nabídnuta celé členské základně střediska od 10-ti letých vlčat, po 18-ti leté skauty. Osoby mladší 10-ti let nebyli zprvu vnímány jako přínosné, ale byli účelně využity k osazování stanových celt vyrobenými propojkami.

Činnost spojená s přípravou na projekt je vhodnou součástí skautského programu, kdy lze v oficiálních didakticko-metodických pomůckách pro práci s mládeží najít Odborku Ajťák, kde zvládnutí 3D tisku je plně uznatelný schopnost v rámci splnění udělení tohoto skautského odznaku odborné zdatnosti.

• Volnočasová centra
• Skautská střediska
• Kroužek 3D modelování

Skauti se v předmětu učí zejména umět ovládat 3D tiskárnu včetně její údržby. Musí znát typy materiálů, jejich vlastnosti a umět zhodnotit jejich vhodnost k tisku. Následně musí zvládnout vizualizovat vznikající nápad nejprve na papíře, následně v příslušném 3D modelovacím softwaru, ideálně ve Fusion 360, neboť je pro studentské účely dostupný jako plně funkční, a kromě modelování umí i renderovací úlohy a tvorbu výkresové dokumentace. Poté je nutné osvojit si ovládání kódovací programu, který algoritmizuje pohyby extrudéru a další potřebná nastavení v procesu tisku. Přípravným částem projektu tak bylo nutné věnovat dostatek času, aby bylo možné dojít k realizaci vlastního 3D tisku.

Členové skautského střediska, kteří se přihlásili do realizační fáze projektu, navrhli vytvořit propojku na stanovou celtu, neboť textilní materiál celt se časem velmi opotřebovává, až nakonec dochází k jeho protržení a znemožnění stažení celty a ochranu ubytovaných proti chladu a dešti. Bylo konstatováno, že vzhledem k pevnostnímu, otěrovému, světelnému zatížení součástky v kombinaci s vysokou vlhkostí, že bude jako materiál k tisku zvoleno vlákno PC. Součástka má malý rozměr a nepředpokládá se vznik takového pnutí v materiálu, kdy by docházelo k odlepování z podložky při tisku.

Jak je patrno z popisu, zásadním cílem projektu je naučit skauty přemýšlet v souvislostech tak, aby při návrhu 3D tisku zohlednily klimatické vlivy, vlastnosti materiálu 3D tisku a zvolili i správnou volbu kladení vlákna na podložku, tedy nejvhodněji orientovat výrobek při vlastním tisku.

Skautské středisko tak získá ochranu zejména nových plachet před poškozením, a ochranu již vyspravených plachet před jejich opětovným poškozením. Vzhledem k náročnosti a pracnosti oprav je tato propojka velmi užitečným zlepšovákem a to nejen pro naše středisko, ale pro každého, kdo tyto plachty k táboření používá (naprostá většina skautských oddílů).

Návrh použití propojky:

Dvě části propojky procvaknout skrze díru v celtě. Stahovací provázek z druhé části celty pak vést skrze propojku. Mezi oběma částmi propojky je konstruovaná vůle zohledňující tloušťku plachty. Nainstalovaná propojka je zatížena otlakem a třením namísto textilie plachty. Plachta tak není vůbec tahově namáhána a netrhá se. V případě velkého opotřebení propojky, např. v dalším turnusu konání tábora, ji lze snadno vyměnit přecvaknutím za novou, namísto časově a často i finančně náročné opravy poškozeného očka celty.

V případě většího oka celty toto řešit příslušnou změnou měřítka v PrusaSliceru při generování G-kódu.

                                       Obr. 1: Místa umístění propojek (zpravidla 8ks na plachtu)

              Obr. 2: Pnutí způsobené tahem provázků přímo na oka plachty – vede k poškození

Účastníci mají sebou vždy vlastní, nebo půjčený notebook. Vzor se jim promítá přes dataprojektor z notebooku učitele a oni v praktických částech přípravy činnost opakují. Připravený učitel, notebook a dataprojektor je nutnou podmínkou k dospění do realizační fáze projektu.

Software:

• Fusion 360 (studentská licence – v žádosti uvést vzdělávací instituci, např. Základní školu, Střední školu, aj.)
• PrusaSlicer

Skautské oddíly se scházejí 1x týdně k tzv. schůzkám, které trvají zpravidla 1,5h. Po skončení schůzky byly organizovány navazující 30min bloky s cílem postupně předávat potřebné informace. Realizační fáze projektu pak byly organizovány o víkendu s dvojnásobnou časovou dotací. Praktické bloky byly zakončeny úkoly, které řešitelé projektu museli odevzdat na důkaz toho, že jsou připraveni se posunout dál. Bloky byly organizovány dle následujícího harmonogramu:

Tisky byly realizovány s automatickým nastavením zvoleným PrusaSlicerem. Při použití PC Blendu, rozlišení 0,2 mm QUALITY a 15% vyplnění, byl čas potřebný k tisku jedné propojky (dva do sebe zapadající protikusy) 40min.

Výuka (viz harmonogram) vyžaduje striktní časovou organizaci, aby se příliš nepřetahovalo. Primárně je cílem provést briefing, ukázku, a praktickou výuku strukturovat tak, aby byly úkony ukazovány na centrálním (učitelském) PC a projektovány na plochu skrze dataprojektor, a účastníci tak mohli provádět nápodoby.

Na konci výuky je třeba zadat krátké, jednoduché úkoly, které účastníci během týdne splní a vystaví např. na centrální úložišti, nebo odevzdávají s využitím moodlu – zde záleží na technické zdatnosti účastníků.

Na začátku dalšího sezení učitel vždy zhodnotí odevzdané výstupy a posune se dál. Zhodnocení také obsahuje selekci těch účastníků, kteří nejsou schopni pracovat termínově a nemají zájem se aktivně účastnit. Je nutné počítat i s 50% selekcí, neboť na začátku se zpravidla pro projekt nadchne velké množství lidí, ale jen část je schopná udržet tempo po celou dobu. Na projekt podobného typu pro realizační fázi postačí 4 účastníci, kteří ale mají o věc zájem a jsou schopni své nadšení reálně přetavovat do svého praktického života, či do předávání nově nabitých dovedností dalším novým potencionálním uživatelům 3D tisku. Je dobré se nebát většího zájmu na začátku, přirozená selekce a opadnutí počátečního nadšení je pro naznačenou věkovou kategorii normální.

Přiložený harmonogram je také inspirací jak téma strukturovat, aby byli účastníci schopni chápat maximum souvislostí a vnímat 3D tisk nejen jako tisk hotových stažených „blueprintů“, ale jako příležitost vybudovávat či tříbit své technické myšlení a dovednosti.

Je dobré si dát čas na realizaci jednoduchých nápadů (viz Obr. 3) a postupně přecházet ke složitějším myšlenkovým konstruktům.

                               Obr. 3: Skautský turbánek na šátek opatřený nápisem „Buď připraven“

Softwarový nástroj Fusion 360 je profesionální a poměrně nákladný software, který umožňuje řadu nadstandardních analýz – např. simulaci šíření tepla, simulaci působení pružnostních a pevnostních charakteristik, renderování, generování technických výkresů – a má potenciál umocňovat v účastnících zvědavost a zpravidla vede k pokusům nastudovat příslušné jednoduché Youtube návody k aplikaci těchto modulů- Významným přínosem je pak filosofie firmy Autodesk poskytovat plné využití pro studentské účely zdarma, a to na jeden rok, kdy je pak potřeba znovu doložit potvrzení o studiu, nebo potvrzení o probíhajícím volnočasovém nekomerčním kurzu, apod.

Finálním výstupem pak budiž vyšperkovaný, užitečný produkt a jeho vizualizace, který šetří čas i prostředky, jako naše propojka stanových celt.

                                             Obr. 4: Fotky reálného produktu a jeho vizualizace

Závěr:

Skauti strávili na realizaci projektu téměř 30 týdnů (viz časový harmonogram). Přípravu vnímali jako systematickou zábavnou. Vlastní realizaci pak vyústěním jejich téměř ročního snažení se někam posunout. Pozitivně hodnotili možnost zapojit i mladší skauty, vlčata, kterých z 10 nakonec zbylo jen 3. Starší skauti měli výdrž 50%. Ve finále tak zbylo 6 lidí, kteří projekt dotáhli zdárně do konce. 3 domácnosti se staly majiteli Prusa MK3 a 1 domácnost se rozhodla pro systém Bambulab. Děkujeme firmě Průša, že nám umožnila vytvářet nové nadšence pro 3D tisk a určitě v záři započneme nový projekt směřující k technickým “3D print” vylepšením uvnitř naší nové klubovny. Díky, moc díky, Vaši skauti ze Slavičína.

Video z jedné ze schůzek je možné prohlédnout zde: