Инновации в сфере образования на основе технологий 3D прототипирования
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Инновации в сфере образования
на основе технологий 3D
прототипирования
3D-технологии. На сегодняшний день, в промышленности набирает обороты новая тенденция – создание производства ближе к потребителю, а не в регионах с дешевой рабочей силой. Причиной этому служит появление технологий 3D печати, значительно ускоряющих и удешевляющих производство различных видов физических объектов: от промышленных изделий любой сложности до искусственных тканей человеческих органов в медицине.
3D-технологии.
Что такое 3D-печать?
3D печать – послойное создание
(выращивание) трехмерного физического
объекта, с помощью специального устройства -
3D принтера.
3D-принтеры позволяют создавать готовые
изделия, которые могут быть использованы как
конечный продукт или в качестве составляющих
элементов в сложных предметах. Объект
создается с нуля, послойно и постепенно
выращивается в осязаемый предмет.
Противоположный пример – токарная
обработка, когда с цельного куска материала
срезается все лишнее, и в результате мы имеем
выточенную деталь с потерей материала в виде
стружки.
3D-технологии.
В качестве материала для 3D печати уже
сейчас используются:
• Различные виды пластиков и полимеров:
ABS/PLA, нейлон, акрил, фотополимеры;
• Металлы: от олова и алюминия до нержавеющей стали и титана;
• Гипсовый порошок;
• Деревянное волокно, бумага;
• Воск;
• Живые органические клетки;
• Продукты питания: шоколад, сахар, тесто, масло.
Технологии 3D печати
Скорость развития технологии.
Подборка новостей за 28-29 ноября 2013
29 Ноя 2013
Дизайнер распечатал на 3D-принтере коллекцию колец из 18-каратного золота
3D-печатные изделия становятся все более популярными в индустрии моды. Ювелирные дизайнеры во всем мире, похоже, уже используют преимущества наиболее быстрого
способа создавать прототипы – 3D-печать, который отличается не только производительностью, но и доступностью по сравнению с другими альтернативными методами производства
в творческой отрасли. Дизайнер Росс Лавгроув недавно создал коллекцию 3D-печатных колец и назвал ее Foliates.Читать далее
Fripp Design организует массовое производство 3D-распечатанных глазных
протезов
Компания Fripp Design and Research надеется произвести настоящую революцию в сфере производства протезов. Мы уже рассказывали о том, что они смогли распечатать
полноценный протез носа, но на этот раз их целью стало воссоздание глазного протеза. В сотрудничестве с университетом Manchester Metropolian, компания Fripp Design создала
полноценный глазной протез, который стоит намного дешевле, чем существующие аналоги, сделанные Читать далее
Британские учёные разрабатывают точную копию человеческой кожи, которая
будет распечатываться на 3D-принтерах
Исследователи университета Ливерпуля на данный момент занимаются разработкой синтетической кожи, которая будет распечатываться на 3D-принтерах. Однако на этот раз такая
кожа будет наиболее приближена к настоящей. Дело в том, что создание этой ткани будет основано на данных рода, пола и этнической принадлежности человека. Как вы уже сами
знаете, трёхмерная печать имеет огромный потенциал для развития Читать далее
28 Ноя 2013
Талантливый дизайнер распечатал на 3D-принтере музыкальные инструменты
Олаф Дигель, талантливый дизайнер, который без ума от трёхмерной печати, представляет вашему вниманию своё новое творение – невероятно красивые музыкальные
инструменты. Как вы сами догадались, многие компоненты барабанной установки и синтезатора были воссозданы при помощи 3D-принтера. «Я думал, что расходный материал,
который был использован в процессе печати очень сильно повлияет на звучание. К счастью, этого Читать далее
28 Ноя 2013
3D-сканер помог создать новую модель Cadillac
Новая модель Cadillac Elmiraj была представлена на выставке ещё в августе этого года, однако это был концепт кар. У поклонников данного бренда возникает резонный вопрос, каким
образом разработчикам удалось так быстро создать полноценную модель этого автомобиля. Как оказалось, сотрудники Cadillac использовали продвинутые модели 3D-
сканеров. Сначала разработчики создали глиняный «прототип», сверяясь с рисунками концепт кара. Затем они Читать далее
28 Ноя 2013
Учёные из Гарварда распечатали на 3D-принтере микро-батарейку
Учёные из Гарвардского университета представили распечатанные батареи ещё в июле этого года. Команда разработчиков создала литий-ионные микро-батареи, размером с
зёрнышко, используя продвинутые технологии трёхмерной печати. Эта батарея была тоньше, чем человеческий волос, однако её мощности хватало для питания таких небольших
электронных устройств как медицинские имплантаты и роботы-насекомые. Работа учёных из Гарварда привлекла внимание прессы и
Применение 3D печати в мире
Промышленность, проектирование, разработки
и концептуальное моделирование
4% 2% Архитектура и строительство
8%
28% Образование
9%
11% Наука
15% 23% Культура и искусство
Медицина
Ювелирное производство
Другое
Применение 3D технологий в образовании
Применение 3D технологий в образовании даст значительный инновационный
импульс в таких сферах как:
• Промышленный дизайн и машиностроение – возможность механического
конструирования, функционального тестирования практически сразу, во время
учебного процесса. 3D печать, включенная в учебную программу инженерных
дисциплин, даст возможность студентам воплощать в жизнь свои конструкторские
замыслы и идеи, тем самым увеличив долю инноваций в их проектах.
Применение 3D технологий в образовании • Архитектура и строительство - создание моделей архитектурных дизайнов и конструкций наиболее важных элементов, визуализация проектов;
Применение 3D технологий в образовании • Медицина – анатомическое моделирование, хирургическое планирование, протезирование. 3D печать существенно упрощает эксперименты в области биотехнологий, таких как создание искусственных тканей человеческих органов;
Применение 3D технологий в образовании • География и археология - 3D-моделирование и визуализация местности, археологических находок и древних ископаемых.
Применение 3D технологий в образовании • Биология и химия - возможность создавать полноцветные молекулярные модели, наглядно демонстрировать цепочки ДНК, электрический заряд или устройство атома.
Преимущества внедрения 3D технологии в
образовательный процесс
• Увеличение научного потенциала учебного заведения - возможность
для будущих поколений реализовывать свои идеи намного
эффективней, чем это происходит сейчас.
• Значительное повышение инновационной конкурентоспособности
учебных заведений на мировом уровне.
• Существенное ускорение и удешевление этапов прототипирования и
экспериментального тестирования.
• Внедрение в учебную программу модулей 3D позволит готовить
высококвалифицированные кадры со школьной скамьи.Преимущества внедрения 3D технологии в
образовательный процесс
Общим преимуществом применения 3D печати является значительное
повышение интереса учащихся к учебному процессу, т.к. она дает
возможность визуально и тактильно оценить и протестировать
результаты их работы. Существует достаточно доказательств того, что
обучаемость повышается за счет получения активного опыта, особенно в
сфере пространственных и абстрактных понятий, которые трудно
визуализировать.Применение 3D технологий в образовании. Мировой опыт • Проникновение 3D печати во все большие сферы повлечет за собой рост спроса на квалифицированных специалистов в данной области. • Осознавая это, наиболее прогрессивные образовательные учреждения, от средних школ до университетов, сделали ее важным элементом учебной программы. Norwich University Exeter University Staten Island Technical High School (SITHS) University of Sunderland Stellenbosch University Massachusetts Institute of Technology (MIT)
Применение 3D технологий в образовании.
Мировой опыт
Advanced Competitive Science (США)
AVC - концептуальная инженерная программа, в
которой студенты исследуют механические и
электрические системы, разрабатывая их дизайн и
собирая с помощью 3D моделирования и печати.
"Я мог бы говорить с учеником в течение всего дня о важности принципов
проектирования, но пока они фактически не попытаются производить что-то
самостоятельно, не столкнутся с проблемами и не сделают ошибки, они не будут
действительно учиться. С 3D-принтером студенты могут экспериментировать над
своими концепциями дизайна и проверять свои инженерные видения, это
позволяет понять, почему деталь работает или нет . Принтер действительно
изменил весь учебный процесс для моих студентов ".
Тим Джамп, преподавательПрименение 3D технологий в образовании.
Мировой опыт
3D технологии активно внедряют в школах
Великобритании
• В 2012 году Департаментом образования Великобритании были выделены средства
на проект, который предусматривал установку 3D принтеров в 21 государственную
среднюю школу.
• Проект имел успех, было решено выделить дополнительные средства, чтобы как
можно больше школ имело доступ к 3D технологиям.
• По заявлениям министра образования, правительство выделит 500 000 фунтов для
закупки 3D принтеров в шестьдесят школ.
Примеры использования 3D принтеров:
• 3D принтер был использован департаментом науки для создания объектов для
изучения детьми глазного яблока, цепи молекул, синусоид и клеток;
• в одной из гимназий с помощью 3д печати демонстрировали графики уравнений и
создавали примеры додекаэдров;
• в Эссекской школе наук при помощи 3D печати разработали определенные
средства обучения, которые дали возможность школьникам создавать 3D модели,
используя коды в POV- Ray3.Применение 3D технологий в образовании.
Мировой опыт
Первые 3D-принтеры прибыли на Гаити
• Гаити – самая бедная страна в западном
полушарии. Организация iLab // Haiti, недавно
привезла первые 3D-принтеры на остров, чтобы
помочь местным жителям улучшить
сложившуюся ситуацию.
• «Мы хотим дать основы системного мышления и
принципы дизайна, а так же обучить
необходимым навыкам обращения с
техническими инструментами, а затем
предоставить местным жителям возможность
раздвигать границы технологии. Наша цель –
дать Гаитянам возможность начать
воспринимать иначе то, что их окружает и свой
собственный потенциал».Интеграция 3D технологий в
образовательный процесс
Решение о
внедрении 3D
технологийЭтапы интеграции 3D технологий в
образовательный процесс
Отбор ВУЗов, на базе Разработка модульных
программ общего, Оснащение оборудованием,
которых будут открыты
профильного и специального подготовка технического
Научные Инновационные обучения 3D для школ, персонала
Центры (НИЦ) НПО/СПО, ВУЗов
Интегрирование модульных
Тестирование технологии Подготовка/переподготовка
программ в систему общего
обучения преподавательского состава
обучения
Внедрение новых методов на
местах3D-технологии в Образовании. Резюме
1. Способствуют внедрению новых методов
обучения, невозможных при классическом
подходе.
2. Существенно повышают инновационную
конкурентоспособность ВУЗов.
3. Позволяют готовить квалифицированных
специалистов при экспоненциальном
увеличении применения технологий 3D в
мире.
4. Быстрое проникновение технологии во все
сферы экономики потребует значительного
количества соответствующих специалистов.
5. Спрос на таких специалистов возможно
удовлетворить только при системном
внедрении технологии в образовательный
процесс.3D-технологии в Образовании. Резюме 3D-печать – революционная и инновационная технология, неотъемлемый элемент в Образовании. Ценность технологий 3D в Образовании будет стремительно возрастать Спасибо
Вы также можете почитать
