В Высшей Технической Школе Стейтен-Айленд обучаются 900 студентов – начинающих инженеров.
Задача школы – создание всех условий для учебы, которая будет максимально приближена к условиям профессионального инженерного мира, а также дать возможность всем студентам воплотить свои проекты в физические прототипы.
Решение – использование недорогой 3D-печати, для того чтобы заинтересовать студентов, обучить их проектированию и помочь им улучшить свои навыки в этой сфере.
Результаты:
- Студенты начинают более глубоко проникать в смысл своих проектных решений
- Добившись высоких результатов в школе, студенты обретают интерес к углублению знаний и стремятся достичь большего после ее окончания
- Студенты могут лучше подготовиться к высшему образованию, так как за время своего обучения в школе они приобретают мощное портфолио, которое можно представлять для приемной комиссии ВУЗа.
- Студенты рано знакомятся с передовой инженерной технологией, которую они будут использовать в дальнейшем в своей реальной работе.
- Высшая техническая школа Стейтен-Айленд максимизирует ресурсы за счет использования наиболее быстрого и доступного способа создания физических 3D объектов из моделей системы автоматизированного проектирования (CAD).
Высшая Техническая Школа Стейтен-Айленд (ВТШСА) - это муниципальная школа Нью-Йорка для начинающих инженеров, предлагающая 900 студентам напряжённый учебный план подготовки к колледжу и внушительный багаж знаний, который они смогут использовать в своей дальнейшей карьере. После прохождения сложного вступительного экзамена, студенты проходят необходимую программу обучения, которая включает в себя техническое черчение, электронику, компьютерное проектирование, компьютерные науки, создание сетей, а также гуманитарные науки. Баллы выпускников приближаются к 100 процентам, поэтому студенты после окончания школы поступают в университеты Лиги Плюща (Гарвард, Йель, Принстон и др.), военные академии и элитные технические университеты. С того момента, как студенты вступают в коридоры ВТШСА, они начинают «разговаривать на языке инжиниринга».
Задачи. Воссоздание условий профессионального инжиниринга.
Поскольку в инжиниринге постоянно ведется борьба за лучшие продукты, координатор компьютерного проектирования Фрэнк Мазза привносит этот дух в его класс, делая процесс обучения приближенным к задачам реальных конструкторских департаментов существующих компаний.
"Это имитация рабочего места, а мои студенты проектировщики!", говорит он. "Я предоставляю студентам задачи по проектированию, а они находят решения. Это может быть простая шкатулка для ювелирных изделий, сложная игрушка, здание или часть механизма из шестерен, поршней и резьб. Мы никогда не делаем одни и те же вещи дважды."
Задачи ВТШСА заполнить динамическую среду обучения технологиями, которые занимают передовые место в инженерных областях. Как профессиональные инженеры, студенты Высшей технической школы Стейтен-Айленда начинают с концепции, продвигаются к двухмерному эскизу и затем к трехмерной модели.
Поскольку проектирование не заканчивается 3D моделью в системе автоматизированного проектирования в профессиональных конструкторских отделах, точно также оно не заканчивается моделью в классе Высшей технической школы. Инженеры воплощают свои идеи в прототипах, что позволяет им получать представление о том, как проект будет выглядеть в реальном мире, а также проводить их функциональное тестирование. Чтобы подготовить студентов к этим процессам, ВТШСА нужен был способ быстро и недорого создавать прототипы.
Решение. ЗD печать
ВТШСА, как и многие другие компании, обнаружила экономически эффективный способ быстро превратить проекты в физические объекты с помощью 3D печати.
3D принтер это устройство вывода (печати) трехмерной модели, который работает по аналогии с 2D принтером (устройство вывода слов и картинок на экране компьютера). Разница состоит в том, что 3D принтер создает трехмерные модели и прототипы из композиционного материала, послойно создавая физический объект по цифровой 3D-модели. 3D печать набирает популярность, так как прогресс следует по образцу 2D принтеров: возможности оборудования растут, а цены на 3D принтеры снижаются.
Внедрение 3D печати в ВТШСА произошло в 2005 году, когда Фрэнк Мазза, профессиональный инженер, увидел 3D принтер в профессиональных журналах. «Я подумал, что смогу использовать технологии 3D печати в классе». Низкие эксплуатационные расходы, экономичность материалов и минимальная потребность в постобработке были ключевыми критериями при принятии решения. После исследования всех стандартных технологий 3D печати, школа выбрала ZPrinter 310 от компании 3D Systems, производитель самых быстрых 3D-принтеров с самыми низкими эксплуатационными расходами.
Результаты. Портфолио, гордость и углубленное понимание вопроса.
Сегодня, 3D принтер – это центр творческой деятельности. Г-н Мазза нажимает кнопку печати в конце учебного дня, а на следующее утро извлекает готовые объекты из принтера. Лучшие из них выставлены на показ, так же в категорию лучших могут попасть чертежи, сделанные с помощью AutoCAD. Мазза также использует принтер для создания прототипов, которые помогают объяснять студентам проблемы и нюансы проектирования. Это дает возможность студентам совершенствовать свои проекты согласно поставленным задачам.
По мнению г-на Мазза, 3D-печать обогащает инженерное образование по целому ряду направлений. Во-первых, 3D-печать дает студентам впечатляющее портфолио, которое они могут представить приемной комиссии в колледжах и университетах. Во-вторых, знакомит их с передовым оборудованием, а это самое важное в инженерии, так как быстро становится стандартом для конкурентоспособных компаний. «Пожалуй, самое главное, что 3D-печать дает студентам возможность лучше понять свои модели, конструкции, проекты» говорит он. «Все, что хорошо выглядит на экране компьютера, не всегда возможно точно также воспроизвести в реальном мире. Поэтому 3D-печать повышает и укрепляет их концептуальные навыки проектирования, в том числе в компьютерных системах автоматизированного проектирования. 3D печать - это очень ценное достижение с точки зрения обучения. Держать предмет в своих руках в конце процесса проектирования – особенно для инженерно-ориентированных студентов, это своего рода якорь в физическом мире. Гордостью студентов ВТШСА является демонстрация своих достижений в области проектирования, это вдохновляет их на то, что бы постоянно улучшать свою работу».
Студенты ВТШСА рассчитывают, что сферы применения 3D печати в образовании в будущем будут расширяться. Например, научные классы будут использовать его для печати микроскопических объектов, таких как молекулы ДНК. В электронике студенты будут использовать его, для того чтобы лучше понять конструкции электрических объектов. Также будут взаимодействовать два сектора, государственный и частный, например, печать моделей зданий для близлежащих архитектурных фирм.
"Это явное преимущество для наших студентов, иметь возможность использовать 3D-технологии печати, что важно и пользуется спросом в промышленности», говорит г-н Мазза. «Студенты покидают нас всесторонне развитыми и хорошо подготовленными для достижения успехов в своей карьере"