" Использование технологии 3D-ручки на уроках и в проектной деятельности." Конспект занятия с видеороликом. 5-6 класс.
план-конспект занятия по технологии (5, 6 класс)

КОНСПЕКТ ЗАНЯТИЯ 5-6 КЛАСС.

Использование технологии 3D-ручки на уроках и в проектной деятельности.

Цель: Создать условия для овладения образовательной технологией 3Д моделирования и 3Д рисования.

Задачи:

обучающие:

• сформировать представление о технологии 3Д моделирования и 3Д рисования.
• познакомить  с видами 3Д-ручек и используемыми видами пластика;

развивающие:

• сформировать  элементарный опыт по работе с 3Д ручкой и разными видами пластика,
• создать 3Д-модель брелка с логотипом;
• сформировать потребность в использовании современных гаджетов в урочной и проектной деятельности;
• развить информационную грамотность  учащихся;

воспитывающие:

• стимулировать познавательный интерес к предмету посредством применения новейших информационных технологий обучения;
• формировать информационную культуру учащихся.

Тип занятия: комбинированный

Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная.

Средства обучения:

• технические средства обучения: персональный компьютер, мультимедийный проектор или интерактивная доска, 3D -ручки;

Раздаточные материалы: видеоролик https://disk.yandex.ru/i/9kBujGGM4G_plw 

пластик различных цветов, шаблоны, трафареты,  кусачки, ножницы

Прогнозируемый результат:

• расширение знаний о технологии объемного рисования;
• получение практических навыков рисования 3D-ручкой.

Межпредметные связи: математика, технология, физика, химия, ИЗО, черчение.

План занятия:

1. Организационный момент – 2 минуты
2. Выступление на тему «Значение 3Д – технологий и их применение. Что такое 3Д -ручка?» - 5 минут
3. Демонстрация техники работы с 3Д –ручкой видеоролик - 8 минут   https://disk.yandex.ru/i/9kBujGGM4G_plw 
4. Краткий инструктаж по технике безопасности  – 5 минут
5. Выполнение практического задания  - 15 минут
6. Подведение итогов и рефлексия – 5 минут
   

Ход занятия

1. Организационный момент.

        Здравствуйте! Наше занятие посвящено  технологиям 3Д моделирования и рисования. Сегодня я хочу показать вам, как с помощью современных технологий 3Д-моделирования можно создавать интересные  объекты.

2. Что такое 3Д ручка?

   3Д ручка – это инструмент, создающий «объемную линию», гаджет, которому суждено навсегда изменить представление о том, что такое «рисование», ведь теперь мы можем рисовать не только на бумаге, но и в пространстве! Это инструмент для рисования пластиком, позволяющий создавать трёхмерные объекты. Используется для творчества, коррекции изделий, напечатанных с помощью 3Д-принтера, и мелкого бытового ремонта пластиковых предметов.

    История изобретения

Первой в направлении развития 3Д-печати стала ручка 3Doodler от компании Wobbleworks. На данный момент ассортимент 3Д-ручек включает в себя фактические клоны 3Doodler — такие, как 3DYAYA или SwissPen, а также более оригинальные разработки, включая Dim3W и LIX. Основной принцип работы всех этих устройств одинаковый, но есть и некоторые конструктивные особенности, направленные на совершенствование достаточно молодой концепции. Так описывают принцип работы 3Д-ручки ее создатели: “Пластиковая нить заправляется в ручку, где размягчается под воздействием температуры и выдавливается через сопло. При соприкосновении с воздухом материал охлаждается и затвердевает, благодаря чему можно создавать объемные изделия"

     3Д-ручки бывают "холодные" и "горячие":

 "Холодные" заправляются быстрозастывающей фотополимерной смолой - они стоят дорого, а изделия из них более хрупкие

«Горячие» ручки заправляются термопластиком, который поставляется в виде прутков или катушек нитей. В верхней части корпуса 3Д ручки располагается отверстие, в которое вставляется пластик. Встроенный механизм автоматически подводит пластик к экструдеру, где он нагревается и подается в горячем виде через сопло. Расплавленный пластик способен принимать любую форму, а затем быстро застывает.

    Основные элементы «горячей» 3D ручки: сопло, механизм подачи пластиковой нити, нагревательный элемент, вентилятор для охлаждения верхней части сопла и ручки в целом, микроконтроллер для управления работой вентилятора, механизма подачи и нагревательного элемента. Существуют 3D ручки, способные работать не только от электросети, но и которые имеют встроенный аккумулятор и/или подключаются к USB-порту

     Подача материала осуществляется при нажатии соответствующей кнопки. Некоторые модели, оснащаются регулятором скорости подачи пластика, регулятором температуры нагрева и дисплеем, на котором отображается информация о выбранном режиме. Также во многих 3Д ручках есть кнопка реверса, которая позволяет легко извлекать пластиковую нить из ручки.

К преимуществам «горячих» 3D ручек относятся:

• небольшой вес,
• компактность,
• простота использования,
• прочность поделок,
• доступная стоимость расходных материалов.

В качестве недостатков пользователи отмечают наличие проводов и нагревание сопла ручки до высокой температуры.

 Расходные материалы

• Пластик для заправки ручки
• Бумага с распечатанными шаблонами
• Стекло 2мм, края обработаны и защищены.

 Шаблоны

Используются как для плоских, так и для объемных поделок.

Зачем нужна 3D-ручка?

• развивает творческие способности и пространственное мышление;
• развивает мелкую моторику рук;
• развивает креативность и расширяет кругозор;
• может пригодиться не только для развлечения, но еще в учебе и работе дизайнерам, архитекторам, ювелирам, скульпторам и другим творческим людям;

     По принципу своего действия устройство напоминает 3Д-принтер, однако оно более компактное и простое в использовании, а сфера его применения гораздо шире. Данный гаджет предназначен не только для рисования с развлекательной целью, но и позволяет решить ряд научных и бытовых проблем (к примеру, восстановить пластиковые элементы, заменить детали и т.п.). Данный инновационный инструмент можно применять и в  рамках проектной деятельности,  этот гаджет поможет создать визуальную базу для проекта и  станет  подходящим художественным средством для этого на различных уроках:

• геометрия - с использованием 3Д-ручки вы можете рисовать геометрические фигуры, а затем создавать свои сложные формы;
• история — при исследовании важных исторических памятников вы можете воссоздать их силуэты для проведения презентаций;
• технология (урок труда) - можно делать различные поделки: украшения, объёмные цветы и др.;
• химия и физика — можно создавать модели молекул, изучать принципы баланса, силы тяжести и другие физические понятия;
• биология — создание различных представителей животного и растительного мира.

И много-много другое, достаточно только чуть-чуть включить воображение.

Подробнее про пластик. Виды, плюсы и минусы.

     UNID KID (PCL)

Плюсы: Безопасность пластика. Не причинит вреда ребенку, так как не используется разогрев пластиковых нитей. Можно рисовать на теле.

Минусы: Недолговечность изделий

     ABS пластик – соединения, получаемые из нефти.

Плюсы: ABS пластик не подвержен быстрому разложению и обладает отличной прочностью. Изделия, которые нарисовали таким пластиком, будут крепки и могут мыться в воде с использованием моющих препаратов.

• застывает при температуре 100-110 градусов;
• высокая механическая прочность;
• глянцевая поверхность;
• возможность вторичного использования;
• возможность легкой обработки.

Минусы:

• запах жжённой пластмассы при нагревании;  
• токсичность при нагреве;
• слабую устойчивость к прямым солнечным луча;
• растворимость в ацетоне и некоторых др. хим. соединениях;
• слабая устойчивость к атмосферным воздействиям.

       PLA пластик

      Плюсы: PLA пластик  органический, биоразлагаемый, произведенный на основе сахарного тростника или кукурузы, не имеет неприятного запаха при использовании.

• плавится при температуре 160 – 180 градусов;
• не нуждается в охлаждении;
• подходит для рисования на различных поверхностях;
• не выделяет вредных веществ и не имеет запаха;
• практически не подвержен усадке и деформации.

       Минусы:

• натуральный, спустя год начнутся процессы естественного разложения;
• повышенная хрупкость.

3. Демонстрация видеоролика с техникой работы с 3Д-ручкой.

 Ролик длится 8 минут,  содержит  техники работы,  примеры моделей, алгоритм заправки и технику безопасности.

4. Краткий инструктаж по технике безопасности при работе 3Д-ручки

 Инструкции лежат у участников на столе. С собой выдается буклет с гайдом.

   Подготовка рабочего места. Перед началом работы следует очистить рабочее место от посторонних вещей и предметов, которые могут осложнить вашу работу и ухудшить само изделие. На рабочем месте не должно быть ничего лишнего, что мешало бы производить работу аккуратно, либо что могло бы испортиться при попадании капель горячего пластика.

   Подключение. При подключении инструмента поверхность стола, ваши руки и сама ручка должны быть сухими. Не держите поблизости жидкости, При работе с 3Д-ручкой необходимо избегать контакта с нагревательным элементом.

    Использование. Не прикасайтесь к готовому объекту, пока не будете полностью уверены, что он остыл. Не трогайте стержень ручки во время работы или сразу после выключения.

     Неприятный запах. Если вы почувствовали резкий, неприятный запах, выключите ручку из сети и положите на твердую ровную поверхность до выяснения причин поломки. Ни в коем случае не пытайтесь разобрать инструмент самостоятельно.

5. Создание значка/брелка

     Подготовка.

       Выбираем  понравившийся шаблон, помещаем его под стекло, проклеиваем и  вырезаем эмблему, размещаем ее рисунком вниз по центру шаблона НА стекло. Берем 3Д-ручку, проверяем корпус и провод на целостность, включаем в розетку,  выбираем температуру, ждем, пока сопло нагреется. Аккуратно вставляем пластик. Итак, теперь мы можем начать. Перед вами на столах лежат шаблоны-трафареты и готовый образец. Посмотрите на них внимательно. С помощью 3D-ручки вы должны заштриховать выделенные участки по образцу. Старайтесь, чтобы слои пластика ложились ровно, прилегая друг к другу. Если у вас нет вопросов, то мы можем начинать!

   Работа с 3D-ручкой

Мы будем создавать монохромное изделие. Для этого:

• Включаем подачу пластика, регулируем ее скорость
• Обводим контуры изображения, учитывая при этом, что контур получится непрерывный
• Обозначаем отверстие или петлю для будущего крепления к подвесу или изделию.
• Заполняем части внутри контура
• Следим за тем, чтобы не задеть рукой ни сопло, ни сам пластик - при этом можно обжечься

Завершение работы

• Нажимаем кнопку извлечения пластика;
• Отключаем  блок питания из розетки;
• Оставляем ручку и готовое изделие остывать;
• Когда изделие застыло, аккуратно отделяем его от поверхности.

       Теперь его можно крепить на одежду при помощи ниток, булавки или закрепить колечко подвески брелка.

6. Подведение итогов.

   Пришло время посмотреть, какие модели мы получили! Я надеюсь, что их создание было для вас не скучным рутинным занятием, а увлекательным процессом. Сегодня мы с вами познакомились с современными технологиями 3D -моделирования, а именно с возможностями 3D -ручки и создали с ее помощью брелок. В инструкции перед вами есть вопросы для самопроверки. Спасибо работу. До новых встреч!

Гайд.

1. Подготовка

• Выбираем  шаблон,  помещаем его под стекло.
• Клеим  скотч на выбранный логотип, вырезаем.
• Помещаем в центр шаблона на стекло рисунком к стеклу.
• Берем 3D-ручку, проверяем корпус и провод на целостность.
• Включаем, ждем, пока сопло нагреется
• Аккуратно вставляем пластик

2. Работа с 3D-ручкой.

• С равномерной скоростью наносим пластик по стеклу в границах шаблона
• Прорисовываем сначала большие поверхности и только потом контуры
• Следим за тем, чтобы не задеть рукой ни сопло, ни сам пластик - при этом можно обжечься

3. Завершение работы

• Нажимаем кнопку извлечения пластика
• Отключаем  блок питания из розетки
• Оставляем ручку и готовое изделие остывать
• Отделяем его от поверхности.

Вопросы для самопроверки.

Знакомство с 3D-ручкой

• Что это такое?
• Как она работает?
• Что нужно, чтобы начать?

 Основное оборудование

• Расходные материалы
• Шаблоны
• Кусачки

 Как работать с 3D-ручкой?

• Подготовка и техника безопасности
• Плоское моделирование
• Объемное моделирование

 Что можно сделать с помощью 3D-ручки?

• Брелок
• Чехол для телефона
• Статуэтку … продолжите список.

Как работать с 3D-ручкой?

Порядок работы

1. Включение

• Включаем в розетку
• Настраиваем температуру: PLA - 160-200, ABS - 200-240
• Нажать кнопку подачи температуры/ждем, пока сопло нагреется

2. Загрузка пластика

• Подрезаем кончик пластиковой нити, чтобы был ровным
• Загружаем в отверстие
• Нажимаем кнопку подачи
• Регулируем скорость

3. Работа

• Выкладываем пластик по шаблону  3D-ручкой
• После окончания работы жмем кнопку выгрузки пластика, вынимаем блок питания из розетки, оставляем остывать ручку и изделие.

Техника безопасности

Исправность оборудования

Проверить корпус на наличие трещин, провод - на наличие заломов и оголенных проводов

 Целостность пластика

Перед загрузкой в 3D-ручку проверить пластик на наличие заломов (испорченный пластик может повредить прибор)

 Высокая температура

Не прикасаться к соплу! Оно нагревается до очень высоких температур (230 градусов), поэтому соприкосновение с ним может привести к сильным ожогам

 Наличие запаха

При использовании пластика, обладающего запахом, обязательно проветрить помещение после окончания работы.