3D-suunnittelu

Micro:bit, VR-lasit ja korupaja

Voisiko virtuaalilasit valmistaa itse koulussa? Saako luokkaretkirahaa kerättyä myymällä itse suunniteltuja koruja? Voiko Micro:bitin avulla oppia elektroniikkaa?

Oikeat vastaukset: kyllä, kyllä ja kyllä.

Työkaluina viitosten teknoluokan valinnaiskurssilla on SketchUp-suunnitteluohjelma, laser-leikkuri, Micro:bitit ja puuhaboksi täynnä elektroniikkarakentelutarvikkeita. Korupajassa nuorten suunnittelijoiden tukena on luokanopettajaopiskelija Kreetta Blomster.

Tulevat viikot näyttävät, millaisia kapineita tästä pajailusta jää käteen, ja mikä tärkeintä, millaista oppimista matkan varrella syntyy. Monta ongelmaa on jo nyt ratkaistu ja monta onnistumisen kokemusta koettu.

Mainokset

FabLab4School

Teknoluokan hirsitaloprojekti huipentui tällä viikolla kaksipäiväiseen vierailuun Oulun yliopiston FabLabissa. Meidän luokan mattoveitset, sahat, kuumaliimat ja balsahirret olivat kyllä ”so last week” verrattuna FabLabin jääkaapin kokoiseen 3D-tulostimeen, laser-leikkureihin, CNC-jyrsimiin. Perinteisen ja modernin käsityön kohtaaminen tuotti kuitenkin paljon mielenkiintoista tekemistä ja erityisesti oppimista.

Hirsitalo tarvitsee tietysti valot. Tätä tarkoitusta varten leikkasimme poikki kasan USB-johtoja, ja juotimme niiden päähän vastukset ja LED:it. Rakensipa joku johtoon kytkimenkin. Tiesitkö, että USB-johdon musta ja punainen johto tarjoavat 5V jännitteen. Tämä riittää mukavasti pienten sähkölaitteiden pyörittämiseen.

Monen oppilaan mielikuvitusta kutkutti eniten laser-leikkuri. Inkscapella sai helposti piirreltyä avaimenperiä ja laatikkotaloja, jotka sitten leikattiin MDF-levystä. Tätä täytyy saada lisää!

Uusi tuttavuus oli Innokas-verkoston teknoluokalle tarjoama mikrokontrolleri, BBC MicroBit. Oppilaat saivat hetkessä aikaan LED-hymynaamoja, lämpömittareita ja Kivi-Paperi-Sakset -pelejä. Laitteeseen on integroitu hurja määrä sensoreita, esim. lämpötilasensori, kiihtyvyyssensori, valosensori ja kompassi. Lisäksi laitteen saa bluetoothilla kiinni kännykkään. Parasta on kuitenkin verkkopohjainen ohjelmointiympäristö, jossa voi käyttää useita eri kieliä Pythonista lohko-ohjelmointiin.

Täytyy antaa kiitos ja kumarrus FabLabin Antille ja Ivanille, jotka antoivat asiantuntijuutensa oppilaiden käyttöön. Ehkä vierailun onnistumista kuvaavat parhaiten nämä oppilaiden suusta kuulemani lauseet: ”Ehkä minusta sittenkin voisi tulla isona ohjelmoija!”, ”Mistä näitä ledejä, vastuksia ja tinaa voi ostaa?” ja ”Saako tänne jäädä vielä pidemmäksi aikaa?”.

 

Yrittänyttä ei laiteta…

”Hei! Yrityksemme on SuperBoys ja tässä on tuotteemme!”

”Etkö tykkää siivota? Ei se haittaa, koska TokoRobo tekee sen puolestasi.”

”Hybridimoottorilla varustellun skuuttimme huippunopeus on 100km/h.”

Eilen 4A:n rohkeat yrittäjät esittelivät upeat tuotteensa kuudennen luokan enkelisijoittajille. Vaikka esiintyminen oli monelle hyytävän jännittävä tilanne, ponnistus palkittiin. Jokainen yritys palkittiin reilulla rahasummalla. Lisäksi sijoittajat arvioivat kirjallisesti jokaisen yrityksen esitystä ja tuotetta, sekä antoivat suullista palautetta ryhmien toiminnasta.

Rajakylän MOK:kia, eli monialaista oppimiskokonaisuutta on jäljellä vielä kaksi päivää. Kaksi päivää on siis aikaa miettiä, mitä rahoittajilta kerätyllä summalla saadaan aikaan. Palkataanko työntekijä? Vuokrataanko toimitila? Jatketaanko tuotekehitystä? Panostetaanko mainontaan?

Kyllä! Mainontaan ainakin panostetaan, sillä maanantaina vieraaksemme saapuu todellinen mainonnan ja markkinoinnin asiantuntija, jonka opastuksella oppilaat pääsevät kuvaamaan omalle tuotteellensa vetävän mainosvideon. Siitä pian lisää!

Tuote ja sen syntytarina

Onko kotona varmasti turvallista? Mitä jos varas hiipii yöllä puutarhaan? Rajakylän teknoluokan 4A:n oppilaat ovat miettineet ratkaisun valmiiksi. Liiketunnistimilla ja kamera-ovikellolla varustettu kodin turvajärjestelmä suojaa kotisi hiiviskelijöiltä. Jos haluat tallettaa salasanoja ja käyttäjätunnuksia turvalliseen paikkaan, sormenjälkitunnistimella toimiva vihko on oiva ratkaisu. Myös robottisiivoojalle, lentopotkulaudalle ja erikoismoottorille voisi olla käyttöä nykyhetkessä ja tulevaisuudessa.

Tuotesuunnitteluprojektimme starttasi teknoluokille jo tuttu tuotesuunnittelun monitoimimies, Sipi Hintsanen. Sipin ajatukset ja käytännön esimerkit ideoiden luonnostelemisesta, muistikirjan käytöstä sekä idean jalostamisesta prototyypin kautta valmiiksi tuotteeksi oli varmasti inspiroiva aloitus. 4A on sittemmin laittanut potkurihatut pyörimään ja mietintämyssyt sauhuamaan. Idealamputkin ovat välkkyneet kiitettävästi.

Tuloksena on monta uutta hienoa ja maailmaa mullistavaa tuoteideaa, jotka esitellään ensi viikon perjantaina rahoittajille (6A:n oppilaat) suuressa rahoitustapahtumassa! Mitkä ideat lähtevät lentämään? Pian nähdään! Alla pari kurkistusta suunnitteluvaiheeseen…

 

5. luokan kaupunkiprojekti

Projektimme on edennyt kevään aikana siten, että tällä hetkellä asuintalot pihoineen sekä yhteinen puistoalue ovat nyt valmiina. Alla pari kuvaa tämän hetkisestä pienoiskaupungistamme. Aiemmista jutuista voitte lukea, kuinka tähän on päästy. Oppilaiden julkaisujen puolella on tarkempaa tietoa talojen rakennusvaiheista sekä puistoalueen rakentamisesta. Puistoalueen teossa käytimme hyödyksi myös Tinkercad-ohjelmaa ja 3D-tulostinta.

Ensi vuonna kaupunkiimme on tarkoitus lisätä ainakin sähkötekniikkaa ja viimeistellä kulkuväylät.

KaupunkiKaupunki2

 

 

 

 

 

 

 

 

– Arto

Avaimenperät Tinkercad-ohjelmaa ja 3D-tulostinta hyödyntäen

Teimme 5. teknoluokan teknisen työn ryhmän kanssa avaimenperät, jossa reunaehtona olivat seuraavat seikat:

  • 3D-tulostimellemme soveltuva koko ja muoto
  • Avainlenkille sopiva paikka
  • Itse tehty 3D-mallinnos

Työvaiheet olivat seuraavanlaiset:

  1. Suunnittele ja piirrä itsellesi mieluinen avaimenperä Tinkercad-ohjelmaa hyödyntämällä.
  2. Varmista, että työsi täyttää työlle annetut reunaehdot ja lataa valmis 3D-piirros muistitikulle.
  3. Opettajan avulla tulostetaan avaimenperät 3D-tulostimella.
  4. Hiomalla mahdolliset ylimääräiset purseet pois ja liimataan tarvittaessa erillään olevat osat yhteen.
  5. Viimeistely pienoismallimaaleilla maalaamalla.
  6. Kiinnitetään avainlenkki paikalleen.

Tässä kuva valmistuneista avaimenperistä:

Avaimenperät

– Arto

Tulevat ammattilaiset yritysvierailuilla

Kevään yhteishaut ovat juuri meneillään ja yhdeksäsluokkalaisten pitää tehdä päätöksia sen suhteen missä he ensisyksynä ovat opiskelemassa. Kävimme yhdeksännen luokan teknisen työn valinnaisryhmien kanssa tutustumassa kahteen paikalliseen yritykseen ennen haun alkua. Yritykset olivat Mectalent oy sekä Nokia oyj.

Mectalent oy on Oululainen metallialan hienomekaniikkakonepaja, joka kertoo itsestään seuraavasti: ” Mectalent on laitevalmistuksen ja tarkkuusmekaniikan huippuasiantuntija. Toimintamme pääpaino on uusien teknologioiden, lääketieteen ja puolustusteollisuuden saroilla. Menetelmäkehitys, laitevalmistus, tarkkuus-, turvallisuus- ja valvontamekaniikka sekä kirurgiset laitteet ja implantit – siinä esimerkkejä työmme painopisteistä.”

Mec

Yrityksen tuotanto perustuu tarkaan CNC-työstöön. Siinä erilaisia työstökoneita ohjataan tietokoneiden avulla. Vastaavasta työstöprosessista voi katsoa videon seuraavasta linkistä. Kokeilepa tunnistaa syntyvä osa lukematta otsikkoa.  <https://www.youtube.com/watch?v=8NatiYBitAI&gt;

Yritys on loistava vierailukohde, sillä oppilaat pääsevät näkemään koko tuotantoprosessin suunnittelusta valmistuksen kautta lopputestaukseen asti. Oppilaat seurasivat tarkasti tuotantopäällikkö Pasi Niemelän yritysesittelyä. Hyvin oli jääneet yrityksen tuotteet, asiakkaat ja muut detaljit mieleen, kun vierailua jälkikäteen käytiin läpi. Kirurgiset apuvälineet ja ihmisen varaosat jäivät mieleen. Esittelyssä oli mm. erilaiset luuporat, titaaniset luuruuvit, tähystysleikkauksissa käytettävä jänteiden kiinnittämiseen tarkoitettu niittipyssy, kallonlaajennuslaite, sydänläpän apujousi ikuisella takuulla jne. Muita mielenkiintoisia tuotteita oliva mm. lentokoneiden osat ja puhelimien ja tablettien metalliset prototyyppirungot.

Toinen vierailu tehtiin viikkoa myöhemmin NOKIA oyj:n Oulun tehtaalle. Yhtiöllä on kolme liiketoiminta-aluetta: verkkoinfrastruktuuriyhtiö Nokia Networks, kartta- ja sijaintipalveluyritys HERE sekä teknologiakehitykseen ja lisensointiin keskittyvä Nokia Technologies. Oulun tehdas on keskittynyt verkkoinfraststruktuurin eli matkapuhelintukiasemien tuotekehitykseen. Nokialla saimme kattavan tietoiskun nykyisistä ja tulevista matkapuhelinverkoista, niiden merkityksestä meidän jokapäiväiseen elämäämme, niiden valmistuksesta ja testauksesta. Tutuksi tulivat mm. eri matkapuhelinsukupolvet: NMT, GSM, 3G, 4G(LTE) ja 5G. Viimeisen arkkitehtuurin kehitys on vasta aloitettu ja Oulu on siinä tällä hetkellä maailman kärjessä. Mukana Nokian lisäksi ovat Oulun Yliopisto, VTT ja liuta pienempiä yrityksiä.

Tuotealue

Mika Haapanen esittelemässä matkapuhelinverkon tukiaseman rakennetta ja toimintaa oppilaille

Pääsimme näkemään tehtaalla tuotantolinjat sekä tukiasemien testauslaboratoriot. Molemmat olivat vaikuttavia kokemuksia. Vierailun lopussa oppilailta kysyttiin, ”miltä tehdas vaikutti?”  Tähän joku vastasi, että ”monimutkaiselta”. Kieltämättä varsinkin tuotantolinjat antoivat tällaisen vaikutelman ja peruskoulun fysiikkalla esim. taajuussuotimien säätäminen ei vielä auennut kaikille. Sen sijaan testilaboratorioden maanjäristys-, pöly- ja korroosiohuoneet olivat hyvinkin konkreettisia. Mielenkiintoisia olivat myös verkonkuormitustestilaboratorio tuhansine puhelimineen sekä täysin kaiuton EMC-häiriötestaushuone.

Molemmissa yrityksissä tuli esille paljon erilaisia hyvän työntekijän ominaisuuksia. Ominaisuudet olisi voinut melkolailla vetää suoraan käsityön opetussuunnitelman tavoitteista. Mainittiin mm. monenlaiset suunnittelutaidot ja yleensäkin suunnitelmallisuus, prosessin hallinta, pitkäjänteisyys, vastuullisuus ja oma-aloitteisuus. Nokialla kuultiin myös englannin kielen osaamisen tärkeys. Englanti on nimittäin yrityksessä työkielenä ja kielitaito perusvaatimuksena työntekijöitä valittaessa.

Viearailut olivat monille oppilaille silmiä avaavia ja useampi oppilas totesi vierailuiden vaikuttavan tulevaan ammatinvalintaan. Kiitos molemmille yrityksille ja ennen kaikkea Mectalentin Pasi Niemelälle, Nokian Tiina Backmannille, Teuvo Haukipurolle sekä Mika Haapaselle.

-Jouni

Tuotesuunnittelu, 3D-tulostus ja hiekkavalu

Aloitimme syksyn seiskaluokkien teknisen työn opinnot opiskelemalla ilmaisen SketchUp -ohjelman käyttöä.  SketchUp on helpostiomaksuttava 3D-mallinnusohjelma, ja kätevä apu tuotesuunnittelussa. Nopeimmat oppivat ohjelman käytön kahdella kerralla (6x45min), siten että pystyvät itsenäisesti käyttämään ohjelmaa tuotesuunnittelussa.

Jatkoimme sulavasti tuotesuunnitelutehtävään, jossa oppilas ideoi ja luonnosteli käsin kaulakorun riipuksen tai vastaavan pienen metalliesineen. Esineen muodon alkaessa hahmottua, piirsivät oppilaat 3D-mallin SketchUp:illa. Valmis 3D-malli tulostettiin 3D-tulostimella ja tulostetun muovimallin avulla tehtiin hiekkavalumuotti. Öljyhiekkamuottia käytettiin tinavaluun, jolloin saatiin metallinen kopio 3D-tulostimella tulostetusta kappaleesta.

3D-malliin kannattaa tehdä päästökulmaa reunoihin, joka helpottaa mallin irottamista hiekasta. Korun maksimikoko oli 40x40x5mm. Näin pienessä esineessä reunukset, tekstit ja muut pienet muodot kannattaa tehdä matalina, jotta ne eivät vaikeuta hiekkamuotin tekoa. Hyvä korkeus on 0,5-1,5 mm. Pienien muotojen toistuminen onnistuu paremmin voitelemalla muovimalli öljyllä ennen sen painamista hiekkaan.

Metallikoru viimeisteltiin viilaamalla ja hiomalla. Osa myös maalasi korunsa spray-maalilla ja hioi/kiillotti kohoumat maalaamisen jälkeen. Näin koruun saatiin ”patinointi”. Enää ei tarvinnutkaan kuin kiinnittä renkaat ja nauha, niin koru oli valmis.

Featured image  Featured image

Toutesuunnitteluprosessi voisi eri vaiheineen olla melko suoraan teollisuudesta. Featured image Featured image

Oppilaat olivat todella motivoituneita ja pääsääntöisesti innoissaan =)

Jouni

3D-laboratoriosta peliluolaan

Toukokuussa teknoluokan kevätretkellä oppilailla oli mahdollisuus päästä katsomaan, kuinka 3D-tulostusta hyödynnetään teollisuudessa ja lääketieteessä. OAMK:un uumenista löytyi niin suuri 3D-tulostin, että sillä voi tulostaa jopa ihmisen kokoisia esineitä. Myös the Cave oli nimensä veroinen. Toki jotakin piti päästä tekemäänkin. Monelle oli yllätys, että kermavaahdostakin voi tehdä ”3D-tulostuksia”!

kuva 10Muovisia työkaluja?kuva 11kuva 12kuva 53D-tulostusta

Matka jatkui Hesburgerin kautta oikeaan pelistudioon, Ludocraftiin. Alan ammattilaiset näyttivät, kuinka pelejä oikeasti suunnitellaan ja rakennetaan. Tietysti leikkimällä legoilla ja taistelemalla pehmustetuilla miekoilla… Tosi ammattilaiset voivat välillä leikkiäkin. Näin koodaaminen ja grafiikan tekeminenkin sujuu mukavammin.

kuva 1   kuva 2 kuva 6 kuva 3

Suuret kiitokset ammattikorkeakoululle ja Ludocraftille!