luonnontiede

9.-luokan projekteja

Koulumme ensimmäinen teknoporukka päättää peruskoulunsa ja suuntaa syksyllä kohti uusia haasteita. Tienraivaajien osa ei ole aina ollut helppo, mutta monenlaista on varmasti opittu ja yläkoulun edetessä on valmistunut hienoja projekteja, joista tässä pari.

  1. Humbucker-Single coil -Single coil

Vaihdoin sähkökitarani tallamikiksi kaksikelaisen, mutta myös yksikelaiseksi puolitettavan mikin, Seymour Duncanin Little 59 -mallisen stratocasterin tallamikin. Jotta mikin voisi puolittaa, tarvittiin myös uusi potikka/volume-kytkin. Kyseessä on siis niin sanottu HSS-kytkentä (Humbucker-Single coil-Single coil). Homma oli yllättävän haastava: juotoksia oli monia, ja ne täytyi tehdä pienessä tilassa. Erityisesti ongelmia tuotti ground-piuhojen juottaminen potikan kapeaan kylkeen. Itselläni ei mikkien vaihdosta ollut myöskään aiempaa kokemusta. Ongelmista huolimatta mikki saatiin toimimaan heti ensimmäisellä yrityksellä, ja homma pelittää.  

Humbuckerin (eli kaksikelaisen mikin) ja yksikelaisen mikin ero on se, että yksikelaiset mikit tyypillisesti kuulostavat kirkkaammilta ja terävemmiltä, ja niissä yleensä on enemmän attackia kuin kaksikelaisissa. Ensimmäiset kitaramikit olivat tosiaan yksikelaisia, ja Stratocaster-mallisissa kitaroissa (kuten omassani) on yleensä yksikelaiset mikit. Kaksikelaiset yleisesti kuulostavat lämpimämmiltä ja täyteläisimmiltä, sekä niissä on enemmän inputia kahden käämin vuoksi (mikkien toiminta perustuu siis sähkömagneettisen induktioon). Kaksikelaisissa on myös vähemmän huminaa suhteessa inputiin, koska käämit ovat kytketty vastavaiheisesti, eli toisen kelan napaisuus on käänteinen suhteessa toiseen. Vaihtamalla kitaran, jossa kaikki mikit ovat yksikelaisia, tallamikiksi humbuckerin, kitaraan saa enemmän monipuolisuutta ja erilaisia saundeja.                 – Otso Kotila –

Videolla demo mikkien soundierosta

     

      2. Pyörän uusi elämä

Koululle tarjotaan ajoittain lahjoituspyöriä kunnostettaviksi. Tässä projektissa laadukas, mutta jo hetken aikaa vähemmällä käytöllä ollut Crescentin  maasturi syntyi uudelleen sinkulana, eli yksivaihteisena pyöränä. Pyörän joustokeula oli ruostunut jumiin, liikkuvat osat kaipasivat huoltoa ja väritys päivittämistä. Konstan ideana olikin tehdä pyörästä mahdollisimman kevyt ja tyylikäs.

Projekti alkoi pyörän purkamisella sekä rungon ja osien hiomisella ja maalaamisella. Maaleina käytettiin Mastonin Decorative-sarjan maaleja, joilla osiin saatiin kullan kiiltoa ja metallinhohtavaa mustaa. Kaksi muuta isompaa kokonaisuutta oli uuden joustokeulan asennus  ja 24-vaihteisen voimansiirroon muuttaminen yksivaihteiseksi. Varsinkin voimansiirto aiheutti hieman harmaita hiuksia. Lopulta ketjunkiristysongelma ratkaistiin jättämällä alkuperäinen takavaihtaja kiristimeksi, se vain lukittiin oikeaan asentoon. Lisäksi takahammasrataskasetista rälläköitiin ylimääräiset hammasrattaat pois rumentamasta. Näin Crescent sai uuden elämän lisääntyneellä katu-uskottavuudella.

Jouni Karsikas

 

3D, valot ja ”vastukset”

Yhtenä seitsemännen tekonluokan aiheena oli tänä talvena 3D-mallinnuksessa harjaantuminen ja 3D-tulostimien käytön parempi haltuunotto. Tämä toteutettiin pienellä projektilla, jossa oppilaat suunnittelit oman pienen yö-/koristevalon. 3D-mallintaminen suoritettiin SketchUpilla ja tulostamisessa materiaalina käytettiin pääosin valkoista PLA:ta.

Valonlähteenä käytettiin erivärisiä superkirkkaita ledejä, joista osa oli vaihtuvavärisiä sateenkaariledejä tai kynttilänliekkiä matkivia loimuledejä. Samalla opittiin ledin etuvastuksen laskeminen. Sähköt ledeille saatiin USB-piuhalla.

Joukossa oli loistavia ideoita ja tässä muutamia parhaita toteutuksia. Joku saattaa tunnistaa Seinäjoelta lötyvää Aallon arkkitehtuuria oikeanpuoleisesta kuvasta.

Tuotemuotoilulla valoa ja tunnelmaa pimeyden keskelle

Palataanpa talveen ja aikaan, ennen etäopetusta. Talven pimeimpinä kuukausina me Pohjoisen asukit kaivataan lisää valoa ja tunnelmaa kaamoksen keskelle. Onneksi tekno-kolmoset eivät jääneet tästä neuvottomaksi, vaan yhdistivät voimansa ja aloittivat tuotesuunnitteluprosessin tunnelmallisten led-valaisinten loihtimiseksi. Materiaalina puu on meille suomalaisille tärkeä materiaali ja skandinaavisen muotoilun avainmateriaali, joten valaisimen rungon materiaaliksi valikoitui puu. Yhdistimme tuotteen työstämisen käsityöoppiaineeseen, jossa oppilaat pääsivät samalla tutustumaan puun työstämisen alkeisiin. Myös valaisimen elektroniikkaosa oli sopiva elektroniikan alkeiden opetteluun ja tuki sähköopin perusteiden hahmottamista.

Valaisimen rakenne ilman pleksiä päältä kuvattuna

Valaisimeen saadaan sähkövirta USB-johdon kautta. Lisäksi siinä on käytetty superkirkasta lediä sekä sille sopivaa vastusta. Valaisimen kotelona toimii kahdesta lankunpätkästä muodostettu kuutio, joiden väliin on rimojen avulla saatu tila ledille ja johdolle. Led heijastaa valoa akryylilevyn välityksellä, joka on sijoitettuna kotelon päälle. Tarkemmat ohjeet valaisimen tekoon löydät dokumenttikansiosta.

Käsityöoppiaineen lisäksi valaisinprojektissa hyödynnettiin kuvataiteen tunteja suunnitteluun ja tekniseen piirtämiseen. Lisäksi projektia käsiteltiin yrittäjyyskasvatuksen näkökulmasta tutustumalla yritysten toimintaperiaatteisiin ja tuotteiden valmistusprosessiin sekä suunnittelemalla oma yritys ja logo oman valaisimen ympärille. Valaisimet olivat esillä myös koulun joulujuhlassa, tuomassa valoa ja iloa juhlakansalle.

Tunnelmaa joulujuhlaan

Myös 5. luokan käsityötunneilla ollaan oltu tuotemuotoilun ja valaisinten suunnittelun äärellä. Töissä on hyödynnetty uudempaa teknologiaa perinteistä käsityötä kuitenkaan unohtamatta. Valaisinten valoa heijastavat kuvioinnit oppilaat suunnittelivat Inkscape-vektorigrafiikkaohjelmalla  ja työstivät lasertyöstökeskuksella. Rungossa oppilaat syvensivät puuntyöstön taitojaan harjoittelemalla jiiriliitoksen tekoa sekä viimeistelyä konein ja eri hiomakarheuksin. Kotelon sisällä on 4,5 voltin paristolla ja kahdella superkirkkaalla ledillä toimiva valaisinosa, mutta koteloon on helppo soveltaa oppilaan taidoista ja luokka-asteesta riippuen myös muunlaisia elektroniikkatoteutuksia. Pimeässä huoneessa valaisimen aukoista tunkeutuva valo luo mystisiä heijastuksia huoneen seiniin. Oppilaiden rajaton luovuus, erilaisten suunnitteluelementtien persoonallinen yhdistely sekä eri teknologioiden soveltaminen sai aikaan näyttävän Kajo-valaisin tuotesarjan, joista kiitos kuuluu innovatiivisille ja innokkaille designerinaluille vailla vertaa.

Kevään ryhmäläisten viittä vailla valmiita koteloita odottelemassa led-osan rakentamista ja oppilaiden paluuta kouluun.

Karoliina Nauha

Ilmasta voimaa – 5. luokan STEAM-projekti

5. teknoluokan syksyn ensimmäisessä teknologiaprojektissa perehdyttiin tuulimyllyihin ja -voimaloihin. Aloitimme työn etsimällä tietoa tuulimyllyistä ja -voimaloista ja löydettyjä tietoja esiteltiin luokassa toisille. Lopuksi kerätyt tiedot koostettiin seinälle tietopankiksi. Seuraavaksi ratkaistavaksi tuli varsinainen STEAM-haaste: Rakenna tuulimylly, joka jaksaa nostaa Lego-ukon 30 cm korkeuteen. Tätä haastetta oppilaat alkoivat ryhmissä ratkomaan hyödyntäen aiemmin tehtyä tiedonhakua.

Tuulimyllyjä lähdettiin ensin suunnittelemaan ottaen huomioon annetun haasteen tuomat reunaehdot mm. tuulimyllyn koosta. Suunnittelussa tuli huomioida myös tukevuus, toiminnallisuus ja esteettisyys. Erityisesti propellin koko, muoto ja materiaalin valinta askarruttivat aluksi, mutta kokeilujen kautta päädyttiin toimiviin ratkaisuihin. Rakentamisvaihe toteutettiin erilaisia käsityö- ja askartelumateriaaleja sekä -välineitä hyödyntäen. Kaikkien ryhmien rakentamat tuulimyllyt selvisivät annetusta haasteesta ja lisäksi ryhmät kisasivat toisiaan vastaan tuulimyllyjensä kyvystä nostaa mahdollisimman suuri punnus. Lisähaasteena oli rakentaa tuulivoimalan prototyyppi ja mitata sen tuottaman sähkön jännite yleismittarin avulla.

Kuvaesitys vaatii JavaScriptin.

Lisätietoa tästä ja muista alakoulun 3.-6. luokkien STEAM-haasteista löydät blogimme STEAM-osiosta.

Arto Hietapelto

 

ROBOTIIKAN ALKEITA JA ARJEN TEKNOLOGIAA STEAM-POLUN AVULLA

Rajakylän koululla aloitti syksyllä jälleen uusi teknologiapainotteinen 3. luokka. Syksy on alkanut uuden luokan toimintatapoihin tutustuessa sekä tekemällä yhdessä töitä toiset huomioivan, ahkeran ja positiivisen asenteen saavuttamiseksi. Oppilaat valitsivat luokallemme myös maskotin, tunturipöllön nimeltään Lumi, jonka apuna oppilaat vuoden mittaan ratkovat ongelmia eri teknologisissa pelastustehtävissä.

Oppilaat pääsivät heti lukuvuoden alkuun tutustumaan myös robotiikan ja ohjelmoinnin alkeisiin rakentamalla Lego Mindstorms -sarjalla Helppobotin ja tutustumalla EV3-ohjelmoinnin perusteisiin. Teknoluokalle pääsystä intoa puhkuvat oppilaat ottivat erilaiset robotille asetetut haasteet vastaan täynnä motivaatiota ja osoittivat olevansa täynnä tekemisen tarmoa ja janoisia oppimaan uutta. Apua etenemiseen saatiin myös 5. luokan teknoilta, jotka kokeneina ottivat ohjelmoinnin opettamisen pienemmille haltuun. Tätä ihmettelemään saimme myös joukon kiinalaisia vieraaksemme, jotka olivat tulleet tutustumaan koulumme teknologiapainotteiseen toimintaan.

Robotiikan lisäksi luokan teknotoiminta on saatu käynnistettyä arjen teknologioihin tutustumalla. Tähän apuna on ollut Rajakylän STEAM-polku, joka on toteutettu lukuvuonna 2018-2019 Opetushallituksen myöntämän STEAM-hankkeen puitteissa. STEAM-polulla on yhteensä neljä 3.-6. -luokkalaisille tarkoitettua ongelmanratkaisuhaastetta liittyen johonkin todelliseen elämäntilanteeseen, johon suunnittelun, rakentamisen, teknologian ja luonnontieteen mittausten avulla pyritään löytämään ratkaisuja perus askartelu- ja käsityövälinein sekä kehittämällä ratkaisuja prototyyppitasolta eteenpäin.

3. luokkalaisille haasteena oli Vettä janoisille -projekti, jossa oppilaiden tuli rakentaa keksintö, jonka avulla vettä saadaan kuljetettua lähteeltä kylään tai puhdistettua kosteikon vettä juomakelpoiseksi. Ensin oppilaat lähtivät kehittelemään pienoismallia vesijohtoverkostosta mehupilliputkistoineen ja vesitorneineen, jotta vesi saataisiin siirrettyä ja jaettua suoraan kylän eri taloihin. Toisena oppilaat rakensivat itse suodattimen 1,5 litran pullosta laittamalla sinne kerroksittain suodattavia materiaaleja likaisen veden puhdistamiseksi. Lopuksi projektin tuloksia testattiin liittämällä ne ympäristöopin opetussuunnitelman sisältöihin ja työtapoihin mittaamalla muun muassa, montako desilitraa puhdasta vettä pienoismalli tuotti minuutissa, tutkimalla vesinäytteitä sekä tutustumalla veteen ilmiönä. Vesiprojektin huipennuksesi saimme vielä vierailija Oulun vedeltä kertomaan alueemme vesihuollosta, jota seuraamaan saatiin 3. luokan teknojen lisäksi myös 5. luokan teknot.

Lisätietoa muista STEAM-haasteista löydät Materiaalipankin STEAM-polulta

Karoliina Nauha

Tietokone on osista tehty

6A-teknoluokkalaiset ovat ottaneet tänä syksynä totuttua suoraviivaisemman lähestymistavan tieto- ja viestintätekniikkaan. Lähestyimme tällä kertaa tietokoneita ruuvimeisseleiden ja porakoneiden kanssa.

Koulun vanhojen läppäreiden sisältä löytyi huomattava määrä elektroniikkaa. Jotkut osat, kuten emolevy, prosessori, DVD-asema ja kovalevy olivat selvästi tunnistettavissa, mutta esim. BIOS-piirin tai integroidun näytönohjaimen löytäminen oli haastavampaa. Osista kerätään näyttely Mediateekin seinälle, jotta myös muut oppilaat pääsevät tutustumaan tietokoneen sisuskaluihin.

IMG_2046img_2409.jpeg

3D-tulostimen hankinta peruskoulussa

3D-tulostus on yksi nopeimmin kehittyviä ja kasvavia valmistusteknologiota. Kyseessä on valmistusteknologia, joka jo tällä hetkellä koskee jokaisen ihmisen elämää jollain tavalla. Kouluprojekteihin 3D-tulostus avaa ihan oman ulottuvuuden. Yhtäkkiä onkin mahdollista tehdä asioita, joista ei ole osannut edes uneksia. Kirjoituksen tarkoituksena on avata aihealuetta kokonaisuutena. Jutussa on paljon linkkejä, joista voi syventää tietämystään tulostukseen liittyvissä asioissa sekä löytää materiaalia oman opetustyön tueksi.

3D-tulostuksen perustoimintaperiaate on kolmiulotteisen kappaleen rakentaminen kerroksittain ainetta lisäämällä. Kappale tulostetaan tietokoneella suunnitellun 3D-mallin mukaan. Toimivia materiaaleja on paljon: mm. lukemattomat muovit, teräs, titaani, alumiini, lasi, betoni sekä erilaiset komposiitit kuten hiilikuidun ja eri muovien yhdistelmät. Peruskoulukäytössä tulostetaan käytännössä muoveja.

Tällä hetkellä 3D-tulostusta käytetään teollisuudessa ennen kaikkea tuotesuunnittelussa prototyyppien valmistukseen. Lisääntyvissä määrin sitä käytetään myös pienissä tuotantosarjoissa ja varaosien tulostamisessa. Myös yhä useammasta kodista löytyy tulostin, harrastajaluokan laitteiden muututtua halvemmiksi viime vuosien aikana.

 

Mitä hyötyä 3D-tulostuksen opettamisesta on ja mitä sen kautta voi oppia?

Tässä joitain asioita, jotka liittyvät 3D-tulostukseen ja sen avulla oppimiseen:

  • tietokone avusteinen suunnittelu (CAD)
  • 3D-mallinnus ja kolmiulotteinen hahmottaminen
  • geometria, muodot, mittaaminen ja päässälasku
  • muotoilu
  • prototyyppien valmistus tuotesuunnitteluprosessissa
  • materiaalitekniikka (muovit ja komposiitit)
  • erilaiset rakenteet ja lujuusoppi
  •    tutustuminen 3D-tulostuksen eri käyttösovelluksiin mm. teollisuudessa, lääketieteessä ja rakentamisessa

 

Esimerkkiprojekteja

Omien tuotteiden valmistamien 3D-tulostimella sisältää kaksi osiota: 3D-mallintamisen ja 3D-tulostamisen. Useimmiten oppilaiden projekteissa n. 80% ajasta ja vaivasta kuluu mallintamiseen, ja loput tulostamiseen. Projektien keskiössä on siis 3D-mallinnus ja tulostimet tekevät parhaassa tapauksessa sen mitä käsketään.

Alakoulun puolella 3D-tulostimet ovat olleet teknologiapainotteisten luokkiemme käytössä. Toteutettu on mm. kuvataiteen, äidinkielen ja teknisen työn yhteisprojekti, missä oppilaat käsikirjoittivat tarinan, suunnittelivat tarinan hahmojen ulkoasun sekä mallinsivat hahmot tietokoneella. 3D-mallit tulostettiin 3D-printterillä ja maalattiin. Lopuksi oppilaat tekivät hahmoilla animaatioelokuvan käsikirjoituksen mukaisesti. Teknisessä käsityössä kaikille oppilaille opetetaan 3D-mallinnuksen perusteet ja tulostetaan pieni itsesuunniteltu tuote. (https://rajakylatekno.wordpress.com/2014/04/09/suunnitelmasta-tuotteeksi/)

Yläkoulun puolella 3D-tulostusta on käytetty eniten teknisen käsityön opetuksessa. Seitsemännen luokan oppilaiden kanssa on harjoiteltu 3D-mallinnusta koruprojektin avulla. Toinen hyvä 6.-7.luokkien projekti on ollut leimasimen valmistaminen kankaanpainantaan. 8.- ja 9.-luokan valinnaisissa on tehty osia oppilaiden omiin projekteihin. 3D-tulostusta voi hyödyntää myös kuvataiteen muotoiluun liittyvissä tehtävissä. Tekstiilityössä puolestaan voi tulostaa vaikkapa uniikit napit omaan asuun ja molemmissa edellä mainituissa hyödyntää tulostettuja painolaattoja ja -rullia.

Koruprojekti                                                                                                                             https://www.youtube.com/watch?v=MEcvuBwnKVM

Tällä videolla enemmän koulumme tulostusprojekteja                                                             https://www.youtube.com/watch?v=6kKCTKTn2cM

 

3D-mallinnusohjelmat

Kaikki lähtee liikkeelle 3D-mallinnuksesta. Peruskoulukäyttöön soveltuvia ilmaisia mallinnusohjelmia on jo useita. Tällä hetkellä käytämme 3.-5. luokilla selainpohjaista TinkerCad:ia ja siitä eteenpäin SketchUpMake-ohjelmaa. Googlen palveluja hyödyntäville kouluille kätevä on selainpohjainen SketchUp. Joissain koulussa käytetään DesingSpark- tai Fusion 360-ohjelmia.

Ensimmäinen aloituskerta on yleensä täysin opettajajohtoinen, mutta ainakin SketchUpin kanssa on hyvä käyttää tutoriaalivideoita opiskeluun. Tällöin oppilaat voivat edetä harjoittelussa omaan tahtiin ja oppilaiden auttaminen on myös helpompaa. Suurin osa seitsemännen luokan oppilaista on oppinut SketchUp:in peruskäytön siten, että pystyvät suunnittelemaan omia töitään sen avulla. Seitsemännellä luokalla olemme perusharjoitteluun käyttäneet 3-4 x 135min. Hyödynnämme SketchUp-ohjelmaa teknisessä käsityössä paitsi 3D-tulostus kappaleiden mallintamiseen, niin myös mittapiirustusten tekoon lähes kaikissa yläkoulun projekteissa. Oppilaan mallinnettua oman työnsä, hän merkkaa siihen mitat ja tulostaa mittapiirustukset paperille.

Tästä linkistä löytyy materiaalia 3D-mallinnuksen ja 3D-tulostuksen perusteiden opettamiseen. Lisäksi tuolta löytyy SketchUp-itseopiskeluohje, jossa tallennusosio on O365 ympäristöön. Näitä voi vapaasti muokata opetuskäyttöön kunhan alkuperä näkyy. https://rajakylatekno.wordpress.com/opettajan-materiaalipankki/3d-mallinnus-ja-tulostus/

Linkit mallinnusohjelmiin

TinkerCad: https://www.tinkercad.com/#/

Selainpohjainen SketchUp: https://www.sketchup.com/products/sketchup-free

SketchUp: https://www.sketchup.com/download/all

DesingSpark:  https://www.rs-online.com/designspark/mechanical-download-and-installation

Fusion 360: https://www.autodesk.com/products/fusion-360/students-teachers-educators

 

Tulostimien ohjausohjelmat

Tulostimien ohjausohjelmat kehittyvät nopeasti ja ovat jo sillä tasolla, että yläkoulun oppilaat pystyvät käyttämään niitä lyhyellä perehdytyksellä tulostamisessa. Perusjuttuja pystyy tekemään melko helposti, mutta toisaalta 3D-tulostuksessa on todella paljon erilaisia muuttujia ja säätömahdollisuuksia. Esimerkiksi haastavampien muotojen tulostaminen, tai eri materiaalin käyttö vaatii aikaa perehtymiseen.

Kolme yleisintä tulostimien ohjausohjelmaa ovat RepetierHost, Cura ja Simplify 3D. RepetierHost ja Cura ovat ilmaisia ja Simplify 3D maksullinen. Kaikki ohjelmat toimivat koulukäytössä hyvin, mutta omasta mielestäni RepetierHost on intuitiivisin oppilaille.

Oman näkemykseni mukaan on pedagogisesti hyvä, että 3D-tulostin on kiinni tietokoneessa. Tällöin kappaleen tulostimen lämpötilojen ohjaus, yms. on reaaliaikaista ja havainnollista. Toinen vaihtoehto on siis säätää tulostettavan kappaleen asetukset suunnittelukoneella ja siirtää tulostettava tiedosto muistikortilla, muistitikulla tai wifi-yhteydellä itsenäisesti toimivalle tulostimelle. Toki niitäkin pystyy yleensä säätämään tulostuksen aikana, jos tulostimessa on näyttö.

Tulostusnopeus voi olla joskus pullonkaula, mutta siinä auttaa useampi tulostin. Jos koko opetusryhmä tekee jotain tulostettavaa, on pedagogisesti järkevää olla vähintään kaksi tulostinta, joita käytetään yhtä aikaa. Useammastakaan ei ole haittaa. Tällä hetkellä koulullamme on kolme tulostinta, jolloin itse tulostus ei ole yleensä hidasta projekteja. Koruprojektissa olen rajannut kappaleen maksimikooksi noin 5x40x40mm. Keskimääräinen tulostusaika projektissa on ollut n.10 min. Isommissa projekteissa isompien kappaleiden tulostaminen vie helposti useita tunteja, joten tulostus käynnistetään tunnilla ja tulostuksen aikana työstetään projektin muita osa-alueita eteenpäin.

Tulostusnopeuteen pystyy vaikuttamaan myös eri asetuksilla. Tärkeimmät kaksi ovat tulostuksen kerrospaksuus ja kappaleen täyttöaste. Yleisimmät kerrospaksuudet koulukäytössä ovat 0.1, 0.2 ja 0.3mm. 0,1mm kerrospaksuus on paikallaan kun halutaan sileä sivupinta (esim. korun valumalli) ja 0,3mm kun halutaan mahdollisimman nopea tulostus ja pinnan laadulla ei ole niin väliä (esim. leimasin). Aika ja kerrospaksuus ovat kääntäen verrannollisia. Esim. yhden tunnin tulostus 0,3 mm kerrospaksuudella muuttuu lähes kolmen tunnin tulostukseksi, kun kerrospaksuus pudotetaan 0,1mm:iin. Täyttöasteprosentti kertoo puolestaan kuinka suuri osa kappaleen sisuksesta täytetään tulostettaessa. Mitä suurempi osa kappaleen sisuksista täytetään, sitä kauemmin aikaa tulostamiseen tietenkin kuluu. Käytämme oppilastöiden tulostukseen pääsääntöisesti 15%:in täytöastetta, jolloin tulostus on nopeaa ja kappaleen kestävyys on yleensä riittävä. Tällä täyttöasteella kappaleen sisälle tulostuu tukiverkko, jonka silmäkoko on n. 5x5mm. Suurempaa lujuutta vaativissa kappaleisssa täyttöasteen voi nostaa vaikka 100%:iin.

3D-tulostus on hyvä apu moneen tuotesuunnittelu- ja muotoiluprojektiin. Se mahdollistaa rakenteet, joita ei ole aikaisemmin pystynyt kouluympäristössä tekemään, kuten oppilaan itse suunnittelemat persoonalliset elektroniikan laitekotelot. Oppilaiden motivaatiotaso on myös ollut tulostusprojekteissa korkea. Kaiken kaikkiaan 3D-tulostus avaa kokonaan uuden ja mielenkiintoisen maailman.

 

3D-tulostimen hankinnassa huomioitavaa

Selvitä seuraavat asiat ennen ostopäätöstä:

  • Käyttäjien ja käytön määrä? Yksi vai useampia tulostimia?
  • Yksi vai useampia tulostussuuttimia? Kahden suuttimen suurin etu on tällä hetkellä veteen liukenevan tms. tukimateriaalin käyttö. Kaksiväritulostus on ohjelmallisesti vielä liian hankalaa suurimmalle osalle oppilaista ja opettajista.
  • Käytetäänkö tietokonetta tulostimen ohjaamiseen vai käytetäänkö tulostinta itsenäisenä yksikkönä?
  • Tapahtuuko tiedostojen siirto Wifillä, USB-tikulla, muistikortilla vai onko tietokone kiinni tulostimessa? Tarkista yhteensopivuudet.
  • Käyttöönoton helppous?
  • Perehdytyskoulutuksen saatavuus? Jos aikaisempaa kokemusta ei ole, niin hanki perehdytyskoulutus. Hinnat 150-800€ riippuen tarjoajasta ja koulutuksen pituudesta.
  • Tulostimen kalibroinnin helppous?
  • Tulostuslangan vaihdon helppous?
  • Tuetut tulostusmateriaalit? Useampi parempi.
  • Onko mahdollisuus käyttää yleistä 1.75mm tulostuslankaa vai onko tulostinvalmistajalla oma lanka-/kasettijärjestelmä?
  • Toimintavarmuus?
  • Tulostimessa pitäisi olla lämmitettävä tulostusalusta.
  • Tulostusalueen suuresta koosta ei koulukäytön aikaresurssin takia ole paljoa hyötyä. 150mm tai 200mm suuntaansa mielestäni riittää.
  • Laitteen perushuollon helppous ja varaosien saatavuus?
  • Kotimaisuus ja kotimainen tuotetuki?
  • Miten takuuajan huolto/korjaus on järjestetty?
  • Miten Huollot ja korjaukset onnistuu takuuajan jälkeen?
  • Hinta?
  • Kuinka äänekäs? Hiljaisen työskentelyn tilaan ei kaikkia tulostimia voi sijoittaa.
  • Tulostimelle pitää koulukäytössä olla kohdepoisto, tai muuten huomioitava käry ja pienhiukkaspäästöt. https://www.ttl.fi/uudet-ohjeet-nain-tyoskentelet-turvallisesti-3d-tulostinten/

                      Esimerkki tulostimien kärynpoiston järjestämisestä. Kuva Tuomo Einiö

 

Tulostimien vertailua

Eri tulostinmalleja on suomessakin saatavana useita kymmeniä, tai jopa satoja erilaisia. Koostin alla olevaan taulukkoon perustietoa itse testaamistani tulostinmalleista. Lisäksi olen keskustellut joka koneen kohdalla vähintään kahden konetta käyttäneen kanssa. Jokaista näitä laitetta on käytössä suomen peruskouluissa ja minkä tahansa laitteen voi hankkia. Jokaisessa laitteessa on omat hyvät ja huonot puolensa, joita yritän valaista alla olevassa taulukossa. Tällä hetkellä kaikkia tulostimia saa Suomesta, tuotetuki on Suomessa ja huolto toimii ainakin jollakin tavalla.

Mielenkiintoista on ollut myös se, että jokaisesta listalla olevasta tulostinmallista on sekä hyviä, että huonoja kokemuksia. Ulkomaisissa koneissa ongelmat ovat yleensä liittyneet kokoonpanon laatuun ja siihen liittyviin virheisiin sekä toisaalta varaosien hitaaseen saatavuuteen ja takuuhuoltojen hitauteen. Kotimaisilla koneilla ongelmat ovat liittyneet valmistussarjojen alkupään koneisiin, joiden lastentauteja on korjattu. Nyt laitteet on saatu toimimaan jo hyvin. Toisaalta myös kaikenlainen tuotetuki varaosineen ja huoltoineen on toiminut kotimaisilla koneilla kokemusten mukaan hieman paremmin.

Kaikkiin taulukossa oleviin tulostimiin on myös saatavissa perehdytyskoulutus Anycubicia lukuunottamatta. Toisaalta siihenkin löytyy hyvät ohjeet ja koneen käyttöönotto oli kohtalaisen helppoa. Kaksi seitsemännen luokan tyttöä kasasi tulostimen yhdellä oppitunnilla ja ohjelmien asentamiseen ohjeiden mukaan sekä kalibrointiin meni n. 20min. Tämän jälkeen tulostin oli käyttövalmis.

Taulukon viimeisenä on Minifactory MF3, jonka valmistus on jo lopetettu. Otin se taulukkoon kuitenkin vertailun vuoksi, koska se on edelleen yksi yleisimpiä tulostimia peruskouluissa ja itsellä on eniten kokemusta siitä. Toinen taulukon ”ulkopuolinen” on XYZ Da Vinci 1.0 pro 3in1, jossa on tulostin, 3D-skanneri ja pienitehoinen laserkaiverrin yhdessä. Pelkäksi tulostimeksi en laitetta suosittele, mutta pienen koulun yleislaitteena sekin menettelee.

Jos ulkomailta tilaaminen onnistuu, niin hyviä koulukäyttökokemuksia löytyy mm. Prusa i3 mk2- ja mk3-tulostimista. Yksi harkinnan arvoinen laite voisi olla myös RoboxDual. Ensimmäinen Robox oli susi mekaanisen laadun osalta, mutta yhden käyttäjäkokemuksen perusteella ensimmäisen version laatuongelmat on saatu korjattua uuteen Dual-versioon.

Opiskele 3D-tulostuksesta lisää MiniFactory:n erinomaisilta soittolistoilta YouTube:ssa. Kaikille soveltuvia ovat mm. materiaalit ja ongelmatilanteet. https://www.youtube.com/user/miniFactoryFI/playlists

 

Juttuja 3D-tulostuksesta

http://www.lut.fi/documents/10633/335186/140512+Firpa+Annual+Meeting+2014+Mika+Salmi.pdf/3393d84c-4691-4774-90b2-0d0c844c14f1

http://www.tiede.fi/artikkeli/jutut/artikkelit/tulostin_printtaa_uuden_ihon

http://tieku.fi/teknologia/3d-tulostus/ennatys-uusi-lentokone-sisaltaa-tuhat-3d-tulostettua-osaa

http://www.mtv.fi/uutiset/kotimaa/artikkeli/imatralaislaite-on-ainoa-maailmassa-ja-saattaa-mullistaa-koko-rakennusteollisuuden/5197868

 

Jouni Karsikas

Yritysvierailuista suuntaa ammatinvalintaan

Vierailimme yhdeksännen luokan teknisen työn valinnaisryhmän kanssa kahdessa Oululaisessa yrityksessä ennen yhteishakua. Oppilaat olivat vaikuttuneita Bittiumin kehittämistä huippukestävistä ja -turvallisista viestintäjärjestelmistä. Pääsimme mm. testilaboratoriosta konkreettisesti näkemään miten viranomais- ja sotilaskäyttöön kehitetty älypuhelin kestää iskuja testilaitteistossa.  Ja hyvinhän se kesti, tavalliset puhelimet olisivat olleet päreinä yhdestä iskusta.

 

 

 

 

Toinen vierailukohde oli hienomekaniikka-alan yritys Mectalent. Se valmistaa tilaustyönä muille yrityksille metallituotteita CNC-työstöä hyväksikäyttäen. Kymmenet isot CNC-koneet ja niillä valmistetut kirurgiset apuvälineet, erilaiset aseiden ja koneiden osat saattoivat sytyttää kipinänä ja tulevia metallialan ammattilaisia.

Molemmissa yrityksissä kokeneet ammatilaiset kertoivat oppilaille työelämästä ja ennen kaikkea  tärkeistä työelämätaidoista.

Jouni Karsikas

 

Talo Masalle

Neljän päivän intensiivisen työskentelyn jälkeen viitosluokkalaiset saivat viimein valmiiksi talon luokan lemmikki-triceratopsille, Masalle. Talossa on viisi huonetta: Makuuhuone, olohuone, sauna, discohuone ja lääkärihuone. Näillä luulisi yhden liitukautisen jättiläisen pärjäävän.

Huoneiden sisustus on tyrmäävä, mutta parasta talossa on automaattiset järjestelmät: Kun ohjain-Micro:bitin A-painiketta painaa, lähtee radiosignaali huoneissa oleviin Micro:biteihin, jotka käynnistävät automaattisia järjestelmiä: Discotilassa läpinäkyvän akryylilattian alla pyörivät ledit sateenkaareen kaikissa väreissä. Makuuhuoneen ovi aukeaa servomoottorin avulla ja olohuoneen kattokruunu alkaa hohtaa punaisena. Niin, ja tietenkin myös kiuas tärähtää päälle!

Suuret kiitokset LET-maisteriohjelman opiskelijoille hienosta projektista! Näitä lisää! Lähetetäänkö seuraavaksi Masa avaruuteen? Vai mitä keksitään? Kalautetaan viisaat päät lujasti yhteen!

Artikkelikuva: Wikimedia Commons

Tee se itse VR-lasit

VR tarkoittaa paitsi Valtion Rautateitä, myös virtuaalitodellisuutta, Virtual Reality:ä. Siinä ajatus on upottaa käyttäjä digitaalisesti luotuun todellisuuteen (Immersio). Käyttäjä voi katsella ympärilleen, liikkua ja toimia virtuaalitodellisuudessa virtuaalilasien kautta. Laseja on laaja kirjo, joista kenties tunnetuimpia ovat mallit Samsung Gear VR, Playstation VR ja HTC VIVE. Kalliit laitteet tarjoavat tarkan, sujuvan ja immersiivisen virtuaalitodellisuuskokemuksen, mutta myös pikkurahalla pääsee kurkistamaan virtuaalimaailmaan.

Mobiili VR:ssä kännykästä tehdään virtuaalitodellisuuslaite lataamalla siihen asiaan kuuluva sovellus ja asettamalla se VR-silmikkoon. Silmikossa on linssit, joiden läpi käyttäjä katsoo kännykän ruutua. Kun ruudulla pyörivän videon tai pelin näkymä jaetaan sopivasti erikseen molemmille silmille, syntyy stereonäön tuottama syvyysvaikutelma. Kännykässä olevan gyroskoopin kautta sovellus mukautuu käyttäjän pään liikkeisiin, jolloin tämä voi katsella ympärilleen virtuaalisessa maailmassa tai 360-videossa.

Mobiili VR:n pääset helposti käsiksi Googlen nerokkaan Cardboard:n kautta. Vastaavat virtuaalilasit voit valmistaa helposti itsekin, joko leikkaamalla pahvista Googlen vapaasti jaettavan mallin mukaan tai rakentamalla Rajakylän teknoluokan suunnittelemat premium-mallin mobiili VR-lasit.