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Uso educativo de las TIC

El taller “Modelado e impresión 3D” es una iniciativa formativa destinada a profesorado y alumnado a partir de 10-12 años cuyo propósito es la iniciación al diseño e impresión de objetos usando una impresora 3D.

Objetivos del taller

  • Familiarizarse con las posibilidades educativas del uso de la impresión 3D en el aula.
  • Iniciarse en el diseño básico de objetos tridimensionales utilizando un software CAD: SketchUp, TinkerCad o 123D Design.
  • Aplicar el procedimiento de exportación de un objeto 3D diseñado a formato compatible con la impresora 3D usando el software Cura o Repetier.
  • Conocer los detalles básicos de estructura, materiales y funcionamiento de una impresora 3D.
  • Integrar el diseño e impresión 3D en distintas iniciativas educativas.
  • Participar en una experiencia de aprendizaje constructivo que resulte motivadora

¿Cómo funciona una impresora 3D?

En la actualidad existen distintas tecnologías de impresión 3D. Sin embargo el tipo de impresora 3D basado en la extrusión de filamento plástico es el más popular por su facilidad de aplicación y su reducido coste. Una impresora 3D sería en este caso un dispositivo electrónico que permite crear un objeto sólido tridimensional mediante un proceso de adición de material por capas. Los materiales que se utilizan para imprimir son muy variados aunque los más utilizados son el filamento de PLA y de ABS. La impresora 3D genera un objeto a partir de un modelo digital diseñado con un ordenador mediante un software de edición o bien creado a partir de un modelo físico mediante un escáner digital 3D.

Aplicaciones educativas de la impresión 3D

La impresora 3D ha experimentado un auge considerable por sus interesantes aplicaciones en múltiples ámbitos de la vida empresarial, profesional y personal. En medicina se utiliza para fabricar piezas de instrumental médico, implantes y prótesis. En el hogar se puede utilizar para crear juguetes y accesorios como carcasas de móviles, herramientas, llaveros, etc. En arquitectura se replican maquetas que anticipan una vista previa de la construcción real. El mundo de la moda (ropa, calzado, bisutería, etc) utiliza los modelos impresos como muestras de diseño. En la cocina y especialmente en la repostería se fabrican elaborados preparados utilizando impresoras 3D que extruyen chocolates, cremas, natas, etc.

En el ámbito educativo el uso de la impresora 3D se puede justificar en distintas áreas si nos centramos en la utilidad del producto final elaborado. Mediante esta máquina es posible fabricar réplicas de múltiples objetos: una célula, un fósil, un hueso, un átomo, un edificio románico o gótico, un volcán, etc. etc. El profesorado puede obtener con mayor o menor facilidad todo tipo de objetos y en un número considerable de unidades con intención de mejorar en el alumnado la comprensión de formas, estructuras, etc mediante su manipulación concreta. Esto por sí solo ya puede justificar un proyecto de uso escolar de este novedoso dispositivo.

Al principio se requiere adquirir ciertos conocimientos teórico-prácticos del proceso de modelado e impresión 3D por parte del profesorado y alumnado. Precisamente la adquisición de estas destrezas es el propósito de este taller. Sin embargo una vez superada esta fase de familiarización lo deseable es llegar a utilizar la impresora 3D con un nivel tan cotidiano y normalizado como si se tratase de una impresora en papel.

Justo en ese momento se evolucionará hacia la creatividad de modelos y a su integración en proyectos educativos más amplios. La impresora 3D pasaría a ocupar un plano secundario como corresponde al de la buena tecnología “transparente”. Surge así otra perspectiva de uso, alternativa al enfoque orientado a producto, quizás mas enriquecedora desde el punto de vista educativo. Esta consiste en poner el foco no tanto en el producto final sino más bien en el valor educativo del proceso creativo. Se trataría de utilizar la impresora 3D para desarrollar un proyecto constructivo, creativo, interdisciplinar y colaborativo protagonizado por el propio alumnado con intención de …

  • Fomentar la creatividad y la capacidad para resolver problemas. El alumnado desarrolla la competencia para resolver problemas de la vida cotidiana y laboral construyendo con la impresora 3D sus propias soluciones de una forma creativa e innovadora.
  • Desarrollar la imaginación y percepción tridimensional. La impresión 3D aporta el valor adicional de la perspectiva tridimensional contribuyendo a mejorar en el alumnado la percepción, representación e imaginación espaciales.
  • Generar mayores dosis de participación individual y colectiva. El uso de la impresora 3D puede proporcionar una experiencia de aprendizaje más lúdica y participativa. Los alumnos exploran de forma conjunta estas soluciones con la ayuda del docente.
  • Incrementar el interés del alumnado. El aprendizaje constructivo con este tipo de dispositivos favorece una mayor motivación.
  • Desarrollar proyectos colaborativos y de emprendimiento. El uso de la impresora 3D facilita al alumnado y profesorado la fácil fabricación de productos. En torno a esta actividad es posible que el alumnado gestione en equipos su propia micro-empresa trabajando y formándose en sus múltiples aspectos organizativos: investigación, diseño, marketing, financiación, contabilidad, fabricación, comercialización, etc.

Proceso de diseño

En este taller se propone trabajar el proceso creativo completo para modelar e imprimir un objeto 3D. Los pasos de este proceso serían:

  • Paso 1. Modelado 3D. Diseño de un objeto tridimensional usando un programa específico como Sketchup o 123D Design o bien la herramienta en línea TinkerCad. Como paso previo se puede realizar un boceto de la figura con lápiz y papel.
  • Paso 2. Laminado. Se utiliza un programa como Cura Ultimaker o bien Repetier para transformar un archivo (*.OBJ, *.STL, *.DAE, etc) elaborado con un programa de diseño 3D (Sketchup, Tinkercad, etc) en un archivo laminado *.GCODE que la mayoría de impresoras 3D pueden interpretar para imprimir la figura.
  • Paso 3. Impresión 3D.  El archivo *.GCODE se copia a la tarjeta SD y luego se inserta en la máquina para imprimirla la pieza. Otra posibilidad es conectar la impresora mediante cable USB al ordenador para enviar directamente este archivo a la impresora.

Contenidos del taller

  1. ¿Qué es una impresora 3D?
  2. Aplicaciones educativas de la impresión 3D
  3. Proceso de diseño
  4. Modelado 3D con Sketchup
  5. Modelado 3D con TinkerCad
  6. Modelado 3D con 123D Design
  7. Laminado con Cura Ultimaker
  8. Laminado con Repetier Host
  9. Impresión 3D con BQ Prusa i3
  10. Impresión 3D con BQ Hephestos 2
  11. Impresión 3D con SunHokey Prusa i4
  12. Kit de herramientas para impresión 3D
  13. Resolución de problemas con la impresora 3D

Materiales

 

Fernando 19-Mar-2017

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