Úhly

Žáci druhého stupně ZŠ.

Projekt je určen pro středně pokročilé žáky. 

3D modelování: znalost práce Tinkercadu nebo jiném programu, který to umožňuje, tvorba  tělesa, děr, úprava rozměrů, kótování, spojení těles, řezání těles, zarovnání, export do formátu .stl 

3D tisk: běžná znalost PrusaSliceru, orientace před tiskem, umístění na podložku, slicování,  vytvoření souboru gcode, export na SD kartu 

Tisk 3D modelu: buď přes SD kartu nebo přes program Pronterface 

3D tiskárna: základní bezpečnostní pravidla, obsluha menu, zavedení filamentu, příprava na  tisk 

Cílem projektu bylo vytvořit 3D modely kruhových výsečí o velikostech 30, 45, 60, 90, 120, 180 a 360 stupňů. 

Výseče umožňují názorné sčítání a odčítání úhlů v matematice. 

Také je lze využít při vysvětlení pojmů ostrý, tupý, přímý a plný úhel

Software: Tinkercad, PrusaSlicer, Pronterface 

Hardware: notebook, 3D tiskárna, filament

Přípravná fáze: zadaný úkol musí odpovídat znalostem a úrovni žáků. Dle znalostí je  vhodné pracovat ve skupinách podle šikovnosti.

1. hodina: Vysvětlení pojmů - úhel, úhlová míra, sčítání a odčítání úhlů. Diskuse o velikosti kruhových výsečí a jejich umístění na podložku. Diskuse o barevném provedení. Grafický návrh na papír, návrh rozměrů výsečí. 

2. hodina: Tinkercad, 3D modelování. Vytvoření kruhové podložky 360° dle grafického návrhu a  navržených rozměrů. Doplnění podložky a kruhový okraj. Převedení do 3D rozměrů. Návrh by měl být v měřítku 1:1. Žáci  mohou využívat svých grafických návrhů. 

3. hodina: Tinkercad, 3D modelování. Tvorba kruhových výsečí 180° a 90°. Společná práce celé třídy s učitelem.

4. hodina: Tinkercad, 3D modelování. Tvorba kruhových výsečí 30°, 45°, 60°, 120°. Práce ve skupinách.

5. hodina: Tinkercad, finalizace modelů, export do .stl. Import do PrusaSlicer, slicování, export do  formátu gcode pro 3D tisk. 

Tisk jednotlivých modelů (buď přes SD kartu nebo přes program Pronterface) – tisk trvá přibližně 3 - 5  hodin (podle velikosti) a může probíhat mimo výuku. 

1/ Přípravná fáze:  

- sdělíme žákům základní informace: co je cílem práce, jaký bude mít smysl, co se  naučí, jaké bude využití výsledného díla. Tady můžeme využít jejich námětů. - rozdělení žáků do vyvážených skupin podle schopností.

2/ Návrh kruhových výsečí:  

- žáci si vytvoří na papír náčrt provedení výsečí, vymyslí adekvátní velikost kvůli manipulaci - doporučuji nechat žáky pracovat samostatně 

- na základě diskuse vybereme nejvhodnější rozměry modelů

- upozorníme žáky na nutnost dodržet přesný poloměr výsečí

- upozorníme žáky na možné problémy spojené s 3D tiskem 

3/ Tvorba základní výseče 360°: 

- ukážeme žákům návod a projdeme s nimi jednotlivé kroky ještě před tím, než  začnou sami pracovat 

- v případě potřeby budeme žákům promítat žákům jednotlivé kroky na projektoru a  modelovat společně 

- vytvoříme kruhovou podložku (válec), bude se jednat o základní výseč 360°, válec doplníme okrajem (trubka) pro vytvoření  “misky” 

- rozměry volíme takto: průměr válce 162mm, výška 3mm, vnější průměr trubky 166mm, tloušťka stěny 3mm, výška 7mm

- do středu trubky umístíme válec a obě tělesa seskupíme

- pro velikost úhlu použijeme nástroj text, zapíšeme velikost 360°

- velikost textu zvolíme úměrně velikosti výseče a umístíme do výseče, tak aby byl 2mm nad podložkou

- text převedeme do tvaru díra a s kruhovou výsečí seskupíme

- necháme žáky vyexportovat model do formátu .stl 

- vnitřní průměr tohoto modelu bude závazný pro všechny další výseče

4/  Tvorba dalších kruhových výsečí 180°a 90°: 

- ukážeme žákům návod a projdeme s nimi jednotlivé kroky ještě před tím, než  začnou sami pracovat

- k vytvoření výseče použijeme těleso válec

- nastavíme průměr válce na 159mm, (1mm zůstane jako vůle pro vložení do základní výseče), výška 3mm

- vytvoříme těleso kvádr (díra), kterým budeme válec řezat

- kvádr umístíme a otočíme přesně tak, abychom odřezali požadovanou velikost úhlu výseče

- obě tělesa seskupíme a tím výseč odřežeme

- pro popis velikosti úhlu použijeme nástroj text, zapíšeme příslušnou velikost

- dále postupujeme stejně jako v bodu 3

5/ Tvorba dalších kruhových výsečí: 

- ukážeme žákům návod a projdeme s nimi jednotlivé kroky ještě před tím, než  začnou sami pracovat

- rozdělíme žáky do skupin, každá skupina bude tvořit různou výseč (30, 45, 60, 120 stupňů)

- k vytvoření výseče použijeme těleso poloviční válec nebo válec

- nastavíme průměr válce na 159mm, (1mm zůstane jako vůle pro vložení do základní výseče), výška 3mm

- vytvoříme těleso kvádr (díra), kterým budeme válec řezat

- kvádr umístíme a otočíme přesně tak, abychom odřezali požadovanou velikost úhlu výseče

- obě tělesa seskupíme a tím výseč odřežeme

- pro popis velikosti úhlu použijeme nástroj text, zapíšeme příslušnou velikost

- dále postupujeme stejně jako v bodu 3

6/ Příprava k tisku: 

- soubor .stl naimportujeme do PrusaSliceru, umístíme na podložku

- v případě menších výsečí můžeme tisknou i po skupinách 

- slicujeme, před slicováním provedeme kontrolu

- Nastavení tisku: 0,15 mm QUALITY 

- Filament: Prusament PLA 

- Tiskárna: Originál Prusa i3 MK3S+ 

- Podpěry: žádné 

- Výplň: 15 % 

- vyexportujeme do gcode pro tisk 

- soubor uložíme na SD kartu 

7/ Tisk modelů: 

- SD kartu vložíme do tiskárny 

- vybereme potřebnou barvu filamentu a zavedeme ho do tiskárny (pro jednotlivé velikosti výsečí doporučujeme použít různé barvy filamentu)

- odešleme soubor na tisk 

- vyčkáme na nahřátí podložky a trysky, potom se rozjede kalibrace, potom se  rozjede tisk 

- tisk trvá úměrně velikosti modelu, cca 3 - 5 hodin 

- alternativou je tisk medaile přímo z notebooku přes program Pronterface 

8/ Zhodnocení práce: 

- po zhotovení výtisku v různých variantách dle prací žáků je vzájemně porovnáme 

- zhodnotíme, co se povedlo, co je třeba případně upravit