3D-печать для школ: учебные пособия и STEM-проекты

Схема сердца на доске даёт информацию. Сердце размером с кулак, которое раскрывается на четыре камеры, даёт опыт, а опыт ученики запоминают. Чтобы получить такие модели, школе не нужен собственный принтер: локальная студия напечатает пособия, детали для соревнований и ученические проекты под заказ. Разбираем, что работает в классе, какие материалы безопасны для детей и как школа оформляет заказ на практике.

Почему физические модели по-прежнему выигрывают

Экраны в образовании повсюду, но осязание остаётся самым быстрым путём к пониманию формы. Напечатанная модель:

• Позволяет держать в руках сечения, вращать молекулы и складывать дроби.
• Выдерживает тридцать пар рук в день, в отличие от бумаги и пенопласта.
• Масштабируется: митохондрия высотой 20 см, горный хребет 30 см, шестерёнка 10 см.
• Стоит в разы дешевле каталожных пособий, особенно по темам, которых в каталогах нет.
• Может быть напечатана по файлу самого ученика, и тогда урок превращается в проект.

Пособия по предметам

Биология и анатомия. Черепа, кости, сердце со съёмными камерами, растительная клетка с подписанными органеллами, двойная спираль ДНК, насекомые в десятикратном увеличении.

Химия. Наборы молекул с защёлкивающимися атомами и связями, модели кристаллических решёток, плитки таблицы Менделеева.

Математика и геометрия. Правильные многогранники, сечения конуса и цилиндра, наборы для сравнения объёмов, круги дробей, тактильные графики для слабовидящих учеников.

Физика. Блоки и полиспасты, зубчатые передачи, демонстраторы рычага, модели волн, орбиты планет, запчасти для старого лабораторного оборудования.

География и история. Рельефные карты региона, топографические модели гор, макеты памятников, копии артефактов, которые можно свободно брать в руки.

Языки и начальная школа. Плитки с буквами кириллицы, латиницы и казахского алфавита, счётные кубики, танграмы, карты-пазлы.

Рельефная карта своего региона входит в число самых популярных просьб. Fantasy Lab 3D может построить её по открытым данным о высотах, напечатать с преувеличенным рельефом, чтобы горы читались отчётливо, и добавить названия населённых пунктов рельефным текстом.

STEM-проекты и соревнования

Кружки робототехники и инженерные факультативы остаются самыми активными пользователями 3D-печати. Типичные заказы:

• Шасси, ступицы колёс, крепления датчиков и захваты для соревнований по робототехнике.
• Переходники, которые соединяют детали конструктора с «чужими» компонентами: конкретным мотором или телефоном.
• Кузова моделей машин, тестовые образцы для конкурсов мостов, лопасти ветряков, обтекатели ракет.
• Корпуса для проектов на Arduino и micro:bit с вырезами точно под плату.
• Прототипы для научных ярмарок и школьных стартап-конкурсов.

Ученики проектируют в бесплатных Tinkercad или Onshape, экспортируют STL, и школа отправляет файл на печать. Студия проверяет файл, предупреждает о тонких стенках или висящих в воздухе элементах и печатает. Момент, когда собственный дизайн возвращается в виде предмета, часто и решает, что ребёнок пойдёт в инженерию. Для старшеклассников и студентов с дипломными проектами есть отдельная статья о 3D-печати для студентов.

Материалы и безопасность в классе

Почти для всего в школе правильным материалом будет PLA. Он сделан на растительной основе, печатается с чёткой детализацией, бывает ярких цветов и не выделяет резкого запаха. PETG используют там, где деталь должна гнуться или её будут часто мыть. Фотополимерная (смоляная) печать нужна для мелких, очень детальных предметов вроде моделей насекомых или анатомических элементов; такие детали полностью отверждаются до передачи, поэтому их безопасно брать в руки.

Возраст	Рекомендуемый материал	Примечания
Детский сад и начальная школа	PLA, скруглённые края, детали крупнее 4 см	Без мелких съёмных элементов
Средняя школа	PLA или PETG	Хорошо работают защёлки и подвижные части
Старшие классы и кружки	PLA, PETG, TPU, смола для деталей	Функциональные детали, роботы для соревнований

Острые углы скругляются, слои по запросу сглаживаются, а для самых маленьких модели печатаются крупнее натуральной величины. Те же вопросы подробнее разобраны в статье безопасны ли 3D-печатные игрушки для детей.

Где брать модели

• В бесплатных библиотеках Printables, Thingiverse и NIH 3D Print Exchange тысячи проверенных учебных моделей; см. где найти 3D-модели для печати.
• Учитель может набросать идею, а студия смоделирует: подписанный разрез вулкана или свой набор дробей делаются быстро.
• Ученики приносят собственные файлы из проектов.

Как заказывает школа

Школы обычно заказывают комплектами: одна модель на группу из четырёх учеников или классный набор из двадцати комплектов молекул. Студия может выставить счёт организации, упаковать изделия по классам и подписать их. Одна модель и партия из пятидесяти одинаково приветствуются, а цена зависит от размера, материала и отделки, поэтому присылайте список и запрашивайте расчёт. Fantasy Lab 3D доставляет по всему Казахстану, так что школа в Шымкенте или Актобе обслуживается так же, как школа в Алматы.

Готовы заказать?

Отправьте тему, возраст учеников и файлы, если они уже есть, через форму на сайте, и Fantasy Lab 3D предложит модели, размеры и расчёт стоимости комплекта. Учителя и руководители кружков могут также написать в Instagram @fantasylab3d.almaty, чтобы обсудить проект ещё до начала четверти.