Workshop 3D Printing - eTwinning PDW Coding and Robotics
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Say 1... 2... 3D: A short introduction on 3D modeling and printing for eTwinning projects. Not magic, but science, art and engineering: 3D printing, also known as addictive manufactring, is an amazing technology that is on the cusp of reaching consumer status, being already established in several industries. Around the world, educators are starting to experiment with it, bringing these awesome contraptions into their classrooms, trying new ideas, developing methodologies and creating maker cultures in education. Within this workshop, we hope to spark our fellow eTwinners creativity, showing that 3D printing is easy and can be very useful in STEAM (Science, Technology, Engeneering, Arts, Maths) projects, giving our students the ability to turn digital abstractions into physical objects.
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- 2. What is 3D Printing? Stereolitography Fused Filament Fabrication https://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
- 3. 3D Printing and Education http://3dprintingsystems.com/education/
- 4. 3D Printing and Education 3D Printed Molecular Structures 3D Printed Bookmarks Learning 3D modeling Object redesign
- 5. 3D Printing and Education
- 6. 3D Printing and Education
- 7. How to...: What can I do with 3D Printing?
- 8. FFF 3D Printers Reprap Prusa Delta Printer Beethefirst Makerbot
- 9. 3D Modeling
- 10. Repositórios online Modelar em 3D Modelos 3D We can download them... But it’s better to create!
- 12. Software STL OBJ
- 13. http://www.shapeways.com/tutorials/how-to-prepare-your-render-animation-model-for-3d-printing Conditions Normal, watertight, non-manifold. Validation and correction.
- 16. eTwinning Ideas? How can we harness the power of 3D printing?
- 17. 3D Printing and LIFE
- 18. Want to learn more? Contact us! Argo: Argo.Ilves@hitsa.ee Artur: f575@aevp.net ICT in 3D: http://3dalpha.blogspot.pt/
Notes de l'éditeur
- Support notes: insert estoninan logos Referências bibliográficas (2014). Beethefirst Quick Start Guide. Aveiro: Beeverycreative. Obtido a 03 de março de 2015 de https://www.beeverycreative.com/wp-content/uploads/2014/08/BEEmanual-EN-PT-DE-2014-05-19.pdf. Cano, L. (2015). 3D Printing: A Powerful New Curriculum Tool for Your School Library. Santa Barbara: Libraries Unlimited. Coelho, A. (2014). Tecnologias 3D nas TIC: Projeto 3D Alpha. in Miranda, G., et al, Aprendizagem Online Atas Digitais do III Congresso Internacional das TIC na Educação (pp. 255-259). Lisboa: Instituto da Educação da Universidade de Lisboa. Eisenberg, M. (2013). 3D printing for children: What to build next? in Read, J., Markopoulos, P., International Journal of Child-Computer Interaction, vol. 1, n.º 1 (pp 7-13). Obtido a 03 de março de 2015 de http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212868912000050. Frauenfelder, M. (2013). Make: Ultimate Guide to 3D Printing 2014. São Fran-cisco: Maker Media. Lipson, H., Kurman, M. (2012). Fabricated: The New World of 3D Printing. Indianapolis: John Wiley & Sons. Thornburg, D., Thornburg, N., Armstrong, S. (2014). The Invent To Learn Guide to 3D Printing in the Classroom: Recipes for Success. CMK Press. Winnan, c. (2013). 3D Printing: The Next Technology Gold Rush. Amazon Digital.
- Quick overview of 3d printing: from Chuck Hull’s stereolitography to the explosion in ope source fused filament fabrication. O que é a impressão 3D? Sem querer entrar em muitos detalhes, é a manufactura de um objecto criado digitalmente em camadas de materiais sucessivamente depositadas por um robot controlado por computador. Há muitas variantes desta tecnologia, desde a solidificação de polímeros com lasers, denominada estereolitografia, patenteada por Chuck Hull em 1986, ao depósito de filamento termoplástico derretido. Destas, a que tem encontrado maior aceitação junto da comunidade (por uma combinação de simplicidade com o caducar de patentes) é a impressão por depósito de filamento, comummente referida por FDM (fused deposition modeling, termo sob copyright pela Stratasys) ou FFF (Fused Filament Fabrication)/PJP (Plastic Jet Printing). A entrada de algumas patentes em domínio público, o custo progressivamente inferior de hardware, o crescimento do movimento maker e projectos como o RepRap (replicating rapid prototyper) tornaram a impressão 3D cada vez mais acessível e possível de utilizar por todos os interessados.
- Some very general ideas on 3d printing in the classroom: no easy solutions, a lot of promise, a growing body of experience. Essentially: making the abstract concrete, design in problem-based learning, underlining the importance of the arts in STEM education. Estaria a mentir se viesse para aqui apresentar soluções “pronto a fazer” neste domínio. É um facto que a impressão 3D despertou o interesse dos professores, e promete um enorme potencial educacional. Mas como tirar partido desta tecnologia? O ser uma área recente implica que não hajam ainda muitos estudos formais ou experiências documentadas. Mas as impressoras nas escolas multiplicam-se e com elas as experiências e ideias de projecto partilhadas. Aproximar e desmistificar a tecnologia aos alunos é um primeiro passo, mas o potencial é mais vasto. Parece assentar em dimensões artísticas, utilizando a modelação e impressão como forma de expressão; demonstração, com os modelos impressos a tornar tangíveis e acessíveis conceitos abstractos; e, onde o potencial parece ser mais interessante, em projectos do tipo PBL, que integrem diferentes áreas do conhecimento em projectos práticos. Conceber para imprimir despoleta novas competências nos alunos, e é uma excelente oportunidade de colocar o A de Artes nas CTEM.
- Four projects, from my classroom: Learning 3D modeling concepts, in ICT class, using Sketchup Make and Tinkercad. 3D printed molecules: a STEM interdisciplinary project, where ICT contributes with the design side. 3D printed bookmarks: how can we introduce this technology to all our students? With this project students create a bookmark from one of their drawings. Object redesing: an interdisciplinary project between Arts and ICT class. In arts students study re-design choices for common objects, apply methods of graphical/geometric representation, create prototypes in clay. In ICT, 3D modeling is used for digital design of the arts projects.
- our kit
- our kit (ah, thingiverse… )
- 3D printing is a fascinating technology, with lots of promising applications. I firmly believe that it can be used in schools, but there’s a risk that introducing this technology just because it’s amazing wil be a short term success and a long term failure. Before committing to this, one must study and think about what can this technology do to one’s practice. With ideas and strategy, 3D printers can be a valuable equipment on our classrooms. Without them, it will become another forgotten gadget, gathering dust on a storage room. O que é que eu preciso de ter para inciar projectos de impressão em 3D? Principalmente, ideias e objectivos definidos. O interesse e fascínio nesta tecnologia é muito elevado, e corre-se o risco de investir num equipamento que se esgota após algum tempo. Convém pesquisar, investigar, analisar, e perceber qual a forma que nos é mais adequada para tirar partido desta tecnologia. Cada um de nós terá a sua resposta a esta questão, dependendo dos seus contextos e objectivos. Não reflectir sobre este aspecto traz o risco de investir num equipamento cujo interesse se esgota assim que a curiosidade fica satisfeita. Ter à partida objectivos de abordagem bem definidos ajuda a tirar melhor partido desta tecnologia e a justificar um investimento financeiro que é ainda bastante elevado.
- Some types of common FFF 3D printers, from kit-based open source (delta/reprap), mixed source (bees are open source based), and closed source. No campo das impressoras 3D, a oferta é crescente. O mercado oferece uma cada vez maior variedade de marcas e fabricantes, quer em kit quer montadas, mas essencialmente dividem-se em quatro tipos: as Prusa, geralmente em kit para montar; as Delta, em kit; as semi-abertas, caso da beethefirst, ou as fechadas, caso da makerbot e similares. Variam na orientação dos eixos, tipo de extrusor, calibração da mesa e modo de deslocação da cabeça de impressão. Requerem software específico: um slicer-controlador, que fatia os modelos nas camadas e gera o código G (controle das posições de deslocação do extrusor e temperatura do nozzle). A maior parte deste software (Cura, Replicator G, Beesoft) são open source, apesar de poderem estar associados a impressoras específicas.
- What can we print in a 3D printer? There are a lot of available objects online, with a lot of sites offering downloadable models. To go a step further, learning how to create 3D models is essential. (the portuguese text are some fun (for 3D modelers) facts on Ivan Sutherland’s Beetle and the Utah Teapot) Dispor de modelos 3D é essencial para imprimir em 3D. Neste slide mostramos dois muito especiais: o Carocha de Ivan Sutherland, o primeiro objecto real a ser digitalizado através de um meticuloso processo manual de traçagem e medição das coordenadas de pontos, executado pelos alunos de Sutherland sobre o carro da sua mulher em 1967; e a Chaleira de Utah, criada em 1975 por Martin Newell para testar métodos matemáticos de representação de superfícies. Newell seguiu a sugestão da esposa e replicou a chaleira do seu serviço de chá para aplicar manualmente a metodologia. Sutherland é uma daquelas personalidades da história das TIC da qual pouco falamos. Devemos-lhe boa parte do uso do computador como ferramenta artística. O seu trabalho de investigação iniciou-se com um dos primeiros sistemas de desenho no computador, o sistema Sketchpad. Para além de investigar métodos de modelação 3D, também desenvolveu o Damocles, um dos primeiros sistemas de realidade virtual imersiva. O bule de Utah e o carocha de Sutherland têm significado para além dos primórdios da computação gráfica. São ícones culturais, referenciados de forma subtil em filmes de animação 3D por animadores que homenageiam estes marcos percursores das correntes técnicas avançadas de modelação 3D.
- Where can we find models? online repositories: thingiverse, shapeways, sketchfab, sculpteo. standard google search for OBJ/STL/3D or other file formats (will require some processing work on modeling software). Create in 3D: This is where the potential of these technologies blossom, in the interaction between creativity and design skills. Better than to print something found on the internet, is to hold in your hands an object that you yourself imagined and designed. Há duas formas de ter modelos 3D para imprimir. A mais simples é pesquisar em repositórios online como o Thingiverse, Shapeways, Sketchfab, ou Sculpteo, entre outros, parte deles associados a serviços de impressão. Para quem conhece os formatos de ficheiros 3D, os repositórios de modelos 3D para rendering, animação, arquitectura e game design também são uma boa fonte de objectos imprimíveis, embora possam requerer bastante trabalho de correcção e conversão para o formato STL. É na modelação 3D que o potencial da impressão mais se liberta. As ferramentas de modelação 3D colocam nas nossas mãos o poder de conceber objectos. Introduzem aos alunos metodologias de trabalho, levam a um esforço mental de representação abstracta.
- Some 3D modeling apps, from surface modeling, mudbox, CAD and 3D scanning. O campo das aplicações de modelação 3D é muito vasto. Em todas é possível criar modelos para impressão 3D, embora pelas suas características intrísecas algumas se ajustem mais facilmente que outras. Normalmente, software de CAD permitem maior rigor na modelação para impressão 3D, enquanto as aplicações de modelação de superfícies, modelação por subdivisão ou mudbox, por estarem pensadas para rendering ou objectos de jogo, tornam mais difícil o respeito por algumas condicionantes que a fisicalidade da impressão traz ao processo de modelação. Outra forma de modelar é capturar o real através da digitalização 3D, quer com equipamentos dedicados quer com aplicações de fotogrametria. Onde modelar? Tanto na workstation poderosa como no tablet.
- STL (STereoLithography) is a file format native to the stereolithography CAD software created by 3D Systems.[1][2][3] STL has several after-the-fact backronyms such as "Standard Triangle Language" and "Standard Tessellation Language".[4] This file format is supported by many other software packages; it is widely used for rapid prototyping, 3D printing and computer-aided manufacturing.[5] STL files describe only the surface geometry of a three-dimensional object without any representation of color, texture or other common CAD model attributes. The STL format specifies both ASCII and binary representations. Binary files are more common, since they are more compact.[6] An STL file describes a raw unstructured triangulated surface by the unit normal and vertices (ordered by the right-hand rule) of the triangles using a three-dimensional Cartesian coordinate system. STL coordinates must be positive numbers, there is no scale information, and the units are arbitrary. OBJ (or .OBJ) is a geometry definition file format first developed by Wavefront Technologies for its Advanced Visualizer animation package. The file format is open and has been adopted by other 3D graphics application vendors. For the most part it is a universally accepted format. The OBJ file format is a simple data-format that represents 3D geometry alone — namely, the position of each vertex, the UV position of each texture coordinate vertex, vertex normals, and the faces that make each polygon defined as a list of vertices, and texture vertices. Vertices are stored in a counter-clockwise order by default, making explicit declaration of face normals unnecessary. OBJ coordinates have no units, but OBJ files can contain scale information in a human readable comment line.
- Take care while modeling: objects must have a watertight mesh, well aligned normals, and non manifold edges. Also, pay attention to small details: do they fit in the print resolution of your printer? Careful modeling is the best way to ensure a correct model, but there is also useful software to help with this (aaargh! this english! arrgh!). Meshlab is super-useful for mesh conversion, deleting extra geometry or polygon reduction. netfabb is an STL validation tool with automated mesh correction. I never print anything without checking it first on netfabb... A passagem de um modelo 3D para objecto impresso tem algumas condicionantes. As mais importantes são as de geometria: um modelo 3D tem de ser estanque, oco no espaço interior, com todas as normais orientadas na mesma direcção, sem intersecções de formas ou arestas. São aspectos a ter em atenção no processo de modelação. Há aplicações e serviços web que validam a mesh para impressão e corrigem problemas, caso do Meshmixer, Netfabb (que está por detrás do 3D Builder integrado no Windows 10) ou o serviço web MakePrintable. São aplicações poderosas, que corrigem erros de faces ou arestas ou replicam a casca exterior dos modelos, mas não resolvem todos os problemas. Outros utilitários, caso do Meshlab, permite converter entre diferentes formatos de ficheiro gerado por aplicações de modelação 3D para STL (ou outro tipo de formato comum) ou executar operações de simplificação, entre muitas outras.
- Remember, 3D printers print in a succession of 2D layers. This means that the top layer has to have material to support it. One good rule is to design using the 45º rule for overhangs, and to be careful with long bridges. These constrains are not absolute. Most slicers will generate automatic support. Outras condicionantes da impressão 3D prendem-se com as características dos métodos mais correntes de impressão. Ângulos de paredes exteriores inferiores a 45º geram problemas de impressão quando o nozzle não tem onde apoiar as camadas de filamento. Vãos muito grandes entre superfícies verticais podem levar ao colapso ou má solidificação das camadas. São condicionantes que se resolvem com a geração de suportes e bases, automatizada nalgumas aplicações de slicing e controle de impressora.
- Let’s learn some simple, yet powerful 3D modeling? Tinkercad: Artur’s tool of choice. It’s a primitive modeler (as in uses Primitive shapes - cubes, spheres, etc), where complex shapes can be assembled with boolean operations. Has a very rigorous measurement system. Modeling technique is restricted to primitives; splines, extrusion of 2D shapes, lofting and revolve are not supported. Shapes that cannot be created with primitives can be modeled in other 3D programs and imported as STL, or as SVG paths for extrusion. Has a powerful hollowing algorithm, wich means that complex, grouped shapes will be rendered as watertight STLs. This feature also applies to imported STLs… 3D Creationist: Para terminar, Tinkercad. É uma aplicação web que permite modelação por primitivos (formas geométricas elementares) com muito rigor. Recomenda-se o Chrome para melhor trabalhar, embora funcione em qualquer browser capaz de suportar WebGL. A modelação por primitivos recorre à justaposição de formas geométricas elementares (conhecidas como “primitivas”) para representar objectos. Utilizando operações booleanas consegue-se aumentar a complexidade e nível de realismo dos modelos. É uma das mais antigas técnicas de modelação 3D. Há um curioso paralelo entre esta técnica de modelação e a história de arte. Recorda a pintura renascentista, e o esforço destes artistas em representar o real utilizando a geometria e a perspectiva para o descrever graficamente.
- - 3D models of each country important historical objects - share and tell and learn - history - 3D geometry - math - a shared minecraft world, wich can be 3d printed (import the .dat file for the level, run it in minways, extract 3d meshes); - a design contest: design your robots, where each partner school could design their own robots and print the ones from the other schools; - rockets: use in an ESA related sciences project; design the rocket using http://openrocket.sourceforge.net/ open rocket, 3d print it, and shoot it up! - culture: design local landmarks in 3D. print them: this - https://twinspace.etwinning.net/3143 - sciences: study and model molecules. print them :)
- very generally, soon we can print all we need at home (i actually strongly disagree with that. i have a background in the arts, so i know the difference between liking things and the impulse to create them.. :) )
- - 3D models of each country important historical objects - share and tell and learn - history - 3D geometry - math - a shared minecraft world, wich can be 3d printed (import the .dat file for the level, run it in minways, extract 3d meshes); - a design contest: design your robots, where each partner school could design their own robots and print the ones from the other schools; - rockets: use in an ESA related sciences project; design the rocket using http://openrocket.sourceforge.net/ open rocket, 3d print it, and shoot it up! - culture: design local landmarks in 3D. print them: this - https://twinspace.etwinning.net/3143 - sciences: study and model molecules. print them :)