Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

CNC Fräsning för studenter: Skapa en tjuvgjutning

Paul Clinton började 19 år sedan som butikslärare. Nu är han en "ingenjörsteknik" -pedagog, en titel som skänktes till honom av hans Colorado-skolavdelning som gjorde ett engagemang för STEM-utbildning för 15 år sedan. Att använda sin gymnasiums välutrustade fab lab för att ge eleverna praktisk erfarenhet av lärande är hans huvudmål. Men det är inte hans enda.

Han vill se till att de förstår att alla de butikshyllor de ser är inte förrådda med föremål som uppstod ur tunn luft. Så han har sina elever hugga en smart mögel på en CNC-maskin för att göra tenndelar och lära sig hur tillverkningen fungerar. Här delar han steg-för-steg-instruktioner för att göra en studentdesignad pappersvikt.

"Studenter i allmänhet har en stor koppling med exakt hur produkterna görs," säger han. "Många produkter involverar mögel."

Paul Clinton, Cherry Creek (CO) tekniktekniklärare som använder detta gjutprojekt med sina gymnasieelever

Clinton, 41, är en växande kohort av lärare som återkallar sina butikskurser, yrkesutbildning och industrikonstprogram till de som känner igen de nya realiteterna som formar ekonomin och de arbetsförmåga man behöver.

Han arbetar vid en av sju högskolor i Cherry Creek School District nära Denver. Medan många skolor nyligen bara omfamnade STEM har Cherry Creek-studenter haft tillgång till fab labs i flera år. enligt Jay Moore, distriktets karriär och teknisk utbildning koordinator.

Flera år har rätt. För ett årtionde var Moore distriktslärare som introducerade 3D-utskrift till gymnasieskolan när maskinerna kostade 40 000 dollar och vävde sig så stora som ett kylskåp.

Cherry Creeks åtagande var inte precis före tiderna. Det går ner till gemenskapens gräsrotsnivåer. Bevis: För fyra år sedan godkände väljarna det som en del av distriktets pågående STEM-satsning en skuldfråga på 125 miljoner dollar, avsevärt öronmärkt för att stödja STEM-kursplanen, utöka sina anläggningar och lägga till sina redan välutrustade fablaboratorier.

Klasser i 56 000-studentens förortsdistrikt låter verkligen inte som de gamla. Clinton Cherokee Trail High erbjuder 11 olika kurser, såsom arkitektonisk design, datorstödd design, förtekniksteknik, robotteknik och även en som heter medicinsk och hållbar teknik.

Dessutom går kurserna i fab labs vid varje gymnasium utrustad med verktyg som laserskärare, storformatrutor, 3D-skrivare, Roland vinylskärare, Roland UV-LED-skrivare och Roland benchtop CNC-fräsmaskiner.Cherry Creek äger cirka 10 Roland bänkfräsar, för att de är lätta, säkra och förlåtande, enligt Clinton, CTE-koordinator Moore och andra lärare där.

Cherry Creek börjar introducera sina fab-lab-projekt till studenter som börjar i deras freshman år. Men det är mindre om att undervisa dem verktyg och mer om att lära dem hur man prototyper, en färdighet som gör dem långt mer marknadsförbara under lång tid.

Clintons tinningsprojekt gör just det.

Det tar eleverna genom stegen att designa och skapa en tangentfob, hängsmycke, eller i det här fallet, en pappersvikt som minns Colorado och dess huvudstad.

Projektet uppnår två saker, säger Clinton: Det introducerar studenter till Roland MDX 540 och Roland MDX 40A i sitt fab lab, och det låter dem förstå formning - speciellt tänkande på hur material måste flöda till alla delar av formen.

Clinton säger att det tar ungefär sju klassperioder att slutföra - han undervisar programvara och andra färdigheter under vägen - och kräver endast några grundläggande material: Vissa tenn, talcumpulver, två 5 "× 5" rutor av mediumdensitets fiberboard (MDF) , klämmor och handverktyg för efterbehandling.

Clinton använder blyfri tenn som han köper i en pund ingots från Amazon för ca $ 27. En ingot räcker för en klass av 16 studenter, säger han.

Här är steg-för-steg-processen för sitt projekt:

Steg 1. Handskissa en design.

Clinton lägger ingen gräns på sina elevernas fantasi. Han lägger emellertid en gräns för storleken på deras skapelse för att ekonomisera på material. Projektet representerar hur en av hans elever, 17-årige junior Henry Kvietok, designade pappersvikten. Designen är en "C" för Colorado med Denver skyline i bakgrunden.

Steg 2. Konvertera skissen till en STL-fil.

För detta lär Clinton eleverna att använda SolidWorks, CAD / CAM-mjukvaran är mycket populär bland skolorna.

Steg 3. Konvertera STL-filen till en Roland SRP-fil.

Alan Rydlund, en annan teknisk lärare från Cherry Creek, säger att den lättanvända SRP-mjukvaran som levereras med Roland-bruk faktiskt ändrar hans betoning. "Jag undervisar inte projekt som en fräsning, men som en prototypklass", säger han.

Steg 4. Fäst tvidsidigt band på en av 5 "× 5" MDF-rutorna.

Det dubbelsidiga tejpen ger tillräckligt med vidhäftning för att hålla MDF på plats i Roland MDX 40A CNC-kvarn som används för detta projekt.

Steg 5. Placera torget i Roland CNC för att skapa den negativa.

Clinton förlänger Roland DGA MDX CNC-fabrikerna som särskilt bra för oerfarna och ouppmärksamma tonåringar. Dessutom säger han att fabrikerna har visat sig vara mycket tillförlitliga. Rydlund säger att han måste hålla koll på andra kvarn medan de körs - en utmaning för att vissa projekt kan ta så lång tid. "Jag kan låta Roland-maskinerna springa över natten", säger han, utan att behöva oroa sig om ett jobb kommer att springa avoul.

Steg 6. Belägg båda sidor av MDF-formen med talkpulver.

Sprid den med en pensel. Talcumet - du kan även använda babypulver - fungerar som en formfrisättning.

Steg 7. Kläm samman sidorna.

Som du kan se från bilden använder projektet tre klämmor, för att säkerställa att formen och baksidan hålls tätt samman för att minska blinkning som måste avlägsnas.

Steg 8. Häll tinnen i formen.

Clinton uppmuntrar sina elever att göra varje steg, men eftersom vissa är ovilliga att hantera hetmetall, kommer han lätt att göra den här för dem.

Steg 9. Ta bort mögel och ta bort gjutningen.

Se till att delen har svalnat tillräckligt - ca 20 minuter.

Steg 10. Sluta den gjutna delen med filer och andra verktyg. "Barnen älskar absolut det här projektet", säger Clinton. "De har aldrig utsatts för smält metall, och det är något de kan ha för resten av livet."

Cherokee Trails Hög student Henry Kvietok gjorde faktiskt två pappersvikter för sitt projekt. Här är en titt på hans färdiga projekt.

Han säger att han planerar att hålla en för sig själv och ge den andra som en gåva till sin far. Men vad den yngre Kvietok fick kan vara den bästa gåvan av alla. "Jag trivdes verkligen av projektet eftersom jag fick ta en unik konceptuell design och göra den till en verklig produkt", säger han. "Jag kände mig fulländad eftersom formen fungerade ut hur jag planerade."

Om sponsorn: Roland DGA Corporation betjänar Nord- och Sydamerika som marknadsförings-, försäljnings- och distributionsarbetsplats för Hamamatsu, Japan-baserade Roland DG Corporation. Förutom att erbjuda ett brett utbud av avancerade digitala produkter för tecknet, anpassning, snabb prototypning, deltillverkning och CAD / CAM-branschens medicinska och dentala verksamhet, är Roland DGA också engagerad i att stödja STEM-program i samarbete med specialiserade distributörer över hela USA , tillhandahålla läroplan, utrustning, utbildning och support.

Del

Lämna En Kommentar