NAZIV MODULA

ADITIVNA PROIZVODNJA U TRANSPORTNOJ TEHNICI

Šifra modula

Kvalifikacije nastavnika koji sudjeluju u realizaciji modula

Najmanje razina 6.st ili 6.sv HKO-a (preddiplomski sveučilišni studij, preddiplomski stručni studij) odgovarajućeg profila.

Obujam modula (CSVET)

3

Načini stjecanja ishoda učenja (od – do, postotak)

Vođeni proces učenja i poučavanja

Oblici učenja temeljenog na radu

Samostalne aktivnosti učenika/polaznika

30 – 45 %

40 – 55 %

10 – 20 %

Status modula

(obvezni/izborni)

Izborni

Cilj (opis) modula

Cilj modula je učenika/učenicu osposobiti za samostalnu primjenu 3D skenera, dobivanje CAD modela na temelju skenirane datoteke povratnim inženjerstvom, konstruiranje jednostavnijih proizvoda namijenjenih aditivnoj proizvodnji, podešavanje parametara za izradu proizvoda aditivnom proizvodnjom s težištem na postupke ekstrudiranja materijala i/ili selektivnoga laserskog srašćivanja i/ili ispisa materijala uz UV očvršćivanje te primjenu osnovnih tehnika naknadne obrade 3D ispisanih proizvoda.

Ključni pojmovi

aditivna proizvodnja, 3D skeniranje, povratno inženjerstvo, oblikovanje za aditivnu proizvodnju

Povezanost modula s međupredmetnim temama (ako je primjenjivo)

Osr. A.4.3. Razvija osobne potencijale.

Osr. A.4.4. Upravlja svojim obrazovnim i profesionalnim putem.

Osr. B.4.2. Suradnički uči i radi u timu.

Pod. A.4.1. Primjenjuje inovativna i kreativna rješenja.

Pod. B.4.1. Razvija poduzetničku ideju od koncepta do realizacije.

Pod C.4.1. i C.4.2. Sudjeluje u projektu ili proizvodnji od ideje do realizacije.

Uku. A.4/5.3. 3. Kreativno mišljenje – Učenik kreativno djeluje u različitim područjima učenja.

Uku. A.4/5.4. 4. Kritičko mišljenje – Učenik samostalno kritički promišlja i vrednuje ideje.

Ikt. A.4.4. Učenik argumentirano procjenjuje utjecaj tehnologije na zdravlje i okoliš.

Preporuke za učenje temeljeno na radu

Modul Aditivna proizvodnja u transportnoj tehnici provodi se u specijaliziranim laboratorijima koji su opremljeni 3D skenerom, 3D pisačima, računalima te instaliranim računalnim programima za unatražno inženjerstvo i podešavanje parametara na 3D pisačima. Učenik/učenica će uz vježbe sa skenerom samostalno skenirati jednostavnije objekte te manipulirati 3D skeniranom datotekom, primjenom osnovnih mogućnosti u računalnom programu provest će postupak unatražnog inženjerstva te od skeniranog objekta koji je zapisan u obliku oblaka točaka dobiti nativni CAD model objekta. Također će uz vježbe za rad na 3D pisačima samostalno pripremati CAD model za 3D ispis, podešavati parametre te izraditi jednostavnije modele 3D ispisom koje će na kraju naknadno obraditi.

Specifični materijalni uvjeti i okruženje za učenje, potrebni za realizaciju modula

Specijalizirana učionica opremljena pločom, projektorom, zaslonom, računalom za nastavnika s pristupom Internetu i s instaliranim računalnim programima za rad s 3D skenerom i 3D pisačima te računalnim programima za reverzno inženjerstvo, računalima za učenike s pristupom Internetu i s instaliranim računalnim programima za rad s 3D pisačem, 3D pisači, 3D skener, materijali za preradu na 3D pisačima.

Skup ishoda učenja iz SK1:

Aditivna proizvodnja u transportnoj tehnici

Ishodi učenja

Ishodi učenja na razini usvojenosti »dobar«

Identificirati osnovne grupe postupaka aditivne proizvodnje prema ASTM/ISO klasifikaciji

Razlikovati osnovne grupe postupaka aditivne proizvodnje prema ASTM/ISO klasifikaciji

Primijeniti osnovne tehnike 3D skeniranja i reverznog inženjerstva

Planirati naprednije tehnike 3D skeniranja i reverznog inženjerstva

Primijeniti osnovne smjernice za konstruiranje proizvoda za aditivnu proizvodnju (DfAM)

Primijeniti specifične smjernice za konstruiranje proizvoda za aditivnu proizvodnju (DfAM)

Rukovati 3D pisačem s polimernim materijalima u obliku niti (filamenta), praha i kapljevine

Usporediti utjecaj podešavanja parametara 3D ispisa s polimernim materijalima u obliku niti (filamenta), praha i kapljevine na svojstva 3D ispisanog proizvoda

Opisati osnovna načela postupaka aditivne proizvodnje s metalnim materijalima

Definirati postupke aditivne proizvodnje s metalnim materijalima za pojedine primjere primjene

Primijeniti osnovna načela optimiranja proizvoda za aditivnu proizvodnju

Analizirati načela optimiranja proizvoda za aditivnu proizvodnju

Nabrojati ekonomske prednosti i opravdanost primjene aditivne proizvodnje pred tradicionalnim tehnologijama

Identificirati ekonomske prednosti i opravdanost primjene aditivne proizvodnje pred tradicionalnim tehnologijama

Dominantan nastavni sustav i opis načina ostvarivanja SIU

Dominantan nastavni sustav u ovome modulu je učenje temeljeno na radu uz primjenu 3D skenera i 3D pisača te odgovarajućih računalnih programa za CAD modeliranje, manipuliranje s datotekom skeniranog objekta, natražno inženjerstvo i podešavanje parametara 3D. Dio ishoda učenja odnosi se na stjecanje teorijskog znanja o aditivnoj proizvodnji s polimerima i metalima te o ekonomskim učincima primjene aditivne proizvodnje u suvremenom procesu razvoja proizvoda i njihove proizvodnje.

Nastavne cjeline/teme

Osnove aditivne proizvodnje

– definicija aditivne proizvodnje (AM)

– načela izrade aditivnom proizvodnjom (AM)

– klasifikacija glavnih grupa AM postupaka prema ASTM/ISO klasifikaciji

– klasifikacija AM modela i virtualni modeli (prividna stvarnost)

Tijek procesa aditivne proizvodnje

Oblikovanje za AM (DfAM)

– modeliranje

– 3D skeniranje i reverzno inženjerstvo

– najčešće pogreške pri oblikovanju za AM

Aditivna proizvodnja s polimerima

– pregled osnovnih postupaka i primijenjenih materijala

– pregled naprednih postupaka i primijenjenih materijala

Aditivna proizvodnja s metalima (proizvodi i alati)

– pregled osnovnih postupaka i primijenjenih materijala

– pregled naprednih postupaka i primijenjenih materijala

Naknadna obrada proizvoda

Primjena AM u segmentu transporta

– pregled projekata i prednosti primjene AM u transportu

Osnove optimiranja konstrukcije za AM

Ekonomski aspekti primjene AM

Načini i primjer vrednovanja

Projektni zadatak: praktični rad – učenik/učenica skenira postojeći objekt model za aditivnu proizvodnju, primjenjuje računalni program za reverzno inženjerstvo za dobivanje CAD modela, priprema ga za 3D ispis i izrađuje 3D ispisom. Nakon 3D ispisa naknadno obrađuje gotov proizvod.

Opis projektnog zadatka: učenik/učenica skeniraju postojeći objekt prema izboru nastavnika, na dokumentu dobivenom skeniranjem (STL datoteka – oblak točaka) uklanja eventualne pogreške te tehnikama reverznog inženjerstva izrađuje nativni CAD model. CAD model priprema za 3D ispis, odnosno optimira orijentaciju i podešava parametre 3D ispisa za jednu od raspoloživih aditivnih tehnologija te izrađuje proizvod. Nakon izrade odabire postupak naknadne obrade te dovršava 3D ispisani proizvod.

Vrednovanje: učenik 3D skenira objekt, reverznim inženjerstvom dobiva CAD model, podešava parametre 3D ispisa, izrađuje objekt 3D ispisom i primjenjuje naknadnu obradu. Vrednovanje se provodi na temelju: kvalitete 3D skeniranog dokumenta i CAD modela dobivenog reverznim inženjerstvom, učinkovitosti topološkog optimiranja CAD modela (kriterij minimalna masa uz očuvanu krutost proizvoda) te kvalitete dobivenoga 3D ispisanog objekta.

Kriteriji ocjenjivanja:

izvrstan

vrlo dobar

dobar

dovoljan

3D skeniranje

Učenik samostalno 3D skenira objekt i uređuje dobiveni oblak točaka (STL)

Učenik samostalno 3D skenira objekt i uređuje dobiveni oblak točaka (STL) uz sugestije nastavnika

Učenik skenira 3D objekt i uređuje dobiveni oblak točaka (STL) uz sugestije nastavnika

Učenik 3D skenira objekt i djelomično uređuje dobiveni oblak točaka (STL) uz sugestije nastavnika

Reverzno inženjerstvo

Učenik samostalno primjenjuje tehnike reverznog inženjerstva za dobivanje kompleksnijeg CAD modela

Učenik primjenjuje tehnike reverznog inženjerstva za dobivanje kompleksnijeg CAD modela uz sugestije nastavnika

Učenik samostalno primjenjuje tehnike reverznog inženjerstva za dobivanje jednostavnog CAD modela

Učenik primjenjuje tehnike reverznog inženjerstva za dobivanje jednostavnog CAD modela uz sugestije nastavnika

3D ispis i naknadna obrada

Praktični zadatak točno izvršen i u potpunosti proveden prema uputama nastavnika. 3D ispisani predmet bez značajnijih vizualnih nedostataka usporediv s referentnim CAD modelom.

Praktični zadatak točno izvršen i u potpunosti proveden u prema uputama nastavnika. Manje pogreške i odstupanja na 3D ispisanom predmetu u odnosu na referentni CAD model.

Praktični zadatak djelomično izvršen. Učenik s teškoćama provodi upute nastavnika za izvršenje zadatka. Značajnije pogreške i odstupanja na 3D ispisanom predmetu u odnosu na referentni CAD model.

Praktični zadatak izveden površno. Učenik ne prati upute nastavnika. Parametri 3D ispisa podešeni površno. Rezultat neuspjeli 3D ispis objekta.

Prilagodba iskustava učenja za učenike s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama

Budući da se u ovom skupu ishoda učenja najčešće koristi egzemplarna nastava te učenje temeljeno na radu u kojemu se učenici stavljaju u realne radne situacije tijekom kojih se dijele u timove, pri dijeljenju u timove treba voditi računa o tome da polaznici s posebnim potrebama budu ravnomjerno raspoređeni u svaki tim u kojem će imati svoju ulogu. Na takav način svaki polaznik ima priliku pokazati svoje jače strane, a ostali članovi tima imaju priliku učiti raditi s članovima tima različitih sposobnosti sukladno realnome radnom okruženju.

U individualiziranom upitniku za svakog učenika s posebnim potrebama navedeni su preporučeni načini rada, primjeri individualizacije te načini i oblici vrednovanja. Poseban naglasak treba staviti na kontinuirano vrednovanje za učenje koristeći kvalitetne, konstruktivne i poticajne povratne informacije u cilju motiviranja učenika, jačanja samopouzdanja te omogućavanja daljnjeg napretka. Tijekom izvođenja nastave nastavnik ima aktivnu ulogu u pomaganju učeniku u izvršavanju zadanih zadataka, ali ne izvršava zadatke umjesto učenika.