Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Fresamento CNC para Alunos: Criar uma Fundição de Estanho

Paul Clinton começou há 19 anos como professor de loja. Agora ele é um educador de "engenharia de tecnologia", um título dado a ele por seu distrito escolar do Colorado que assumiu um compromisso com a educação STEM há 15 anos. Usar o laboratório de laboratório bem equipado de sua escola para dar experiências práticas de aprendizado a seus alunos é o seu principal objetivo. Mas não é o único dele.

Ele quer ter certeza de que eles entendem que todas as prateleiras que eles veem não são abastecidas com itens que surgiram do nada. Então, ele está fazendo seus alunos esculpirem um molde inteligente em uma máquina CNC para fazer peças de estanho e aprender como a fabricação funciona. Aqui ele compartilha instruções passo a passo para fazer um peso de papel projetado pelo aluno.

"Os alunos em geral têm uma grande desconexão com exatamente como os produtos são feitos", diz ele. "Muitos produtos envolvem moldes."

Paul Clinton, o professor de tecnologia de engenharia de Cherry Creek (CO) que usa esse projeto de fundição com seus alunos do ensino médio

Clinton, de 41 anos, está entre uma parcela crescente de educadores que reequipam seus programas de oficinas, educação vocacional e artes industriais naqueles que reconhecem as novas realidades que moldam a economia e as habilidades de trabalho que ela exige.

Ele trabalha em uma das sete escolas de ensino médio no distrito escolar de Cherry Creek, perto de Denver. Embora muitas escolas tenham abraçado recentemente a STEM, os alunos da Cherry Creek tiveram acesso a laboratórios famosos durante vários anos. de acordo com Jay Moore, Coordenador de Carreira e Educação Técnica do distrito.

Vários anos está certo. Uma década atrás, Moore era um professor de distrito que introduziu a impressão 3D em seu colégio, quando as máquinas custavam US $ 40 mil e eram tão grandes quanto uma geladeira.

O compromisso de Cherry Creek não estava apenas à frente dos tempos. Isso vai para as raízes da comunidade. Prova: Há quatro anos, como parte da ênfase em STEM do distrito, os eleitores aprovaram uma emissão de títulos no valor de US $ 125 milhões, amplamente destinada a apoiar o currículo STEM, expandir suas instalações e adicionar a seus já bem equipados laboratórios.

As aulas no distrito suburbano de 56 mil estudantes certamente não se parecem com as antigas. O Cherokee Trail High, de Clinton, oferece 11 cursos diferentes, como Design Arquitetônico, Design Assistido por Computador, Tecnologia de Pré-engenharia, Tecnologias Robóticas e até mesmo uma chamada Tecnologia Médica e Sustentável.

Além disso, esses cursos acontecem em laboratórios de fabulosas em cada escola, equipados com ferramentas como cortadores a laser, roteadores de grande formato, impressoras 3D, cortadores de vinil Roland, impressoras Roland UV-LED e fresadoras CNC de bancada Roland.A Cherry Creek possui cerca de 10 fresadoras de bancada Roland, porque são fáceis, seguras e indulgentes, de acordo com Clinton, o Coordenador CTE Moore e outros professores de lá.

A Cherry Creek começa a apresentar seus projetos de fab-lab aos alunos desde o primeiro ano. Mas é menos sobre ensinar-lhes ferramentas e mais sobre como ensiná-las a prototipar, uma habilidade que as tornará mais comercializáveis ​​a longo prazo.

O projeto de fundição de Clinton faz exatamente isso.

Leva os alunos através dos passos de projetar e criar um chaveiro de estanho, pingente ou, neste caso particular, um paperweight comemorando Colorado e sua cidade capital.

O projeto alcança duas coisas, Clinton diz: Ele apresenta aos alunos o Roland MDX 540 e o Roland MDX 40A em seu laboratório de laboratório e permite que eles entendam o molde - especialmente pensando em como o material deve fluir para todas as partes do formulário.

Clinton diz que leva cerca de sete períodos de aula para ser concluído - ele ensina software e outras habilidades ao longo do caminho - e requer apenas alguns materiais básicos: Alguns estanho, pó de talco, dois quadrados de 5 ″ × 5 ″ de painéis de fibras de média densidade (MDF) , braçadeiras e ferramentas manuais para acabamento.

Clinton usa estanho sem chumbo que ele compra em lingotes de um quilo da Amazon por cerca de US $ 27. Um lingote é suficiente para uma turma de 16 alunos, diz ele.

Este é o processo passo a passo do seu projeto:

Etapa 1. Esboço da mão um desenho.

Clinton não coloca limites na imaginação de seus alunos. Ele, no entanto, coloca um limite no tamanho de sua criação para economizar material. Este projeto representa como um de seus alunos, o jovem de 17 anos, Henry Kvietok, projetou o peso do papel. O design é um “C” para o Colorado com o horizonte de Denver em segundo plano.

Etapa 2. Converta o esboço em um arquivo STL.

Para isso, Clinton ensina os alunos a usar o SolidWorks, o software CAD / CAM altamente popular entre as escolas.

Etapa 3. Converta o arquivo STL em um arquivo Roland SRP.

Alan Rydlund, outro professor de tecnologia de engenharia da Cherry Creek, diz que o software SRP fácil de usar que acompanha as fábricas da Roland na verdade muda sua ênfase. "Eu não ensino projetos como uma turma de moagem, mas como uma aula de prototipagem", diz ele.

Etapa 4. Anexar fita dupla face a um dos quadrados MDF de 5 ″ × 5 ″.

A fita de dois lados fornece aderência suficiente para manter o MDF no lugar no moinho CNC Roland MDX 40A usado para este projeto.

Etapa 5. Coloque o quadrado no Roland CNC para criar o negativo.

Clinton elogia os moinhos CNC Roland DGA MDX como particularmente bons para adolescentes inexperientes e desatentos. Além disso, ele diz que as usinas provaram ser altamente confiáveis. Rydlund diz que ele tem que ficar de olho em outras usinas enquanto elas estão correndo - um desafio porque alguns projetos podem levar tanto tempo. "Eu posso deixar as máquinas Roland rodarem da noite para o dia", ele diz, sem ter que se preocupar se um trabalho vai atrapalhar.

Passo 6. Cubra os dois lados do molde de MDF com pó de talco.

Espalhe com um pincel. O talco - você pode usar pó de talco também - serve como uma liberação do molde.

Etapa 7. Prenda os lados juntos.

Como você pode ver na foto, o projeto usa três grampos para garantir que a frente e a traseira do formulário fiquem bem unidas para reduzir a infiltração da borda que deve ser removida.

Passo 8. Despeje o pewter no molde.

Clinton incentiva seus alunos a fazerem cada passo, mas como alguns estão relutantes em lidar com o metal quente, ele prontamente fará isso para eles.

Etapa 9. Separe o molde e remova a peça fundida.

Certifique-se de que a peça tenha resfriado o suficiente - cerca de 20 minutos.

Etapa 10. Finalize a peça moldada com arquivos e outras ferramentas. “As crianças adoram esse projeto”, diz Clinton. "Eles nunca foram expostos ao metal fundido, e é algo que eles podem ter pelo resto de suas vidas."

Cherokee Trails O alto aluno Henry Kvietok na verdade fez dois pesos de papel para o seu projeto. Aqui está uma olhada em seu projeto finalizado.

Ele diz que planeja manter um para si e dar o outro como um presente para seu pai. Mas o que o jovem Kvietok recebeu pode ser o melhor presente de todos. "Gostei muito do projeto porque consegui criar um projeto conceitual único e transformá-lo em um produto real", diz ele. "Eu me senti realizado porque o molde funcionou como planejei."

Sobre o patrocinador: A Roland DGA Corporation atende a América do Norte e do Sul como o braço de marketing, vendas e distribuição da Roland DG Corporation, de Hamamatsu, Japão. Além de oferecer uma ampla variedade de produtos digitais avançados para sinalização, personalização, prototipagem rápida, fabricação de peças e indústrias de CAD / CAM médicas e odontológicas, a Roland DGA também está comprometida em apoiar programas STEM em parceria com distribuidores especializados nos Estados Unidos. , fornecendo currículo, equipamento, treinamento e suporte.

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