用工程師工具培養(yǎng)學(xué)生,，英國(guó)Apple杰出學(xué)校引進(jìn)Raise3D E2實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)方案

引言：博頓學(xué)校男子小學(xué)（Bolton School Junior Boys）的設(shè)計(jì)和技術(shù)老師 Aaron Winstanley（以下簡(jiǎn)稱Aaron） 最近為他的學(xué)生們引進(jìn)了Raise3D E2打印機(jī)，作為一位已經(jīng)擁有3D打印經(jīng)驗(yàn)的使用者,，Aaron被這款高打印質(zhì)量,，高穩(wěn)定性，主要應(yīng)用在工業(yè)制造領(lǐng)域的3D打印機(jī)所折服,。在經(jīng)過(guò)8周的打印體驗(yàn)后,，他將自己在使用E2進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)時(shí)的心得體會(huì)總結(jié)下來(lái)。

博頓學(xué)校Bolton School 始創(chuàng)于1516 年,，是一所全日制私立學(xué)校,，也是英國(guó)最大的私立學(xué)校之一。目前在校生約2400 名,，包括共同的教育幼兒園和小學(xué),，單一性別教育的初中和高中。博頓學(xué)校是一所“Apple杰出學(xué)�,！�,，這意味著該校重視創(chuàng)新與科技，擅于利用先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行教學(xué),，并為學(xué)生提供豐富的,，高品質(zhì)的現(xiàn)代化教學(xué)工具。

△博頓學(xué)校教學(xué)互動(dòng)圖（圖片來(lái)源：博頓學(xué)校）

Raise3D E2的到來(lái)對(duì)我們maker-space創(chuàng)意空間來(lái)說(shuō),，是一個(gè)巨大的驚喜。它不僅擁有符合工業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)的高品質(zhì)打印質(zhì)量,，還易操作,。其獨(dú)立雙噴頭系統(tǒng)的設(shè)置，為學(xué)生們帶了更多創(chuàng)新與設(shè)計(jì)空間,。Raise3D E2幫助我更好的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力以及提高他們對(duì)數(shù)字化生產(chǎn)的認(rèn)知,。在此之前，學(xué)校里已經(jīng)配置了兩臺(tái)Dremel 3D40 flex機(jī)器,，我們?cè)��?jīng)以為已經(jīng)找到了最完美的3D打印機(jī),，直到Raise3D E2的到來(lái),。

開(kāi)箱即有驚喜

當(dāng)拆開(kāi)Raise3D E2的包裝時(shí)，我驚喜地發(fā)現(xiàn)這款用于工業(yè)制造領(lǐng)域,，擁有出色打印質(zhì)量的3D打印機(jī),，安裝過(guò)程竟如此簡(jiǎn)單。沒(méi)有任何慌亂的操作,，我們?cè)趲追昼妰?nèi)便設(shè)置好機(jī)器并使用USB開(kāi)始打印,。

在E2的包裝盒里有一系列工具，包括用于拆除支撐結(jié)構(gòu)的鑷子,、用于安全處理加熱后打印底板的耐熱手套等等,。Raise3D非常貼心的站在了首次使用3D打印機(jī)的用戶角度去考慮，尤其對(duì)于我教師這樣的角色來(lái)說(shuō),，他們不僅讓機(jī)器的設(shè)置與操作變得清晰明了,，同時(shí)還考慮到很多關(guān)于安全，關(guān)于用戶體驗(yàn)等細(xì)節(jié)問(wèn)題,。

在首次啟動(dòng)機(jī)器時(shí),，我參考了Raise3D為用戶準(zhǔn)備的，細(xì)致到每一步的用戶指南,。從如何拆卸安全卡扣到如何啟動(dòng)機(jī)器進(jìn)行打印測(cè)試,，都有詳細(xì)的說(shuō)明與圖示。為了更好的讓用戶進(jìn)行機(jī)器測(cè)試,，Raise3D還附贈(zèng)了兩卷PLA耗材以及一個(gè)裝有測(cè)試模型的USB,。我按照指南上的步驟，清晰地啟動(dòng)了新機(jī)器并成功的進(jìn)行了打印測(cè)試,。

當(dāng)打印機(jī)設(shè)置好后,，我開(kāi)始考慮如何將這款機(jī)器的優(yōu)勢(shì)最大的發(fā)揮出來(lái)，尤其是針對(duì)創(chuàng)新教學(xué)這一塊,。

豐富的打印應(yīng)用

Raise3D E2 在創(chuàng)意空間里已經(jīng)連續(xù)不停的工作了8周,，在此期間，我們用它完成了不同的打印項(xiàng)目,。它可以打印耗時(shí)30分鐘的簡(jiǎn)單模型,、也可以打印耗時(shí)35小時(shí)的復(fù)雜模型、獨(dú)立雙噴頭系統(tǒng)可以支持單色和雙色打印,，除此之外,，它還可以兼容多種類型的耗材。

強(qiáng)大的功能,，穩(wěn)定的打印質(zhì)量,，易操作，讓不同階段的學(xué)生都能根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需求,，靈活地使用著E2,。

三年級(jí)的學(xué)生特別喜歡E2的IDEX獨(dú)立雙噴頭系統(tǒng),，不同于以往在使用Dremel時(shí)的單色打印，學(xué)生們用E2進(jìn)行了雙色打印,。他們將E2以及Einscan SE 3D掃描儀結(jié)合使用,，來(lái)創(chuàng)作自己的圣甲蟲(chóng)。就像他們之前在大英博物館的體驗(yàn)活動(dòng)一樣,，他們首先對(duì)圣甲蟲(chóng)進(jìn)行掃描,，然后再使用E2，定制出自己創(chuàng)作的復(fù)制品,。

△學(xué)生打印的雙色圣甲蟲(chóng)部件

四年級(jí)的學(xué)生則利用在設(shè)計(jì)與科技課程中學(xué)到的TinkerCAD技術(shù),，設(shè)計(jì)制作了自己的鑰匙圈。

以上這兩個(gè)課程任務(wù)都需要在很短的時(shí)間內(nèi)完成,，但對(duì)E2的打印速度來(lái)說(shuō),，按時(shí)完成任務(wù)沒(méi)有任何問(wèn)題。除了高效的打印速度,，還有一方面讓我印象很深刻,，那就是當(dāng)我們用ideaMaker進(jìn)行切片時(shí)，軟件給到的預(yù)估時(shí)間也很準(zhǔn)確,。這對(duì)我做不同課程的計(jì)劃時(shí),，非常有用。

五年級(jí)的學(xué)生一直在學(xué)習(xí)智能科技,、現(xiàn)代新型材料以及設(shè)計(jì)課程,。學(xué)生們利用E2對(duì)多種材料的兼容性，設(shè)計(jì)打印了不同材質(zhì)的樣件：一些學(xué)生使用E2打印制作多晶型材料制作模具,，而另一些則使用E2打印會(huì)隨著溫度變化而變色的熱變色材料,，制作樣件。

△學(xué)生使用熱變色材料打印的樣件

六年級(jí)的學(xué)生利用E2 330mm x 240mm x 240mm的大尺寸打印,，制作了支架,，創(chuàng)作了一個(gè)迷你綠幕背景，用于定格動(dòng)畫電影的制作,。

△學(xué)生打印的迷你綠幕支架

穩(wěn)定的打印質(zhì)量

在使用3D打印機(jī)進(jìn)行教學(xué)時(shí),，保障大量樣件打印質(zhì)量的穩(wěn)定性是非常重要的。而作為樣件的“基底”,，首層打印是否穩(wěn)定會(huì)直接決定打印是否成功,。我以往使用的3D打印機(jī)底板粘性不夠，經(jīng)常導(dǎo)致打印失敗,。

在引進(jìn)E2之后，我發(fā)現(xiàn)他們從各方面提高了材料與底板的附著力,。當(dāng)我需要打印又高又薄的樣件,，在進(jìn)行切片時(shí),，ideaMaker就開(kāi)始提示我多增加底層結(jié)構(gòu)以保障首層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。除此之外,，ideaMaker還會(huì)根據(jù)不同的材料特性去設(shè)置底板的溫度,，以提高材料與底板的附著力。

正如我最近為校園比賽設(shè)計(jì)打印的Sphero Bolt保齡球瓶,，即使是又高又薄的中空結(jié)構(gòu),，首層與底板依然具有良好的附著力。在打印完成后,，打印平臺(tái)還會(huì)迅速冷卻,，降低了取樣件時(shí)被高溫燙傷的風(fēng)險(xiǎn)。

△E2打印的保齡球瓶

穩(wěn)定便捷的耗材設(shè)置

在需要更換耗材時(shí),，E2方便的操作也讓我感覺(jué)到十分便捷,。我們可以從兩端輕松擰下和移除導(dǎo)管，很容易的就能將耗材設(shè)置好,。我還非常喜歡E2兩側(cè)封閉式卷軸裝置的設(shè)計(jì),，這兩個(gè)封閉式的設(shè)計(jì)可以使打印機(jī)周圍區(qū)域保持整潔干凈，尤其對(duì)于一些人多的教室或者使塵土飛揚(yáng)的車間來(lái)說(shuō),。除此之外,，我還特別喜歡E2順滑的擠出系統(tǒng)，這樣可以保障耗材均勻的被擠出,，使打印變得更流暢與穩(wěn)定,。

數(shù)字化遠(yuǎn)程管理

作為一間Apple杰出學(xué)校,，我們的每一位學(xué)生都配有專屬的ipad,。為了讓他們更好的體驗(yàn)數(shù)字化的魅力，我也一直在尋找可以將打印流程一體化,，并可以讓學(xué)生在他們ipad上進(jìn)行操作的3D打印解決方案,。在我熟練使用E2后,，我開(kāi)始嘗試它的遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)RaiseCloud。

RaiseCloud的連接與設(shè)置都很簡(jiǎn)單,，我讓學(xué)生們利用自己的ipad對(duì)E2進(jìn)行在線管理,，快速實(shí)現(xiàn)打印任務(wù)。

RaiseCloud的用戶體驗(yàn)也非常好,，它帶有大而清晰的圖標(biāo)與按鈕,。在六年級(jí)學(xué)生打印制作綠幕支架時(shí)，即使他們已經(jīng)放學(xué)回家,，依然可以通過(guò)RaiseCloud遠(yuǎn)程觀察學(xué)校創(chuàng)意空間里的實(shí)時(shí)打印情況,。

E2的實(shí)時(shí)延時(shí)攝影功能也是我周末在家遠(yuǎn)程監(jiān)控長(zhǎng)時(shí)間打印的好方法。此錄像功能不僅能讓我實(shí)時(shí)了解打印進(jìn)程，其錄像視頻還能輔助我的教學(xué)活動(dòng),。

符合工業(yè)制造的高精度打印

在使用E2的這段時(shí)間里,，從精密度，打印成功率以及耗材性能表現(xiàn)上來(lái)看,，我們打印的每一個(gè)樣件都具有優(yōu)異的打印質(zhì)量,。在切片時(shí)，我使用了一系列不同的預(yù)設(shè)配置文件,，但即使在我嘗試著將不同選項(xiàng)混合設(shè)置后,，E2的打印質(zhì)量依然很穩(wěn)定。

我曾經(jīng)使用E2打印過(guò)一些帶有復(fù)雜曲線的模型,，當(dāng)我把模型導(dǎo)入ideaMaker時(shí),，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)幫我生成支撐結(jié)構(gòu)。這些支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)既達(dá)到了對(duì)模型的支撐作用,，還易拆除,，在清除支撐后，我能得到一個(gè)光滑的支撐接觸面,。

進(jìn)階版教學(xué)工具

對(duì)于教育行業(yè)來(lái)講,，引進(jìn)Raise3D E2這款應(yīng)用在工業(yè)制造的3D打印機(jī)，是對(duì)創(chuàng)新教學(xué)進(jìn)階版的補(bǔ)充,。

它高精度的打印質(zhì)量,，兼容多種材料，從打印機(jī)到軟件一體化的生態(tài)鏈,，非常適合更高年級(jí)的GCSE和A-level課程,、原型設(shè)計(jì)等項(xiàng)目。

有了E2后,，我的課程設(shè)計(jì)豐富了起來(lái),，不再像以前一樣只做基礎(chǔ)的打印課程。作為一名教師,，我非常希望能給學(xué)生提供更廣闊的創(chuàng)新體驗(yàn),。E2優(yōu)異又穩(wěn)定的打印質(zhì)量能幫助學(xué)生們更好的實(shí)現(xiàn)他們的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并激勵(lì)著他們的信心,，一位三年級(jí)的學(xué)生在使用E2后,，更是稱它為“魔法盒”。Raise3D E2是一款我認(rèn)為接近于完美的3D打印機(jī),，我能通過(guò)它讓學(xué)生們更好的去認(rèn)識(shí)先進(jìn)的數(shù)字化制造領(lǐng)域,。