3D 프린팅은 교육 분야에서 혁신의 소용돌이를 일으킵니다.

2021년 7월 14일

교육에 3D 프린팅 기술 도입

로 표현되는 네 번째 산업 혁명  AI, 사물의 인터넷 및  정보화  뿐만 아니라 지능형 생산 및 혁신적인 개념을 제공뿐만 아니라 젊은 사람들의 기초 교육에 대한 새로운 요구 사항을 제공합니다. 업데이트된 교육 요건의 한 예는 학교가 STEM을 구현하는 방식에서 볼 수 있습니다. STEM은 과학, 기술, 공학 및 수학의 4개 분야에서 학생들을 교육하는 데 중점을 둡니다  . 모든 수준의 교육 및 공공 문화 기관 모두 최신 과학 지식과 기술을 교실과 실험실에 도입하는 것을 고려하고 있습니다.

3D 프린팅은 STEM에 대한 현재 교육 요구 사항을 충족하므로 모든 유형의 학교의 교실 및 실험실에 널리 도입되었습니다. 3D 프린팅은 혁신적인 교수법을 촉진하고 교실 활동에서 학생과 교사의 참여를 증가시킵니다. 또한 3D 프린팅은 학생들의 창의성과 협업 능력을 크게 자극합니다.

 

3D 프린팅을 교육에 어떻게 적용할 수 있습니까?

교육 시설은 3D 프린팅을 가르치기 위해 다양한 접근 방식 중에서 선택할 수 있는 유연성이 있습니다. 첫째, 학생들에게 그 원리와 응용을 가르치기 위한 특별 과정이 개설됩니다. 둘째, 교육자는 학생들이 교과서 수준의 정보를 이해할 수 있도록 3D 프린팅을 사용하여 특수 교육 도구를 만듭니다. 교사들은 또한 학생들의 학습을 보완하기 위해 산업 제조 및 프로토타이핑과 같은 관련 과정에서 3D 프린팅을 소개합니다. 셋째, 교육자는 학생들에게 실제 3D 프린터로 모형 설계 및 모형 인쇄를 시도하도록 지시할 수 있으므로 학생들의 설계 기술과 실무 능력이 크게 향상됩니다. 마지막으로 3D 프린팅은 프로토타입 제작 비용과 어려움을 줄여줍니다.

일반적으로 교육이 아무리 많이 바뀌더라도 3D 프린팅은 모든 수준의 학생과 교사의 꿈과 창의성을 현실로 만들 것입니다. 마찬가지로  제프 파르가  말했다, "나는 아이들이 그들의 마음에 꿈 일을 만질 수 있기를 바랍니다. 그들은 꿈을 3D 모델로 변환한 다음 3D 인쇄 기술을 사용하여 물리적으로 만들어 실제로 만질 수 있습니다.” Jeff Farr는 캘리포니아 Tustin Foothills High School 의 기술 교사  입니다 . 그는 연구실을 위해 Raise3D 프린터를 샀습니다. Pro2 시리즈  및 E2 데스크탑 3D 프린터 와  같은 Raise3D 프린터  는 신뢰성, 사용 용이성 및 고성능으로 인해 학교와 교육자들이 가장 먼저 선택하는 제품이 되었습니다.

Jeff Farr는 Raise3D 프린터의 도움으로 수업에 3D 인쇄를 도입했습니다.

3D 프린팅 도입 전 학교 교육

3D 프린팅이 교실에 도입되기 전에 교사는 멀티미디어와 미리 설계된 교육 보조 도구에 의존하여 학생들에게 새로운 자료를 가르쳤습니다. 학생들은 쓰기와 2차원 또는 3차원 그림을 통해 자신의 생각을 표현하는 것으로 제한됩니다.

교사와 학생은 일반적으로 아이디어를 물리적 모델로 변환할 수 있는 도구가 없습니다. 모델 설계와 프로토타입 검증을 모두 사용할 수 있게 되면 프로세스가 비용 효율적이지 않고 실패율이 높을 수 있습니다. 그러나 3D 프린팅을 사용하면 학교에서 모델링을 교육 과정의 일부로 비용 효율적으로 사용할 수 있습니다.

 

3D 프린팅으로 초등 교육 콘텐츠를 직관적으로 표시

초등학교부터 고등학교까지 다양한 교육자들이 교실에서 3D 프린팅을 적용하여 가르치고 싶은 내용을 보다 직관적으로 보여줄 수 있습니다. 이 단계에서 교육자는 3D 프린팅 기술을 통해 학생들에게 보다 자세한 물리적 프로토타입을 제공하여 학생들이 과학적 개념을 이해하도록 도울 수 있습니다. 예를 들어, 초등 수학 수업에서 교사는 3D 프린팅 기술을 사용하여 다양한 사양의 다면체 모델을 인쇄하고 학생들은 모델의 차이를 느끼고 측정하고 경험할 수 있습니다. 3D 프린팅은 또한 학생들이 때때로 구식일 수 있는 교과서 정보에 집중하는 대신 탐색적 방식으로 학습할 수 있도록 합니다.

캘리포니아에 있는 Tustin Foothills High School은  대학 커리큘럼과 연결되고 학생들이 엔지니어링 설계를 이해하는 데 도움이 되는 초급 기계 공학 과정을 제공하는 데 앞장서 왔습니다. Jeff Farr 교사는 작동하기 쉬운 여러 Raise3D N2 프린터를 구입했습니다. 학생들은 하루 만에 3D 프린팅의 기본 지식을 습득하고 너트, 렌치 및 기타 모델 프린팅을 연습할 수 있습니다. 3D 모델 설계 및 인쇄를 배우면 학생들이 창의적 기술과 혁신을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 또한 학생들에게 새로운 솔루션을 시도할 수 있는 유연성을 제공합니다.

Tustin Foothills 고등학교의 학생들은 Raise3D Pro2 프린터로 로봇 팔을 인쇄했습니다.

3D 프린팅은 학생들의 과외 활동에도 영향을 미칠 수 있습니다. 학생들은 3D 프린팅을 사용하여 더 빠른 프로토타이핑 및 맞춤형 부품 생산을 할 수 있습니다. 예를 들어, Tustin Foothills High School에는 로봇 공학 프로젝트와 방과 후 로봇 공학 팀이 있습니다. 학생들은 로봇 팔을 디자인하고 Raise3D Pro2 3D 프린터를 사용하여 로봇 팔을 인쇄합니다. Pro2 Plus는 대형 3D 프린터로 더 큰 3D 프린팅 부품을 생산할 수 있으며 220V 전원을 사용하여 교실에서 이동 및 사용이 용이합니다. 섀시는 공기 오염을 방지하기 위해 완전히 밀폐되어 있으며 환경 친화적입니다. 또한 Pro2 프린터는 인쇄 작업을 완료하기 위해 학생의 개입 없이 자동으로 인쇄할 수 있습니다. 학교 환경에서 사용하기에 특히 중요한 안전한 워크스테이션입니다.

 

3D 프린팅은 고등 교육 분야에서 더 널리 보급되어 있습니다.

3D 프린팅은 고등 교육에 널리 적용됩니다. 3D 프린팅 과정은 공학 및 응용 과학과 같은 전문 과정과 함께 진행됩니다. 예를 들어, MIT에는 3D 프린팅의 기초를 가르치는 대학원 및 학부 과정이 있습니다. 텍사스 대학교와 버지니아 공대에서는 3D 프린팅 및 적층 제조를 다루는 과정을 제공했습니다. 적층가공의 한 분야인 3D 프린팅은 엔지니어링 설계 및 제조를 전공한 학생들이 반드시 숙달해야 할 기술입니다. 3D 프린팅은 이론적 지식 외에도 다양한 분야의 실험 및 실제 프로젝트에 적용됩니다. 교수와 학생은 적층 제조 기술을 사용하여 프로토타입 설계 및 테스트를 완료합니다. 또한 3D 인쇄 모델을 최종 부품에 적용합니다.

University of Tokyo  는  학생, 교수 및 캠퍼스 내 기업을 위한 실험실에 Raise 3D 프린터 를 도입했습니다  . 학생들은 연구실에서 장비 제작 및 연구를 위해 Raise3D 프린터  를 사용할 수 있습니다  . 학생들은 관련 논문을 작성하고 고정 모델을 만들기 위해 회사와 협력합니다. Raise3D 프린터를 대학에 도입하기 전에는 비용이 많이 들고 시간, 재료 및 에너지를 낭비하는 CNC를 사용했습니다. 3D 프린터를 사용한 후 대학의 생산 시간은 3배 빨라졌고 노동력은 50% 감소했습니다. 대학은 학생들이 비용을 절감하면서 3D 프린팅을 실습할 수 있는 환경을 조성할 수 있었습니다.

도쿄 대학은 Raise 3D 프린터를 실험실에 도입했습니다.

이탈리아 ISCR(Istituto Superiore per la Conservazione ed il Restauro)  의 교사와 학생들은  3D 스캐닝과  Raise3D Pro 2 프린터  를 사용하여 이탈리아 벽화, 동상 및 기타 예술 작품을 수리하고 보존합니다. 3D 프린팅 기술은 엠보싱 및 모델 수리 프로세스와 유사한 평평한 표면에 레이어를 추가하는 프로세스입니다. 학생들은 Raise3D 공식 필라멘트와 OFP(Open Filament Program)를 사용하여 목재 필러, 실리콘, 나일론, 폴리카보네이트, 탄소 섬유, PLA 및 ABS와 같은 3D 프린팅 재료를 선택하여 인쇄합니다. 다양한 필라멘트 옵션을 통해 학생들은 작품의 색상과 질감을 모방할 수 있습니다. Raise3D Pro 2 프린터 교사와 학생들에게 필요한 모델을 생산할 수 있는 넓은 인쇄 영역을 제공합니다. 듀얼 노즐 프린팅은 두 가지 색상 또는 필라멘트를 동시에 프린팅할 수 있어 학생들이 크고 복잡한 조형물을 쉽게 프린팅할 수 있습니다. 또한 학생들은 직관적이고 사용하기 쉬운 3D 슬라이싱 소프트웨어인 ideaMaker를 사용하여 모델을 설계하고 슬라이스했습니다. 이 소프트웨어는 이탈리아어를 포함한 여러 언어로도 제공됩니다.

ISCR의 교사와 학생들은 Raise3D Pro 2 프린터로 작품을 수리했습니다.

힐로에 있는 하와이 대학교 예술과 부교수인 존 고벨(Jon Goebel)은 이를 위해 3D 프린팅을 사용하여 산호 생태계를 얻고 시각화하기 위해 대학교의 해양 연구 팀과 협력했습니다. 그들의 목표는 산호 생활 환경과 기후 변화에 대한 대중의 관심을 끄는 것이 었습니다. Goebel은 100개 이상의 초대형 산호 부품을 인쇄하여 조립했습니다. Raise3D Pro2 Plus의 빌드 볼륨은 12 X 12 X 23.8인치(305 X 305 X 605mm)로 Goebel 가격대에서 최고의 대형 3D 프린터입니다. 그는 Raise3D Pro2 Plus를 사용하여 최대 6,000시간 분량의 작업을 인쇄했습니다.

Jon Goebel은 Raise3D Pro2 프린터로 대형 산호 모델을 인쇄했습니다.

또한 Goebel은 Raise3D PLA가 산호 생태 및 플라스틱 오염에 대한 사람들의 관심을 더 잘 끌 수 있는 생분해성 바이오 플라스틱이기 때문에 인쇄 재료로 선택했습니다. 이 프로젝트는 3D 프린팅 기술을 환경 보호와 인간 행동 사이의 다리로 바꾸어 사람들이 기술과 자연이 평화롭고 지속 가능하게 공존할 수 있다는 것을 이해할 수 있도록 합니다.

 

교육에서 3D 프린팅 기술의 미래

3D 프린팅은 학생과 교사 모두에게 혁신을 장려하는 중요한 원동력이 될 것입니다. 3D 프린팅 기술을 사용하여 학생들은 3D 프린팅 기술을 사용하여 교실 수업 활동에 더 많이 참여하는 동시에 적층 제조를 사용한 프로토타이핑을 더 잘 이해하고 미래 교육을 위한 더 많은 토대를 마련할 수 있습니다. 3D 프린팅 기술은 고등 교육 환경에서 교사와 학생에게 더 많은 실습과 프로젝트의 기회를 제공하며 필연적으로 전체 교육 분야에서 학제 간 및 실습 중심의 혁신의 소용돌이를 일으킬 것입니다.

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