Dentro del curso de impresión 3D de código abierto de Michigan Tech

Cuando los estudiantes de ingeniería comienzan sus estudios en la universidad, el alto costo de sus propias herramientas puede ser un obstáculo para hacer realidad sus sueños. Los avances recientes en la impresión 3D gratuita y de código abierto han reducido el costo de la creación rápida de prototipos, haciéndolo accesible para todos. La industria del software ya conoce el poder del código abierto, por lo que es hora de comenzar a capacitar en hardware de código abierto gratuito para todos los ingenieros.

El otoño pasado, Michigan Tech ofreció un nuevo curso: impresión 3D de código abierto. Los estudiantes pagan una tarifa de curso adicional de $ 500 por los componentes y herramientas necesarios para crear su propio LA MEJOR Impresora 3D Delta RepRapque luego utilizan para el curso. Al final del semestre, cada estudiante se queda con una impresora que ha construido y modificado. 50 asientos en el salón de clases se llenaron de inmediato.

La comunidad de código abierto está construyendo constantemente sobre los cimientos establecidos por la comunidad de código abierto y libre (FOSS). El equipo para exteriores realmente ha aumentado el éxito de bajo costo, fácil de aprender arduino microcontrolador De todos los increíbles proyectos que permite, quizás el más interesante fue la impresora 3D RepRap de código abierto, que significa prototipo rápido autorreplicante. Propósito c proyecto reprap es crear una impresora 3D que sea totalmente capaz de producirse a sí misma. Está aproximadamente a la mitad y la mayoría de los componentes que no se pueden imprimir se pueden encontrar en la ferretería.

El curso esencialmente destiló el espíritu de RepRap y lo enmarcó como una introducción a la fabricación aditiva distribuida. Nosotros usamos "Laboratorio de código abierto: cómo construir su propio equipo y reducir los costos de investigación"como un libro de texto para material de iluminación desde el punto de vista de un científico-ingeniero. El curso cubrió hardware, firmware, software, software de controlador de impresora y corte para la operación y mantenimiento del dispositivo, todo de código abierto y gratuito. formato, es decir , los estudiantes a menudo realizan un proyecto de diseño "tarea" en clase y leen mucho en casa.

El segundo día de clases, todos trajeron una caja vacía de los contenedores y eligieron los componentes para sus impresoras. Las instrucciones completas de ensamblaje, incluidos videos de detalles complicados, están disponibles de forma gratuita en la wiki Apropiación gracias a una subvención del Centro William Jackson para la Enseñanza y el Aprendizaje. Los estudiantes tenían tres semanas para terminar las impresoras domésticas, con un poco de ayuda en clase para aquellos que no tenían equipo militar ni productos químicos a granel.

Todos los estudiantes ya eran creadores por derecho propio, pero el mundo del código abierto era nuevo para la mayoría de ellos. Por ejemplo, algunos de los ingenieros mecánicos que ya poseen y poseen costosos CAD han aprendido a utilizar alternativas de código abierto. OpenSCAD, Licuadora, y GratisCAD. Esto es importante porque todas las herramientas que usan en el salón de clases estarán disponibles para ellos para siempre. No estarán vinculados a software, firmware o hardware CAD comerciales que rápidamente se volverán obsoletos.

Después de que los estudiantes construyeron sus impresoras 3D, procesamos cinco proyectos prototipo de complejidad progresiva para convertirlos en Jedi de código abierto. Primero, los estudiantes tenían que hacer un muro de piedra en OpenSCAD usando una plantilla de tornillos. Los muros de piedra, como saben, están inflados: los niños cuestan $ 5 cada uno y el profesional más hermoso, de 50 a 100 dólares. Fue una tarea fácil porque la impresión tenía que ser plana en la parte inferior para que funcionara (que fuera fácil de imprimir) y podía parecerse a cualquier cosa. No había una presión real del proyecto. La clase requería que todos los estudiantes compartieran sus proyectos con licencias abiertas, por lo que ahora todos pueden imprimir una bodega por $ 1 o hacer un buen muro de escalada a expensas de una bodega patentada. Cuando había que completar cada tarea, organizamos un espectáculo y un cuentacuentos para compartir consejos y trucos. El mejor diseño o dos ganaron un rollo de hilo.

Joshua Pierce CC BY-SA

A continuación, para perfeccionar las habilidades de código abierto de los estudiantes de CAD, tuvieron que decorar un artículo doméstico sacado de un sombrero con nudos celtas. Esto es difícil, especialmente para aquellos que decidieron usar CAD basado en scripts, pero los resultados fueron excelentes. Si quieres una decoración celta para cualquier estancia de tu hogar, los estudiantes te ayudarán. Utilizamos el repositorio de YouMagine para este proyecto y se nominaron varios proyectos de estudiantes, incluidos Corbata celta con drapeado.

Joshua Pierce CC BY-SA

Descargar e imprima estos artículos de decoración celta para el hogar, incluida una corbata drapeada.

A continuación, pasamos a las pequeñas cosas de la clase: el desarrollo de equipos científicos ultra caros para la impresión 3D. Utilizamos las técnicas descritas en el tutorial. Como se informó anteriormente en Opensource.com, los laboratorios pueden ahorrar grandes cantidades de dinero con equipos de impresión 3D. Los estudiantes formaron equipos con al menos un estudiante graduado por equipo para que tuvieran acceso a los laboratorios del campus. Luego llevaron a cabo la tarea de otro profesor, desarrollando todo, desde mezcladores de vórtice hasta máscaras de sombra para la investigación de semiconductores. Nosotros usamos Repositorio NIH 3D para impresión y GitHub (porque el NIH solo admitía la publicación STL, pero no la fuente). Una vez más, las habilidades que demostraron los estudiantes cuando se les dio la libertad de innovar en el espacio de código abierto fueron impresionantes. Puedes ver su trabajo y muchos otros ejemplos aquí. Considere, por ejemplo, esta placa frontal personalizable desarrollada en OpenSCAD, que un grupo de estudiantes desarrolló para un profesor de ingeniería eléctrica. Los estudiantes los han desarrollado todos, y ahora incluso los principiantes pueden elegir sus puertos, posiciones y convertirlos en su lugar.

Joshua Pierce CC BY-SA

Luego, nos asociamos con Appropedia, el wiki abierto más grande sobre tecnología y reducción de la pobreza. Residencia en peticiones de la comunidad de Appropedia para Tecnologías apropiadas para la impresión 3D de código abierto, los estudiantes han realizado proyectos diseñados para el desarrollo sostenible. Un médico de Camerún preguntó otoscopioutilizado en los exámenes médicos de rutina. El diseño a continuación es un prototipo, pero es funcional y está abierto a su uso, adaptación y mejora. El página de trabajo tiene una plantilla wiki que permite a los estudiantes abrir fácilmente páginas wiki.

Andrew Wallis CC BY-SA

El lema de RepRap es "riqueza sin dinero". El tesis final de licenciatura era crear "riqueza" para que los estudiantes pudieran crear proyectos de código abierto que fueran de valor para ellos. En ese momento, la gran mayoría de los estudiantes en el aula se habían convertido en jóvenes maestros Jedi en la fabricación de código abierto: su fuerza era fuerte. Han creado de todo, desde un “asistente de hockey”, un gadget de 11 dólares que se puede imprimir por 1 dólar para ayudar a los principiantes en su deporte de invierno favorito, hasta un conjunto de cosplay completo que ha ahorrado 350 dólares. Por supuesto, todos sus diseños son de código abierto, lo que crea un gran valor para toda la comunidad de impresión 3D.

Por lo general, los estudiantes de ingeniería son creadores, pero si realmente quiere que rompan los grilletes, deben tener "sus propias" herramientas, no solo tener acceso a ellas. Por eso era tan importante que los estudiantes crearan, probaran, solucionaran problemas y repararan sus propias impresoras. Los conocen bien: no tienen miedo de solucionar problemas, analizar o actualizar futuros componentes para la impresión 3D.

Los estudiantes no obtendrán la misma experiencia con el fácil acceso a algunas cajas negras que pueden imprimir mágicamente objetos en 3D. Al tener un conocimiento profundo de las herramientas, sus diseños eran mejores. Pudieron llevar las máquinas al límite (por ejemplo, imprimir un estetoscopio verticalmente) y, si eso no fuera suficiente para hacer lo que querían, podían mejorar y piratear los instrumentos ellos mismos. Los estudiantes de posgrado tenían que completar todos los cursos asignados a los estudiantes, así como un proyecto en profundidad que implicaba mejoras significativas en la propia impresora 3D (como la alineación automática de la cama o la detección de errores). Los resultados nuevamente fueron impresionantes, y el próximo año las impresoras 3D serán un híbrido mejorado, la mejor impresora 3D, gracias en parte a las modificaciones de los estudiantes, muchas de las cuales provinieron de estudiantes que comenzaron a apagar sus máquinas de manera orgánica.

Los maestros Jedi de código abierto que han dejado la clase seguirán disfrutando de la perspectiva de que los futuros estudiantes repitan su trabajo y creen mejores proyectos. Varios estudiantes incluso consiguieron excelentes trabajos y buenas prácticas gracias a sus proyectos de código abierto. Cuando las empresas ven un espectáculo de genialidad, quieren que trabajes en ellas. Los equipos de código abierto ahora brindan este camino hacia el empleo para ingenieros mientras mejoran el mundo en el proceso.

Esta clase ha sido lo más divertido que he enseñado en la última década y creo que es un buen modelo para otras universidades. El todo de principio a fin es gratuito y de código abierto (hardware, software, firmware, plan de estudios, tareas y resultados). No hay ninguna razón por la que este curso no se pueda transferir a los estudiantes de primaria y secundaria, ya que casi todas las herramientas utilizadas en el aula eran nuevas para la mayoría de los estudiantes.

Es muy interesante pensar en cuál será la próxima generación de ingenieros que tengan acceso al poder del código abierto.

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