用工程師工具培養(yǎng)學生，英國Apple杰出學校引進Raise3D E2實踐創(chuàng)新教學方案

引言：博頓學校男子小學（Bolton School Junior Boys）的設計和技術老師 Aaron Winstanley（以下簡稱Aaron） 最近為他的學生們引進了Raise3D E2打印機，作為一位已經(jīng)擁有3D打印經(jīng)驗的使用者，Aaron被這款高打印質量，高穩(wěn)定性，主要應用在工業(yè)制造領域的3D打印機所折服。在經(jīng)過8周的打印體驗后，他將自己在使用E2進行創(chuàng)新教學時的心得體會總結下來。

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

△博頓學校教學互動圖（圖片來源：博頓學校）

Raise3D E2的到來對我們maker-space創(chuàng)意空間來說，是一個巨大的驚喜。它不僅擁有符合工業(yè)制造標準的高品質打印質量，還易操作。其獨立雙噴頭系統(tǒng)的設置，為學生們帶了更多創(chuàng)新與設計空間。Raise3D E2幫助我更好的培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力以及提高他們對數(shù)字化生產(chǎn)的認知。在此之前，學校里已經(jīng)配置了兩臺Dremel 3D40 flex機器，我們曾經(jīng)以為已經(jīng)找到了最完美的3D打印機，直到Raise3D E2的到來。

開箱即有驚喜

當拆開Raise3D E2的包裝時，我驚喜地發(fā)現(xiàn)這款用于工業(yè)制造領域，擁有出色打印質量的3D打印機，安裝過程竟如此簡單。沒有任何慌亂的操作，我們在幾分鐘內(nèi)便設置好機器并使用USB開始打印。

在E2的包裝盒里有一系列工具，包括用于拆除支撐結構的鑷子、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打印機的用戶角度去考慮，尤其對于我教師這樣的角色來說，他們不僅讓機器的設置與操作變得清晰明了，同時還考慮到很多關于安全，關于用戶體驗等細節(jié)問題。

在首次啟動機器時，我參考了Raise3D為用戶準備的，細致到每一步的用戶指南。從如何拆卸安全卡扣到如何啟動機器進行打印測試，都有詳細的說明與圖示。為了更好的讓用戶進行機器測試，Raise3D還附贈了兩卷PLA耗材以及一個裝有測試模型的USB。我按照指南上的步驟，清晰地啟動了新機器并成功的進行了打印測試。

當打印機設置好后，我開始考慮如何將這款機器的優(yōu)勢最大的發(fā)揮出來，尤其是針對創(chuàng)新教學這一塊。

豐富的打印應用

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目。它可以打印耗時30分鐘的簡單模型、也可以打印耗時35小時的復雜模型、獨立雙噴頭系統(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。

強大的功能，穩(wěn)定的打印質量，易操作，讓不同階段的學生都能根據(jù)不同的設計需求，靈活地使用著E2。

三年級的學生特別喜歡E2的IDEX獨立雙噴頭系統(tǒng)，不同于以往在使用Dremel時的單色打印，學生們用E2進行了雙色打印。他們將E2以及Einscan SE 3D掃描儀結合使用，來創(chuàng)作自己的圣甲蟲。就像他們之前在大英博物館的體驗活動一樣，他們首先對圣甲蟲進行掃描，然后再使用E2，定制出自己創(chuàng)作的復制品。

△學生打印的雙色圣甲蟲部件

四年級的學生則利用在設計與科技課程中學到的TinkerCAD技術，設計制作了自己的鑰匙圈。

以上這兩個課程任務都需要在很短的時間內(nèi)完成，但對E2的打印速度來說，按時完成任務沒有任何問題。除了高效的打印速度，還有一方面讓我印象很深刻，那就是當我們用ideaMaker進行切片時，軟件給到的預估時間也很準確。這對我做不同課程的計劃時，非常有用。

五年級的學生一直在學習智能科技、現(xiàn)代新型材料以及設計課程。學生們利用E2對多種材料的兼容性，設計打印了不同材質的樣件：一些學生使用E2打印制作多晶型材料制作模具，而另一些則使用E2打印會隨著溫度變化而變色的熱變色材料，制作樣件。

△學生使用熱變色材料打印的樣件

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

△學生打印的迷你綠幕支架

穩(wěn)定的打印質量

在使用3D打印機進行教學時，保障大量樣件打印質量的穩(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)定會直接決定打印是否成功。我以往使用的3D打印機底板粘性不夠，經(jīng)常導致打印失敗。

在引進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。當我需要打印又高又薄的樣件，在進行切片時，ideaMaker就開始提示我多增加底層結構以保障首層結構的穩(wěn)定性。除此之外，ideaMaker還會根據(jù)不同的材料特性去設置底板的溫度，以提高材料與底板的附著力。

正如我最近為校園比賽設計打印的Sphero Bolt保齡球瓶，即使是又高又薄的中空結構，首層與底板依然具有良好的附著力。在打印完成后，打印平臺還會迅速冷卻，降低了取樣件時被高溫燙傷的風險。

△E2打印的保齡球瓶

穩(wěn)定便捷的耗材設置

在需要更換耗材時，E2方便的操作也讓我感覺到十分便捷。我們可以從兩端輕松擰下和移除導管，很容易的就能將耗材設置好。我還非常喜歡E2兩側封閉式卷軸裝置的設計，這兩個封閉式的設計可以使打印機周圍區(qū)域保持整潔干凈，尤其對于一些人多的教室或者使塵土飛揚的車間來說。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)字化遠程管理

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

RaiseCloud的連接與設置都很簡單，我讓學生們利用自己的ipad對E2進行在線管理，快速實現(xiàn)打印任務。

RaiseCloud的用戶體驗也非常好，它帶有大而清晰的圖標與按鈕。在六年級學生打印制作綠幕支架時，即使他們已經(jīng)放學回家，依然可以通過RaiseCloud遠程觀察學校創(chuàng)意空間里的實時打印情況。

E2的實時延時攝影功能也是我周末在家遠程監(jiān)控長時間打印的好方法。此錄像功能不僅能讓我實時了解打印進程，其錄像視頻還能輔助我的教學活動。

符合工業(yè)制造的高精度打印

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

我曾經(jīng)使用E2打印過一些帶有復雜曲線的模型，當我把模型導入ideaMaker時，系統(tǒng)會自動幫我生成支撐結構。這些支撐結構的設計既達到了對模型的支撐作用，還易拆除，在清除支撐后，我能得到一個光滑的支撐接觸面。

進階版教學工具

對于教育行業(yè)來講，引進Raise3D E2這款應用在工業(yè)制造的3D打印機，是對創(chuàng)新教學進階版的補充。

它高精度的打印質量，兼容多種材料，從打印機到軟件一體化的生態(tài)鏈，非常適合更高年級的GCSE和A-level課程、原型設計等項目。

有了E2后，我的課程設計豐富了起來，不再像以前一樣只做基礎的打印課程。作為一名教師，我非常希望能給學生提供更廣闊的創(chuàng)新體驗。E2優(yōu)異又穩(wěn)定的打印質量能幫助學生們更好的實現(xiàn)他們的創(chuàng)新設計，并激勵著他們的信心，一位三年級的學生在使用E2后，更是稱它為“魔法盒”。Raise3D E2是一款我認為接近于完美的3D打印機，我能通過它讓學生們更好的去認識先進的數(shù)字化制造領域。