用工程師工具培養(yǎng)學(xué)生，英國Apple杰出學(xué)校引進(jìn)Raise3D E2實踐創(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)計和技術(shù)老師 Aaron Winstanley（以下簡稱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8周的打印體驗后，他將自己在使用E2進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)時的心得體會總結(jié)下來。

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)互動圖（圖片來源：博頓學(xué)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(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Dremel 3D40 flex機(jī)器，我們曾經(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。

開箱即有驚喜

當(dāng)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(lǐng)域，擁有出色打印質(zhì)量的3D打印機(jī)，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(shè)置好機(jī)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(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，尤其對于我教師這樣的角色來說，他們不僅讓機(jī)器的設(shè)置與操作變得清晰明了，同時還考慮到很多關(guān)于安全，關(guān)于用戶體驗等細(xì)節(jié)問題。

在首次啟動機(jī)器時，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機(jī)器進(jìn)行打印測試，都有詳細(xì)的說明與圖示。為了更好的讓用戶進(jìn)行機(jī)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(jī)器并成功的進(jìn)行了打印測試。

當(dāng)打印機(jī)設(shè)置好后，我開始考慮如何將這款機(jī)器的優(yōu)勢最大的發(fā)揮出來，尤其是針對創(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(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)計需求，靈活地使用著E2。

三年級的學(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(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部件

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

以上這兩個課程任務(wù)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(wù)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(dāng)我們用ideaMaker進(jìn)行切片時，軟件給到的預(yù)估時間也很準(zhǔn)確。這對我做不同課程的計劃時，非常有用。

五年級的學(xué)生一直在學(xué)習(xí)智能科技、現(xiàn)代新型材料以及設(shè)計課程。學(xué)生們利用E2對多種材料的兼容性，設(shè)計打印了不同材質(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)作了一個迷你綠幕背景，用于定格動畫電影的制作。

△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，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，ideaMaker就開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，打印平臺還會迅速冷卻，降低了取樣件時被高溫燙傷的風(fēng)險。

△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，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(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，這兩個封閉式的設(shè)計可以使打印機(jī)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(yáng)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(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)置都很簡單，我讓學(xué)生們利用自己的ipad對E2進(jìn)行在線管理，快速實現(xiàn)打印任務(wù)。

RaiseCloud的用戶體驗也非常好，它帶有大而清晰的圖標(biāo)與按鈕。在六年級學(xué)生打印制作綠幕支架時，即使他們已經(jīng)放學(xué)回家，依然可以通過RaiseCloud遠(yuǎn)程觀察學(xué)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(yuǎn)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(jìn)程，其錄像視頻還能輔助我的教學(xué)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(zhì)量。在切片時，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打印過一些帶有復(fù)雜曲線的模型，當(dāng)我把模型導(dǎo)入ideaMaker時，系統(tǒng)會自動幫我生成支撐結(jié)構(gòu)。這些支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計既達(dá)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(jìn)階版教學(xué)工具

對于教育行業(yè)來講，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，非常適合更高年級的GCSE和A-level課程、原型設(shè)計等項目。

有了E2后，我的課程設(shè)計豐富了起來，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。E2優(yōu)異又穩(wěn)定的打印質(zhì)量能幫助學(xué)生們更好的實現(xiàn)他們的創(chuàng)新設(shè)計，并激勵著他們的信心，一位三年級的學(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)，我能通過它讓學(xué)生們更好的去認(rèn)識先進(jìn)的數(shù)字化制造領(lǐng)域。