Menjelajahi Teknologi Cetak 3D dalam Pendidikan: Dasar dan Keuntungan Utama
Cetak 3D adalah salah satu tren paling penting dalam bidang teknologi tahun-tahun terakhir, namun berbeda dengan ide umum, hal ini tidak terbatas pada satu jenis mesin, melainkan sekelompok teknologi yang memungkinkan objek dibuat tanpa perlu cetakan atau minimum. Setiap teknologi memiliki penggunaan dan aplikasi sendiri, serta bahan-bahan sendiri.
Saat ini, ada beberapa perangkat yang dapat sangat berguna di kelas dan tahun demi tahun semakin banyak sekolah yang menggunakannya untuk melakukan proyek pendidikan. Keterampilan STEAM, yang semakin dihargai pada remaja misalnya saat mencari pekerjaan, adalah keterampilan yang terdaftar dalam bidang sains, teknologi, engineering, seni, dan matematika. Dan cetak 3D adalah salah satunya.
Pentingnya dalam Pendidikan
Mencetak model 3D mengembangkan keterampilan yang melibatkan siswa dalam proses, membuat mereka beradaptasi dengan perubahan dan memperbaiki kesalahan. Dengan cara ini, pembelajaran tidak hanya didasarkan pada pengamatan, tetapi belajar dengan mencetak file yang Anda buat sendiri. Dengan mengintegrasikan cetak 3D ke dalam kelas, siswa mengembangkan kreativitas dan keterampilan organisasi dengan membuka pikiran mereka untuk berbagai kemungkinan, termasuk pembuatan objek 3D tunggal atau berpotongan, serta peningkatan semua objek yang ada.
Berpindah dari blueprint ke desain 3D dan dapat menyentuh ciptaan Anda sendiri membawa pendekatan pembelajaran yang jauh lebih realistis dan dinamis. Dan dengan demikian, assimilasi pengetahuan akan terjadi secara alami.
Teknologi 3D di sekolah dasar dan menengah tidak hanya memicu keterlibatan dan mendorong pemikiran kreatif untuk meningkatkan peluang pembelajaran dalam subjek STEM, namun dengan mengintegrasikannya ke dalam berbagai subjek, ini berfungsi sebagai platform bagi guru untuk menyiapkan siswa mereka untuk masa depan, memudahkan acquisisi keterampilan pemecahan masalah dan pengalaman.
Dalam kasus Pendidikan dan Pelatihan Vokasi (VET), implementasi teknologi 3D menyisipkan informasi yang lebih banyak daripada sekadar cara kerja peralatan; ini mengajak siswa untuk menjelajahi semua aspek desain, dari menggambar pada kertas, mendesain atau memodelkan dengan perangkat lunak 3D, hingga menyiapkan file mereka untuk pencetakan 3D.
Kemungkinan yang ditawarkan printer 3D untuk pendidikan di sekolah tidak terbatas, dan dapat disesuaikan dengan kebutuhan setiap tingkat pendidikan, mencapai return on investment yang cepat. Ada banyak teknologi cetak 3D yang tersedia saat ini, tetapi dua yang paling umum dan mudah diakses adalah FFF/FDM dan laser.
Ekstrusi Material: FFF/FDM
Teknologi FDM (Fused Deposition Modeling), juga dikenal sebagai FFF (Fused Filament Manufacturer), adalah teknologi yang paling luas digunakan di pasaran saat ini. Teknologi ini terdiri dari mendapatkan bagian dengan cara pengendapan lapis demi lapis dari filamen yang telah dilelehkan dengan memasukkannya ke dalam ekstruder yang telah memprosesnya pada suhu di atas titik lelehnya. Ada dua diameter filamen (1,75 mm dan 2,85 mm), dan keuntungan besar dari teknologi ini adalah berbagai macam bahan yang tersedia, harga ekonomis, dan kemungkinan untuk menggabungkannya yang memungkinkan, misalnya, untuk mengurangi pengolahan pasca pencetakan pencabangan dukungan dengan menggabungkan bahan dukungan larut dalam pencetakan. Selain itu, pemeliharaan peralatan ini sangat sederhana, terbatas pada kalibrasi poros atau pemanasan ekstruder jika tersumbat.
Gambar 1: Printer 3D Raise3D E2. Sumber: Raise 3D.
Teknologi ini ideal untuk bagian yang kuat, besar, tahan mekanis dan termal. Namun meskipun keuntungan yang disebutkan di atas dengan respecto ke teknologi ekstrusi material, ada satu aspek di mana mereka tidak dapat bersaing dengan teknologi laser, yaitu meskipun mereka membutuhkan waktu pengolahan pasca lebih banyak, mereka jauh lebih presisi dan lebih cepat.
Laser (SLA, SLS)
Jenis printer ini, alih-alih mengendapkan filamen, memroyeksi seluruh lapisan pada bahan, yang mengeras seiring berjalannya waktu.
Dalam stereolitografi atau SLA, photopolymerisasi terjadi saat Anda Mengekspos cairan resin fotosensitif ke sumber cahaya. Ketika sumber cahaya dikontrol, Anda dapat membentuk objek. Teknologi ini berisi cairan resin di dalam tangki dan dengan memindahkan platform naik turun, ia mengeras satu lapisan materi pada satu waktu dengan bantuan laser.
Dalam kasus SLS, ini adalah teknologi yang mampu memproduksi bagian yang sepenuhnya padat dengan sinterisasi atau melelehkan partikel bubuk plastik atau logam. Teknologi ini menumpuk bubuk halus materi di atas ranjang datar, ke mana bahan yang diperlukan dilelehkan dan kemudian ditutupi dengan lapisan bubuk baru. Variasi dalam teknologi ditentukan oleh sumber energi pemanas dan bahan yang akan digunakan. Dalam kasus SLS ini dilakukan dengan plastik, terutama Nylon 12, yang dilelehkan dengan laser.
Gambar 2: Siswa dengan printer Formlabs. Sumber: Formlabs.
Jenis teknologi ini ideal untuk membuat detail kecil atau finishing rumit pada bagian yang membutuhkan keawetan lebih besar, mencapai presisi lebih tinggi dan menghemat waktu pencetakan. Namun, mereka lebih mahal dibandingkan pencetakan filamen, karena baik resin maupun mesin itu sendiri lebih mahal.
Bagaimana dengan anak-anak? Nah, ada juga printer yang kompatibel dengan audiens yang lebih ramah anak, yang memiliki semua langkah keselamatan dan disesuaikan khusus untuk memenuhi kebutuhan yang ada di kelas: isolasi, bahan, dan operasi yang dirancang secara khusus untuk anak-anak. Produsen printer desktop XYZprinting telah mengembangkan printer Toybox secara eksklusif untuk anak-anak. Namun, tidak selalu tentang printer 3D, misalnya, 3Doodler menawarkan sejumlah paket pembelajaran untuk pensil 3D mereka.
Gambar 3: 3Doodler. Sumber: Wobleworks.
Pensil 3Doodler adalah cara sederhana untuk mengintegrasikan cetak 3D ke dalam sekolah dengan memfasilitasi pembuatan karya seni 3D, memberikan siswa pemahaman dasar tentang tiga dimensi.
Implementasi di Kelas
Pentingnya pengiklanan cetak 3D dalam program profesional dan sekolah adalah fakta. Dan karena pelatihan esensial untuk aplikasi dan implementasi teknologi 3D, terutama untuk industri, ini telah menjadi kebutuhan profesional.
Aplikasi praktis dari teknologi ini dapat diintegrasikan ke dalam berbagai macam subjek sekolah untuk menyederhanakan konsep teoretis yang sering sulit bagi siswa. Namun tidak mudah maupun sangat umum untuk menemukan printer 3D di sekolah Spanyol, dan meskipun ada inisiatif eksperimental yang berhasil melakukannya, penggunaannya hampir selalu ditujukan untuk proyek tertentu atau hari proyek penuh. Di negara lain, seperti Amerika Serikat atau Inggris, mereka sedang diintegrasikan ke dalam kelas, sadar akan potensinya sebagai sumber daya pendidikan, keasikannya, dan kemungkinan untuk mendorong partisipasi aktif siswa.
Beberapa alasan mengapa inklusi yang lebih mencolok dari teknologi ini perlu dipercepat meliputi hal berikut:
- Memotivasi siswa dan mendorong pembelajaran.
- Mempercepat proses pembelajaran.
- Meningkatkan retensi informasi.
- Mengembangkan kapasitas kritis dan reflektif.
- Mendorong pembelajaran kolektif dan dipersonalisasi.
Dalam proses membuat proyek-proyek tertentu menjadi nyata, anak-anak dan remaja dapat memahami konsep dasar yang kompleks. Dengan mengasimilasi konsep ini melalui praktik, siswa tetap termotivasi selama proses pembelajaran. Tanpa keraguan, penggunaan peralatan 3D di lingkungan pendidikan memungkinkan siswa untuk melakukan berbagai proyek dan aktivitas yang memperkuat keterampilan STEAM mereka, meningkatkan kemampuan kerja tim, meningkatkan self-esteem, dan mendorong kreativitas mereka.
