Вступление.



Я представляю детский инженерный клуб. Начинали мы с робототехники, но время от времени захватывали другие направления: программирование, электронику и т.д. Год назад мы выиграли грант от одной славной компании — фирмы из Екатеринбурга, занимающейся разработкой ПО, на средства которого мы поучаствовали в Техномарафоне по сборке 3D-принтеров: статья про ТехноМарафон.
И с марта прошлого года мы начали пользоваться 3D-принтером. Начали пользоваться мы при этом весьма активно, буквально сразу стали делать манипулятор для ближайшей олимпиады по робототехнике (на которой мы заняли кстати 2 место по России).

Чем больше я занимался этим напр��влением, тем больше оно меня завлекало своими возможностями, особенно для технического творчества детей. А мы с ними не только любим в своем котелке вариться, но и участвовать в различных фестивалях, конкурсах, соревнованиях.
И конечно появился вопрос: а есть ли что-нибудь из конкурсов на тему 3D-печати, в которых можно поучаствовать у нас в Екатеринбурге?
Но единственное что нашлось — это проходящий осенью JuniorSkills, в котором есть направление прототипирование. Но увы, и ах — направление оказалось каким-то странным междусобойчиком, в котором дети должны заявляться как бы от предприятий, количество команд ограничено, и как я понял выигрывают все кто участвует. В общем нам в это развлечение не пробиться. А больше толком ничего и не нашлось интересного.
Из этого всего следует вывод — если хочешь что-то интересного, сделай сам!


Итак, решено — надо организовывать тему конкурсного движения для детей, чтобы и своих показать, и других привлечь. Эту мысль мы и стали обсуждать с организаторами славного фестиваля «город ТехноТворчества», в рамках которого и проходил год назад техномарафон.
Идея получила тут же отклик — наши цели по развитию детского движения в инженерии и в 3D-печати сходятся, в рамках фестиваля и за рамками всячески поддерживается распространение 3D-печати в Екатеринбурге и Свердловской области. И мы начали долгое обсуждение проведения конкурса, так как направление достаточно новое, и хотелось сделать всё наилучшим образом.

Разработка заданий


Первое что предстояло обсудить — это масштаб участия. Сам фестиваль уже всё больше привлекает детей со всей области — это с одной стороны. С другой — тема 3D-печати пока ещё представлена слабовато в детских учреждениях, хотя и начинает развиваться. Поэтому стали задумываться как привлечь на конкурс как можно больше желающих со всей области. В результате было решено разбить конкурс на две котегории: новички и профи, и в каждой категории сделать две возрастные группы (до 12 лет — младшая, и 13-17 старшая).
Я поискал в нашем славном рунете различные примеры заданий с конкурсов по 3D-печати в том числе почитал и задание с вышеупомянутого JuniorSkills. К сожалению большинство из них сводилось к созданию некоторой лего-совместимой детали. Как мне кажется это довольно банально, и не отражает тех полезных вещей, которые можно делать с помощью 3D-печати.
После обдумывания, анализирования разных направлений печати, и собственного опыта и появились наши задания для детей.
Далее про каждую категории и задания для них.

Новички


Цель этого направления — дать какую-нибудь простую задачу для начинающих, обеспечить массовость, привлечь тех кто только начал заниматься.
Для большей доступности участников из других городов решили сделать этот конкурс заочным.

Задание: Категория новички предполагает выполнение проекта на тему «Архитектура родного города». Участникам предлагается выбрать одно из зданий города, в котором они проживают, и создать 3D-модель данного здания. Размеры модели не ограничены, модель может быть составлена из отдельно напечатанных элементов. После этого предлагает��я снять видеоролик (длительностью не более 5 минут в младшей возрастной группе и не более 8 минут в старшей возрастной группе) с отснятым оригиналом здания, и его 3D моделью. Видеоролик должен быть озвучен, участникам предлагается рассказать о здании, истории его появления, основных архитектурных элементах, о процессе создания модели здания.

Критерии оценки мы решили сделать такими:
  • Качество владения материалом — 20 баллов
  • Качество изготовления — 25 баллов
  • Сложность работы — 25 баллов
  • Качество устной защиты — 20 баллов
  • Особое мнение жюри — 10 баллов


Профи


Цель этого направления — дать возможность показать себя тем, у кого есть определённые достижения в этой области. Показать свои работы, но не только их — а ещё свои навыки и умения.
Конечно идеалом было бы дать детям задание, которое они выполнят прямо на самом конкурсе. Но количество 3D-принтеров было ограничено, поэтому нужно было организовать определённый отсев — это с одной стороны. С другой стороны — обеспечить некоторую массовость.
Поэтому для профи было решено сделать очный конкурс, но разделить его в два этапа. Основной этап — конференция, на котором дети защищают свои проекты. Финал — самостоятельное выполнение заданий.

Задание: Категория профи предлагает основной этап в виде защиты проектов в формате научно-практической конференции, и финал. Для участия в конференции команда должна подготовить проект с использованием технологий 3D-печати. Тематика проектов не ограничена. Кроме распечатанных деталей, модель может содержать детали, изготовленные любым способом, в том числе электродвигатели и электронные компоненты, но оцениваться будут только части изготовленные методом 3D-печати. На защиту отводится 3-5 минут в младшей возрастной группе, и 5-7 минут в старшей возрастной группе. По результатам защиты проектов в каждой возрастной группе определяются три финалиста.
В финале участникам выдаётся задание, которое выполняется в среде 3D-проектирования, и предполагает печать результатов на 3D-принтере. Задание будет доведено до участников непосредственно на самом финале конкурса. 3D-принтеры для выполнения задания предоставляют организаторы конкурса. Модель 3D-принтера на финале Prusa i3 Hephestos. Программное обеспечение для печати Cura.
На компьютерах, предоставленных для финала будет уста��овлено программное обеспечение SketchUp. Если участникам необходимо другое программное обеспечение, они могут принести на финал свой ноутбук с необходимым программным обеспечением.

Критерии оценки проектов мы решили сделать такими:
  • Актуальность и новизна — 10 баллов
  • Качество изготовления — 20 баллов
  • Сложность работы — 20 баллов
  • Наличие и качество технической документации — 15 баллов
  • Качество устной защиты — 15 баллов
  • Собственная оценка перспективности предложенной разработки — 10 баллов
  • Особое мнение жюри — 10 баллов

О задании очного этапа будет написано дальше.

Проведение конкурса



Дата проведения конкурса сдвинулась — карантин по гриппу в Екатеринбурге и области повлиял на подготовку участников и на проведение массовых мероприятий. Очный этап состоялся 14 февраля, к этому времени мы успели проверить работы и наградить победителей заочного этапа — категории Новички.

Заочный — Новички


Что интересно среди младших участников работы были гораздо лучше чем у старших. Видимо дети в более младшем возрасте быстрее осваивают новые технологии. Да и мотивация у них гораздо лучше. Мои ученик по нескольку часов в день сидел над проектом, чертил. При том что Компас 3D, в котором мы делали работу, мы начали осваивать вместе с выполнением этой работы с середины января.
В целом можно сказать что начало положено. Для примера выкладываю две работы, набравшие максимальное количество баллов.

Это наша работа (1 место):


И практически с минимальным разрывом другая работа (2 место):


Очный — Профи


В этой категории участников было поменьше. Видимо сказалось что направление ещё только развивается.
Но тем не менее всё состоялось, и прошло хорошо.
На защите работ на конференции больше половины были тоже связаны с архитектурой, то есть различные здания. Некоторые из них — макеты учебных учреждений, в которых занимаются участники, другие — просто известные здания.
В качестве примера — одна из таких работ, здание гимназии из Екатеринбурга. Разбираемое по этажам:

Поскольку участников было немного — то мы всех и позвали в финал, отсев решили не делать.

Задание на финал — вот над ним пришлось подумать. Делать «деталь совместимую с лего» не хотелось. Хотелось что-то хорошее, практичное. По типу того, что обычно делают при прототипировании в детском техническом творчестве.
В итоге для младших и старших были разработаны отдельные задания.

Задание для младших


Тема задания для младших — Русская игрушка «Кузнецы». Это игрушка, где двигались две рейки, и кузнецы стучали молоточками. Участникам были выданы винты и гайки, всё остальное предполагалось напечатать. Причем приветствовалась оригинальность.

К сожалению фотографий не осталось с конкурса. Только работа моего ученика, сделанная на слабую камеру телефона:

Идея игрушки думаю понятна — двигаем рейки, ёлочки качаются.

Задание для старших


В старшей группе задание было посложнее — был выдан сервомотор. Надо было сделать опору, и к сервомотору устройство для регистрации колебаний по предложенному принипу.
Пример — работа победителей. На фото пытаются нарисовать окружность с помощью колебаний устройства:


Наблюдения и интересности


Любопытно было наблюдать кто какое ПО использует. Одна команда (млашие) использовала SketсhUp. Ещё одна 3D-Max (старшие). Все остальные делали задание в Компас 3D.

Из забавного: взрослые несколько раз поправляли детей, когда те говорили «дырка» — мол настоящие инженеры говорят только «отверстие».
А под конец конкурса один из взрослых оговорился про дырку. И такой хор возмущённых голосов детей: «Отвееерстие!!!». Было забавно слышать. Но приятно!

В целом всё прошло очень хорошо для первого раза. Надеемся что это направление будет развиваться, и скаждым годом будет всё больше участников.

Благодарности


  1. Организаторам фестиваля «город ТехноТворчества» за поддержку и организацию конкурса
  2. Хакспейсу «MakeITLab» г. Екатеринбурга за компетентное судейство на конкурсе, и разработку задания финала конкурса
  3. Политехническому колледжу г.Екатеринбурга за предоставленное помещение и оборудование