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 направлением, 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 предлагается 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 установлено 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

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

Как мы организовывали 3D-конкурс для детей