AANVRAAG ONDERWIJSINNOVATIEPROJECTEN 2021: FACULTAIRE TOEWIJZING
Faculteit
Ingenieurswetenschappen en Architectuur
Vakgroep / Dienst
Elektromechanica, Systeem- en Metaalengineering (EA08)
Nederlandstalige titel van het onderwijsinnovatieproject
“3D-printen @ home”
Engelstalige titel van het onderwijsinnovatieproject
“3D printing @ home”
Nederlandstalige trefwoorden bij het onderwijsinnovatieproject (minimum 1)
Afstandsonderwijs, additive manufacturing, online 3D-printen, online fablab, activerend leren
Engelstalige trefwoorden bij het onderwijsinnovatieproject (minimum 1)
Online education, additive manufacturing, online 3D printing, online fablab, activating education
Naam en e-mail projectverantwoordelijke(n)
Simon De Boever, simon.deboever@ugent.be
Naam en e-mail projectmedewerker(s)
Bart Vanwalleghem, bart.vanwalleghem@ugent.be Kurt Stockman, kurt.stockman@ugent.be
Michiel Haemers michiel.haemers@ugent.be
Abstract van het onderwijsinnovatieproject
De coronapandemie heeft ons gedwongen creatief om te gaan met onze onderwijsaangelegenheden het voorbije jaar. Vele creatieve oplossingen werden reeds aangereikt om het onderwijs zo breed mogelijk te blijven aanbieden, maar een groot gemis binnen de opleiding industrieel ingenieur blijft wel het toepassingsgerichte aspect van de opleiding. Voor verschillende opleidingsonderdelen werd ernaar gestreefd om de theoretische lessen te verweven met praktische projecten. Dit is echter in de huidige tijd niet meer vanzelfsprekend. Vele labo’s of projecten kunnen niet langer doorgaan door de coronapandemie.
Het ontwerpen en doorgronden van ‘smart machines’ is een van de leerlijnen binnen de richting industrieel ingenieur MPA op campus Kortrijk. Om dergelijke hoogtechnologische machines te bestuderen werd in het verleden gebruik gemaakt van ‘additive manufacturing’. Deze moderne technologie laat ons toe om studenten zelf aan de slag te laten gaan met hun machine-ontwerp.
Concreet konden studenten gebruik maken van een 3D-printer in het labo voor projecten binnen verschillende vakken, van ingenieursproject in het eerste jaar tot de bachelor- of masterproef in de latere jaren. Maar ook voor het maken van didactische opstellingen was het principe van ‘additive manufacturing’ bijzonder interessant.
Het doel van dit project zou zijn om de 3D-printer van ons labo online beschikbaar te maken voor studenten en lesgevers. Op die manier kunnen we een praktische schakel van ons onderwijs terug integreren in onze dagdagelijkse praktijk, zowel voor studenten als voor lesgevers. Zelfs wanneer het terug mogelijk zal zijn om fysiek aanwezig te zijn op de campus zal dit project zijn nut blijven bewijzen in het kader van activerend leren. Studenten zullen de kans krijgen om van thuis uit een ontwerp te realiseren, op hun eigen tempo.
De 3D-printer die reeds in ons bezit is kan vanop afstand bestuurd worden. Hij heeft een ingebouwde camera voor online monitoring en kan met een netwerk geconnecteerd worden. Er zouden echter nog enkele accessoires moeten aangekocht worden. Een automatisch magazijn voor het printmateriaal (‘Material Station’) zal ervoor zorgen dat men online het gewenste materiaal kan laden en niet afhankelijk is van een begeleider on campus. Bovendien zorgt dit magazijn er ook voor dat het printmateriaal in optimale omstandigheden bewaard wordt, terwijl het continu beschikbaar blijft. De luchtvochtigheid in het magazijn wordt namelijk geregeld alsook de temperatuur. Daarnaast is het ook nuttig om de slaagkansen van een print te verhogen. Hiertoe is een beschermkap met filter (‘Air Manager’) erg aangewezen. Deze kap zorgt voor een constantere temperatuur in de printkamer en filtert bovendien ook de lucht die printkamer verlaat. Hierdoor moeten we ons niet bekommeren over de verluchting van het labo indien er veel op afstand geprint zou worden. Ook het gebruik van
‘Adhesion Sheets’ kan zorgen voor meer gemoedsrust tijdens het printen. Deze folies kan men aanbrengen op het printbed om een betere hechting te verkrijgen.
Tot slot zouden we ook nog oog willen hebben voor de duurzaamheid van ons projectvoorstel. Het 3D—printen stelt ons in staat om snel en eenvoudig een prototype te genereren. Vaak is het echter zo dat het enige ervaring en tijd vergt, en dus ook probeersels, om tot een succesvolle print te komen. Dit is nu eenmaal een onderdeel van het leerproces. Het verbruikte materiaal kan vaak niet gerecycleerd worden. Tegenwoordig bestaan er echter biologisch afbreekbare printmaterialen. Deze zouden er kunnen voor zorgen dat ook prototypes die geen lang leven beschoren zijn niet degraderen tot niet- recycleerbaar afval maar eenvoudigweg kunnen composteren. Daarom zou er ook ‘Compost 3D’
filament aangekocht worden voor dit project.
Doelstellingen van het project + tijdsbesteding
De onderstaande doelstellingen zouden chronologisch behaald moeten worden in het komende semester (tweede semester academiejaar 2020/2021):
- het koppelen van de bestaande Ultimaker 3D-printer op het WiFi-netwerk Eduroam - het installeren van de ‘Air Manager’ en het ‘Material Station’ op de 3D-printer - het in gebruik nemen en testen van de online 3D-printer met de toebehoren - een reserveringssysteem opzetten voor de 3D-printer
- een testcase opstarten voor het vak ‘ingenieursproject’ in het eerste jaar, studenten kunnen 3D-printen van thuis uit
De Ultimaker S5 in het midden met onderaan het 'Material Station' en bovenaan de 'Air Manager'.
Gevraagd bedrag + korte beschrijving van de voorziene besteding van middelen
In bijlage kan een offerte gevonden worden voor de aankoop van een ‘Air Manager’ en een ‘Material Station’. Deze accessoires zijn nodig voor het ombouwen van de 3D-printer naar een toestel dat online bestuurd kan worden, zie uitleg hierboven. De kostprijs hiervoor bedraagt €3703,20. Verder worden ook nog ‘adhesion sheets’ aangekocht om de hechting van de prints te verbeteren (t.w.v. €24,20) en twee rollen biologisch afbraak filament om de duurzaamheid van dit project te verbeteren (t.w.v.
€75,98). Dit brengt het totaal op €3803,38.
Clausule - UFORA
Indien in huidig innovatieproject middelen worden gevraagd voor toepassingen met een ICT-component waarbij een zekere aansluiting of integratie met Oasis of Ufora wordt beoogd, dan moet er op voorhand een akkoord zijn van de UFORA stuurgroep1.
1 De UFORA-stuurgroep komt maandelijks samen. Informeer u dus tijdig over de vergadermomenten. Indien u vragen heeft over deze clausule, neem dan contact op met Jan Velghe via jan.velghe@ugent.be of 09 331 00 61.
