学生たちがペットボトルを3Dプリント材料にリサイクルする機械を設計

ペットボトルを3Dプリント材料にリサイクルする機械を含むSTEM製品を持つ学生のグループ（中央）

自分でやる

ペットボトルから3Dプリントフィラメントを作る機械、つまりペットボトルを3Dプリントの材料にリサイクルする機械は、3月からTruong Ngo Gia Baoさん、Le Hoang Bao Huyさん、Nguyen Dinh Minh Anhさん、Do Hoang Phuong Trangさんを含む11年生のグループによって作られてきた。現在までに、マシンは形を整え、安定して動作しており、学生グループはインターフェースをさらに目を引くものにするために「アップグレード」を続けています。

チームリーダーのGia Bao氏は、特にSTEM（科学、技術、工学、数学）に関する教育やクラブ活動において、学校で3Dプリンターを使用するニーズが高まっていることが、プロジェクト開始の動機になったと語った。しかし、3Dプリントインクの価格は25万〜30万VNDの範囲であり、多くの学生の予算には適していません。

Gia Baoさん（左）とBao Huyさんが機械部品を完成させる。

「当時、私たちは、日常的に使っているペットボトルと同じ特性を持つ3Dプリントインク、つまりPET樹脂について知りました。この発見がきっかけとなり、ペットボトルをリサイクルしてSTEM教育のための3Dプリントに適したプラスチックフィラメントにする方法を見つけ、この職業について学ぶ際の疑問を解消することができました」とバオ氏は語った。

バオ氏によると、ペットボトルリサイクル機を設計するために、チームはオープンソースコードの構造を参照し、YouTubeで3Dモデリングソフトウェアとプログラミングソフトウェアの使い方を独学する必要があったという。次に、チームは設計図を描き、それに基づいてギア、キックスタンド、カッターなどの機械部品を製造し、完成したプラスチックフィラメントが脆くなりすぎず適切な直径になるように、多くの制御回路を含むモーターをプログラムして組み立てます。

ペットボトルを3Dプリント材料と完成した3Dプリント製品にリサイクルする機械の概要

「この機械の動作原理は非常にシンプルです。まず、ペットボトルの底を平らに切り、斜めに切り続けて太い繊維にします。次にスイッチを入れ、適切な温度に調整し、太い繊維を加熱ヘッドに入れて細い繊維に加工します。最後に、細い繊維をギアに引っ掛ければ、機械が完全に自動で処理してくれます」とバオ氏は説明し、1.5リットルのペットボトル4本から、高さ15cm×幅5cmの3Dモデル2つを印刷するためのプラスチックロールが作られると付け加えた。

チームメンバーによると、リサイクルマシンを作る上で最も難しいのは、部品が設計に「適合」していることを確認することだという。たとえば、チームは、マシンにとって最も安定した最終製品を得るために、約 20 種類のギアを何度も設計し、印刷しました。 「完全な構造を『完成させる』までに、ほぼすべてのステップで何度も試行錯誤しなければなりませんでした」とバオ氏は打ち明けた。

リサイクルされるペットボトルは加熱ヘッド（黒い箱、左のカバー）を通過して熱処理され、3Dプリンターに適したフィラメントを形成します。

3D設計・印刷されたギアは、機械がプラスチックフィラメントをロール状に引き出すのに役立ちます

素晴らしい成果

プラスチックリサイクルマシンを作る前、Gia BaoさんはMakeXグローバルロボットコンテストで全国レベルで1位を獲得し、その後中国広州で開催された世界大会で6位にランクインした。さらに、この男子学生はロボット工学やその他の技術プロジェクトで市レベルの賞を7つも受賞した。

グループのメンバーは皆、同じように才能に恵まれている。バオ・フイさんは市レベルの数学コンテストで第2位、市レベルの科学研究で第3位を獲得した。ミン・アンさんは4月のオリンピックで自然科学部門で銅メダルを獲得し、市レベルの科学技術コンテストでは3位に入賞した。フォン・トラン選手は4月のオリンピック地理学部門の金メダルの持ち主です。

学校のカリキュラムに組み込む

学生グループは個人的なプロジェクトに留まらず、ペットボトルからプラスチックをリサイクルする3Dプリンターマシンを、全員が主要メンバーであるグエン・ティ・ミン・カイ高校のSTEMクラブの活動にも導入しました。ここでは、新しいメンバーは技術的な製品の作成方法と操作方法を学ぶことができ、また、電気回路を組み立てるためのモデルやロボットのジョイントなどの 3D プリント製品を生産するためのリソースも増えます...

Phuong Trang (左) と Minh Anh は主にコンテンツの編集と画像デザインを担当しています。

グエン・ティ・ミン・カイ高等学校のグエン・ヴァン・バ副校長は、昨年度からSTEMは専門の教師が担当し、特定の時間割と授業計画で生徒が登録できるプログラムに組み込まれていると付け加えた。そのため、Gia Bao さんのような STEM クラブのメンバーは、クラスで教師や仲間をサポートする中核的な「力」にもなります。

巴氏によると、STEMプログラムを開発し、科学研究とプロジェクトの実施において学生をサポートするために、学校は施設に投資するだけでなく、大学や企業からの資金も求めているという。プラスチックを3Dプリント材料にリサイクルする機械などの学生の作品も、説明と教育の目的でプログラムに含まれています。

実践的なプロジェクトを通じて、多くの学生が将来の研究に役立つ経験を積んでいます。

製造、プログラミングなどは、学生が学校に通っているときから訓練できるスキルです。

「これまで、特に本校のプログラム、そしてSTEM活動全般は、一流の『目的地』となっています。生徒たちは関連活動を通して特定の能力を伸ばすだけでなく、在学中から実践的なキャリアガイダンスも受けています」と巴氏は語った。

バオ・フイ氏も同じ意見で、「何も知らなかった人」から電気回路とプログラミングに関する知識と経験を積み、航空工学業界で働くという情熱にさらに備えることができていると語った。 Minh Anh 氏と Phuong Trang 氏は、最近の作業プロセスが自分たちの強みを発見し、業界での経験を積むのに役立ったと同意しました。

ソースリンク: https://thanhnien.vn/hoc-sinh-thiet-ke-may-tai-che-chai-nhua-thanh-vat-lieu-in-3d-185231115172140019.htm