학생들은 플라스틱 병을 3D 프린팅 소재로 재활용하는 기계를 설계합니다.

플라스틱 병을 3D 프린팅 재료로 재활용하는 기계를 포함한 STEM 제품을 보유한 학생 그룹(중앙)

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플라스틱 병에서 3D 프린팅 필라멘트를 만드는 기계, 간단히 말해 플라스틱 병을 3D 프린팅 재료로 재활용하는 기계는 Truong Ngo Gia Bao, Le Hoang Bao Huy, Nguyen Dinh Minh Anh, Do Hoang Phuong Trang을 포함한 11학년 학생 그룹이 3월부터 만들었습니다. 지금까지 이 기계는 형태를 갖추고 안정적으로 작동하고 있으며, 학생 그룹은 인터페이스를 계속해서 "업그레이드"하여 더욱 눈길을 끌도록 만들고 있습니다.

팀 리더인 지아 바오는 이 프로젝트를 시작하게 된 동기가 학교에서 3D 프린터를 활용해야 할 필요성이 증가하고 있다는 사실에서 비롯되었다고 밝혔습니다. 특히 STEM(과학, 기술, 공학, 수학)에 대한 교육이나 동아리 활동에서 3D 프린터를 활용해야 할 필요성이 커지고 있다는 것이 그 이유입니다. 하지만 3D 프린팅 잉크의 가격은 25만~30만 VND로 많은 학생들의 예산에 맞지 않습니다.

지아바오(왼쪽)와 바오후이가 기계 부품을 완성하고 있습니다.

"그때 우리는 일반적인 플라스틱 병과 동일한 특성을 가진 3D 프린팅 잉크, 즉 PET 플라스틱에 대해 알게 되었습니다. 이 발견은 STEM 교육을 위한 3D 프린팅에 적합한 플라스틱 필라멘트로 플라스틱 병을 재활용하는 방법을 찾고자 하는 동기를 부여했습니다. 또한 이 직업에 대해 배울 때 우리가 가진 의문에 답을 찾는 데 도움이 되었습니다."라고 바오는 말했습니다.

바오는 플라스틱 병 재활용 기계를 설계하기 위해 팀이 오픈 소스 코드의 구조를 참조해야 했고, 또한 YouTube에서 3D 모델링 소프트웨어와 프로그래밍 소프트웨어의 사용법을 스스로 공부해야 했다고 말했습니다. 그런 다음 팀은 설계를 하고, 이를 바탕으로 기어, 킥스탠드, 커터 등의 기계 구성품을 생산하고, 많은 제어 회로를 포함하여 모터를 프로그래밍하고 조립하여 완성된 플라스틱 필라멘트가 너무 부서지지 않고 적절한 직경을 갖도록 합니다.

플라스틱 병을 3D 프린팅 소재와 완성된 3D 프린팅 제품으로 재활용하는 기계 개요

"이 기계의 작동 원리는 매우 간단합니다. 먼저 사용자가 플라스틱 병의 바닥을 평평하게 자른 후, 대각선으로 큰 섬유 모양으로 자릅니다. 그런 다음 스위치를 켜고 적절한 온도를 조절한 후, 큰 섬유를 가열 헤드에 넣어 작은 섬유로 가공합니다. 마지막으로 사용자가 작은 섬유를 기어에 연결하면 기계가 이 모든 과정을 완전히 자동으로 처리합니다."라고 바오는 설명하며, 1.5리터 플라스틱 병 4개로 플라스틱 롤을 만들어 15cm x 5cm 높이의 3D 모델 2개를 인쇄할 수 있다고 덧붙였습니다.

팀원들에 따르면, 재활용 기계를 만드는 데 가장 어려운 부분은 구성 요소가 설계와 "일치"하는지 확인하는 것입니다. 예를 들어, 팀은 기계에 가장 안정적인 최종 제품을 만들기 위해 거의 20개의 서로 다른 기어를 반복적으로 설계하고 인쇄했습니다. 바오는 "완전한 구조를 '완성'하기 위해 거의 모든 단계에서 여러 번 시도하고 실패해야 했습니다."라고 털어놓았습니다.

재활용될 플라스틱 병은 가열 헤드(검은색 상자, 왼쪽 덮개)를 통과해 열처리를 거치고, 3D 프린터에 적합한 필라멘트를 형성합니다.

3D로 설계 및 인쇄된 기어는 기계가 플라스틱 필라멘트를 롤로 끌어들이는 데 도움이 됩니다.

놀라운 성과

지아바오는 플라스틱 재활용 기계를 만들기 전 MakeX 글로벌 로봇 경연대회에서 국내 1위를 차지했고, 이후 중국 광저우에서 열린 세계 대회에서는 6위를 차지했습니다. 또한, 이 남학생은 로봇공학 및 기타 기술 프로젝트로 도시 수준 상 7개를 수상했습니다.

그룹 멤버들은 모두 재능이 뛰어납니다. 바오 후이는 도시 단위 수학 경연대회에서 2등상을, 도시 단위 과학 연구에서는 3등을 차지했습니다. 민 아인은 4월 올림픽에서 자연과학 부문에서 동메달을 획득했고, 도시 수준 과학 기술 경연대회에서 3위를 차지했습니다. 푸옹 트랑은 4월 올림픽 지리 부문 금메달의 소유자입니다.

학교 커리큘럼에 통합

학생 그룹은 개인 프로젝트에만 그치지 않고, 플라스틱 병을 3D로 프린팅하여 플라스틱 재활용 기계를 만드는 기술을 Nguyen Thi Minh Khai 고등학교의 STEM 클럽 활동에도 적용했습니다. 이들은 모두 이 학교의 핵심 멤버입니다. 여기에서 새로운 회원은 기술 제품을 만들고 작동하는 방법을 배울 수 있으며, 전기 회로 조립용 모델, 로봇용 조인트 등 3D 프린팅 제품을 생산하기 위한 더 많은 리소스를 이용할 수 있습니다.

Phuong Trang(왼쪽)과 Minh Anh은 주로 콘텐츠 편집과 이미지 디자인을 담당합니다.

응우옌 티 민 카이 고등학교의 응우옌 반 바 교감은 지난 학년도부터 STEM 과목을 학생들이 등록하는 프로그램으로 설계했으며, 전문 교사가 담당하고 구체적인 시간표와 수업 계획이 있다고 덧붙였습니다. 따라서 지아 바오와 같은 STEM 클럽 회원은 수업에서 교사와 동료를 지원하는 핵심 "역량"이 됩니다.

바 씨에 따르면, STEM 프로그램을 개발하고 학생들의 과학 연구와 프로젝트 실행을 지원하기 위해 학교는 시설에 투자할 뿐만 아니라 대학과 기업으로부터 자금 지원도 요청합니다. 플라스틱을 3D 프린팅 재료로 재활용하는 기계 등 학생들이 만든 제품도 설명과 교육 목적으로 프로그램에 포함되었습니다.

많은 학생들이 실습 프로젝트를 통해 미래 학업에 필요한 경험을 얻었습니다.

제조, 프로그래밍... 등은 학생들이 학교에 다닐 때부터 훈련할 수 있는 기술입니다.

"지금까지 학교의 프로그램, 특히 STEM 활동은 명망 있는 '목적지'가 되었습니다. 학생들은 관련 활동을 통해 자신의 특정 능력을 개발할 뿐만 아니라 재학 중에 실질적인 진로 지도를 받습니다."라고 바 씨는 말했습니다.

바오 후이는 같은 의견을 피력하며, "아무것도 모르는 사람"이 전기 회로와 프로그래밍에 대한 지식과 경험을 더 많이 얻었고, 이를 통해 항공 엔지니어링 업계에서 일하려는 자신의 열정에 더욱 준비가 되었다고 말했습니다. 민 아인과 푸옹 트랑은 최근 업무 과정이 자신의 강점을 발견하고 업계 경험을 얻는 데 도움이 되었다고 말했습니다.

소스 링크: https://thanhnien.vn/hoc-sinh-thiet-ke-may-tai-che-chai-nhua-thanh-vat-lieu-in-3d-185231115172140019.htm