Start & Steam

Laboratorio mobile di artigianato digitale, robotica e coding

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Start & Steam è il “laboratorio mobile della creatività” con cui incoraggiare le studentesse e gli studenti, in modo concreto e pratico allo studio e all’approfondimento delle discipline STEM e STEAM.

I diversi ambiti disciplinari che il laboratorio permette di affrontare sono molteplici in quanto è dotato di tutti gli strumenti e kit didattici necessari a svolgere attività di:

  • Prototipazione CAD‐CAM
  • Stampa 3D
  • Taglio e incisione tramite fresa CNC e LASER
  • Robotica
  • Coding
  • Elettronica
Tutti gli elementi che compongono il laboratorio sono stati selezionati per garantire una interdisciplinarità tra le varie tematiche ed esperienze, dalle più semplici per chi è alle prime armi, fino alle più avanzate e complesse.
stampante 3D zmorph

La stampante 3D multitool Zmorph FAB

La stampante 3D Zmorph FAB, oltre ad essere una stampante 3D avanzata, è uno strumento di lavoro completo che permette fino a 6 tipi di lavorazione differenti.

Nel laboratorio Start & Steam, la stampante 3D è corredata dai seguenti strumenti intercambiabili:

1. L’estrusore singolo per la stampa 3D di filamenti da 1,75 mm per le prime esperienze e l’avvicinamento al mondo della stampa 3D;

2. L’estrusore a doppio ingresso contemporaneo e la miscelazione di 2 filamenti da 1,75 mm per la sperimentazione e realizzazione di stampe complesse;

3. La fresa CNC per le lavorazioni di tipo sottrattivo su legno e alluminio;

4. L'incisore laser per l’incisione e il taglio laser.

Ogni strumento viene riconosciuto dal software di controllo della stampante che predispone, a schermo del pc, la schermata di lavoro dedicata con cui controllare e configurare i parametri di lavorazione.

Queste caratteristiche rendono questa stampante 3D uno strumento completo con cui realizzare lavorazioni complesse utilizzando flussi di lavoro diversi tra loro in modo semplice, sicuro e veloce.

La stampa 3D avanzata

Grazie al particolare, nonché unico nel suo genere, estrusore a doppio ingresso di filamenti, la stampante è in grado di ottenere infinite sfumature di colore tramite la miscelazione dei colori ottenendo incredibili stampe 3D policromatiche.

Inoltre può estrudere supporti di costruzione senza l’interruzione del flusso di stampa per la realizzazione di stampe più complesse.
Tutti questi processi vengono gestiti dal software di slicing che regola le percentuali di estrusione delle diverse bobine, ottenendo la sfumatura o il colore desiderato, e realizza i supporti di stampa senza interrompere il lavoro per la sostituzione del filamento.

Il programma oltre alla regolazione di questi processi, permette l’analisi della struttura interna del modello 3D, consentendo di realizzare oggetti strutturalmente ottimizzati in termini di resistenza e consumo dei materiali utilizzati, potendo personalizzare la geometria e lo spessore della struttura interna di sostegno.

Questa stampante supporta la stampa della maggior parte dei filamenti disponibili sul mercato come ad esempio: PLA, ABS, Rubber, PET, nylon, PVA, HIPS, A SA, TPE, PP, PC, PMMA, PC/ABS.  

stampa 3D
stampa 3D
scanner 3D
bobine PLA

Nel carrello mobile,
a supporto di questa attività didattica, troviamo uno strumento di acquisizione di modelli 3D, ovvero uno scanner 3D portatile con cui poter scansionare oggetti da elaborare e personalizzare con il programma di elaborazione del modello 3D, installato nel notebook in dotazione del laboratorio Start & STEAM.

Inoltre nei cassetti dedicati, è presente un set completo di materiali di stampa 3D di diversa tipologia e genere, per la sperimentazione e lo studio di tutte le diverse caratteristiche fiche e meccaniche dei filamenti, così da poterne studiare le proprietà, i vari impieghi e le diverse metodologie di stampa 3D.

Per la postproduzione dei progetti stampati, invece sono presenti strumenti dedicati alla rifinitura, la pulizia e la lavorazione delle stampe 3D. Con questi strumenti è possibile dedicarsi alla rimozione degli eccessi di stampa, dei supporti di costruzione, la rifinitura, la modellazione e la pulizia del modello 3D finito.


Taglio, incisione e lavorazioni con lo strumento fresa CNC

Sostituendo le teste di estrusione di filamenti per la stampa 3D con la fresa CNC è possibile effettuare operazioni di taglio, incisione e fresatura su materiali solidi.

Le lavorazioni a controllo numerico computerizzato sono una delle più importanti e comuni tecnologie di produzione sottrattiva il cui processo è basato sulla rimozione del materiale da un blocco solido, ampiamente utilizzata nell’industria e nel mondo dell’artigianato.

Grazie alla elevata resistenza e all’alta qualità dei materiali con cui è costruita la stampante, è possibile eseguire fresature CNC lunghe e complesse senza mai perdere velocità e la coppia durante il lavoro.

La fresa CNC, permette di lavorare su varie tipologie di materiali come il legno, pannelli di compensato, cera, vetro acrilico, schiuma di PVC, laminati di silicone, ecc., così da poter eseguire una miriade di lavorazioni e poter toccare effettivamente con mano i progetti studiati in classe, come ad esempio la realizzazione di un vetro acrilico fresato e inciso per realizzare custodie di Arduino personalizzate, portachiavi in legno, ingranaggi per estendere i kit di robotica o per realizzare componenti personalizzati partendo dai file CAD dei componenti dei kit di robotica presenti nel laboratorio.

fresa cnc
fresa cnc

Sostituzione strumenti di lavoro, semplice e veloce

La sostituzione degli strumenti di lavoro dalla stampante 3D, è una pratica semplice e veloce, che permette di eseguire flussi di lavoro eterogenei per poter realizzare anche progetti più complessi e lunghi come ad esempio il progetto di uno speaker bluetooth in cui la realizzazione della cassa armonica viene affidata alla stampa 3D, mentre per la realizzazione di quella che è la componentistica elettronica si utilizza la FRESA CNC o L’incisore laser per creare un PCB con unità Bluetooth con cui trasmettere il segnale allo speaker facendolo suonare.

Il tutto tramite l’utilizzo di un solo macchinario.

progetto stampa 3D
incisore laser

L'incisione e il taglio laser

La stampante del laboratorio è dotata della testa di lavoro INCISORE LASER con cui è possibile incidere, tagliare e realizzare oggetti, disegni fantastici e decorazioni complesse su vari materiali come il legno, le pelli, il neoprene, il feltro, l’allumino, etc.

Questo strumento, permette di affrontare sessioni didattiche che spaziano dall’arte alla moda, all’elettronica potendo realizzare circuiti PCB, passando in maniera concreta dalla fase di studio e progettazione teorica alla vera e propria pratica, realizzando concretamente i progetti ideati in classe.

Il carrello mobile supporta le attività di incisione e taglio LASER, predisponendo al suo interno occhiali protettivi per tutta la classe e il docente, da indossare sempre durante l’utilizzo del Laser, e materiali di consumo di diversa tipologia come il feltro colorato, pelli su cui incidere, tagliare e far pratica nella realizzazione di oggetti, come ad esempio il Neoprene, un materiale utilizzato per la realizzazione di maschere per il viso, custodie per laptop, custodie per telefoni da poter replicare e personalizzare in classe con i propri studenti.

Lo strumento INCISORE LASER viene utilizzato anche per firmare prodotti, incidere decorazioni, informazioni o nozioni importanti con cui personalizzare manufatti in legno di compensato realizzati con la fresa CNC.

taglio laser
firma laser

Il laser viene programmato, tramite l’utilizzo del software, selezionando l’ambiente di lavoro “INCISIONE e TAGLIO LASER”, per eseguire il percorso pre‐progettato di un modello 2D.
La stessa programmazione del lavoro si applica per il taglio laser, ma in questo tipo di lavorazione sottrattiva, il laser di solito segue il percorso più di una volta o viene applicata una velocità molto inferiore, in base all’effetto desiderato.

Un altro esempio di lavorazione che prevede flussi di lavoro eterogenei è quella della realizzazione di un drone quadricottero, infatti L’INCISORE LASER viene impiegato per la realizzazione dei circuiti PCB di controllo del drone, mentre il telaio può essere fresato tramite LA FRESA CNC; in fine grazie alla Testa di STAMPA 3D si andranno a stampare e realizzare tutti i componenti di volo come le eliche, le protezioni delle stesse e la scocca del corpo a copertura dell’elettronica del drone.

L’unione di tutti questi flussi di lavoro rendono il laboratorio di artigianato digitale uno strumento completo per lo studio e la pratica delle discipline STEAM.

drone quadricottero

Il taglio e l'incisione laser sono processi puliti e veloci che consentono un lavoro molto più preciso del lavoro manuale, e con cui è possibile ottenere lavorazioni molto più complesse di quelle possibili manualmente.

Il carrello mobile

Il Carrello mobile è il secondo elemento fondamentale del laboratorio Start & Steam, accompagnato da un solido tavolo per il making ripiegabile, su ruote dotato di una morsa orientabile, su cui eseguire le lavorazioni e le sessioni di lavoro con la stampante 3D multi tool.

Un occhio alla sicurezza
Data la sua mobilità il carrello Start&STEAM offre a disposizione una valigetta di pronto soccorso e un estintore nel caso si decida di svolgere le proprie lezioni e attività di laboratorio in ambienti scolastici sprovvisti di questi due elementi fondamentali alla sicurezza, ovvero una valigetta di pronto soccorso e un estintore.

Il carrello è dotato di tutti i Kit, strumenti e materiali di consumo dedicati all’artigianato digitale, alla robotica e all’elettronica che grazie alla suddivisione cromatica dei contenitori, è in grado di mantenere un ambiente di lavoro sempre organizzato e ordinato.

carrello mobile stem

Grazie alla dotazione del carrello potrete svolgere tutte le lavorazioni nei vari campi e settori didattici come:

strumento rifinitura 3d
punte fresa cnc

ATTIVITA’ DI ARTIGIANATO E STAMPA 3D

Tutti gli strumenti e materiali dedicati a queste attività, che vengono utilizzati della stampante 3D, vengono riposti e categorizzati negli appositi cassetti di colore GIALLO.

In questi cassetti sono presenti accessori per l’aumento della precisione e la definizione di stampa 3D; Set di bobine consumabili di vario tipo per lo studio delle proprietà e degli utilizzi con la stampa 3D; KIT di strumenti per la rifinitura e la pulizia dei modelli 3D con cui rifinire e rendere perfetti i vostri modelli.

Strumenti per esperienze di Thinkering e Maker con le tecniche di Fresatura CNC e disegno CAD come materiali da incidere e fresare, varie tipologie di frese e punte dedicate alla Testa di lavoro FRESA CNC; Set di attrezzi e utensili dedicati a piccoli lavori di falegnameria, artigianato e rifinitura delle lavorazioni effettuate con la fresatura CNC come strumenti per l’intaglio, l’incisione, la smerigliatura, levigatura, lucidatura; Occhiali protettivi per tutta la classe e il docente, da indossare durante il funzionamento del laser, vari materiali consumabili e pellami per la sperimentazione dell’INCISIONE e TAGLIO LASER e tutto il necessario per rifinire i modelli realizzati o per il loro completamento durante i vari processi di realizzazione e il passaggio a diversi flussi di lavoro consentiti dalla stampante 3D multi tool Zmorph.

ATTIVITA’ DI ELETTRONICA, THINKERING E MAKING

Questa macro area viene identificata dai cassetti di colore VIOLA in cui sono riposti gli strumenti e i materiali necessari per la misurazione, la lavorazione e la realizzazione dei progetti di robotica, di elettronica e CODING.

In questi cassetti sono presenti strumenti e materiali a supporto delle attività di progettazione, misurazione e realizzazione di circuiti e schede programmabili come attuatori, sensori, cavi di collegamento, schede programmabili, LED, Jumper, motori, resistori, ecc; strumenti a supporto delle misurazioni di precisone, attrezzi per le lavorazioni di minuteria, una stazione saldante da impiegare per la realizzazione dei primi circuiti; basi di collegamento e di alimentazione a supporto delle schede programmabili.

elettronica
kit di robotica
coding

ATTIVITA’ DI ROBOTICA, ELETTRONICA E CODING

Questa macro area viene identificata dai cassetti di colore BLU in cui sono disposte le periferiche robotiche e le schede programmabili.

I kit di robotica di base contenuti del carrello hanno oltre 1700 componenti in plastica per poter costruire i vostri robot e sono tutti dotati di motori, sensori, guide didattiche e tappeti esperienziali con cui svolgere le lezioni in classe.
Inoltre è presente un Kit di robotica avanzata in alluminio per le sessioni di robotica che prevedono progetti più complessi dove è richiesta più potenza, forza e resistenza da parte dei motori e dei componenti del robot.

Questi robot sono dotati di unità centrali programmabili avanzate a cui è possibile collegare, controller, sensori e motori da programmare con i software di programmazione a blocchi tipo Scratch, Blockly o programmazione avanzata in linguaggio C a corredo nei kit.

Oltre ai robot troviamo le Schede programmabili con cui poter realizzare circuiti e sfruttare gli attuatori, i sensori contenuti nel carrello, durante le sessioni di elettronica.

I kit di robotica VEX iQ e VEX V5, inclusi nel carrello Start & Steam, consentono di esplorate le discipline STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica) già a partire dal primo ciclo di istruzione attraverso la robotica educativa ed il CODING.

robot vex

Tramite i robot didattici presenti nel laboratorio di artigianato mobile potrete stimolare il pensiero computazionale, adoperando un nuovo modo di insegnare basato sulla sperimentazione, della robotica educativa e il CODING, sviluppando la creatività degli studenti, la loro capacità di comunicazione, di problem solving e incentivare il lavoro di squadra con di sessioni di lavoro in gruppi.

Lo studio della robotica educativa e del CODING, favoriscono negli studenti un atteggiamento di interesse e di apertura anche verso le classiche materie fondamentali, di base, come la matematica, la fisica e la geometria.
Si tratta quindi di utilizzare metodi di studi innovativi e alternativi per indirizzare i ragazzi ad un nuovo metodo di apprendimento basato sui concetti di problem solving e del learn by doing (imparare facendo).

I kit di robotica sono completi di guide didattiche per il docente e guide alle lezioni in classe con il supporto e l’utilizzo di tappeti esperienziali per lo studio della meccanica, la programmazione e la sperimentazione e l’utilizzo dei vari sensori, permettendo così uno studio della robotica che accompagna i vostri studenti dalla primaria alla secondaria di secondo grado, affrontando problemi di ingegnerizzazione dei robot, design funzionale, problemi di meccanica e fisica fin dalle basi.

Tutti robot presenti nel laboratorio sono dotati di file CAD dei loro componenti reali e presenti nei kit, così da poterli replicare o personalizzare nel laboratorio tramite la stampante multi tool.

software coding

Software didattici di robotica e coding

I software dedicati ai kit di robotica, permettono la progettazione e la modellazione del robot, in ambiente virtuale, utilizzando i componenti, i sensori e i motori, virtuali, presenti realmente nel kit.

Dopo aver progettato e realizzato il robot con la classe è possibile eseguire una simulazione di funzionamento del robot e del programma prima della sua effettiva costruzione, così da poterne simulare il corretto funzionamento e poter affrontare e risolvere le eventuali problematiche ed errori di programmazione o costruzione.

In seguito, dopo aver affrontato e risolto tutte le problematiche si esegue il download del programma creato, utilizzando la programmazione a blocchi o il linguaggio C+ avanzato, direttamente nella unità centrale del robot collegando l’unità centrale al pc.

Il notebook è dotato anche di un software per il coding, completo di guida per l’insegnante in italiano, alle attività pratiche con gli studenti, per lo studio, la comprensione e la sperimentazione dei concetti fondamentali della programmazione dei computer attraverso l’innovativo approccio del pipecoding, con cui mostrare cosa sia un programma e come le istruzioni vengano eseguite da un computer.

I kit di elettronica

Il focus delle sessioni didattiche di elettronica di base è quello dell’utilizzo dei circuiti e delle schede programmabili, con cui adoperare attuatori e sensori, per riprodurre, progettare, costruire e programmare veri e propri sistemi autonomi o semi autonomi in grado di svolgere azioni programmate, o che sono in grado di sfruttare i feedback ambientali per l’attivazione dei trigger programmati. 

Molti sistemi che ad oggi sono ampiamente diffusi nel mondo della domotica o nelle tecnologie degli assistenti vocali presenti nelle nostre case, sfruttano questo tipo di tecnologie e sistemi.

A tale scopo il carrello è dotato delle più famose e diffuse schede programmabili come Arduino, complete di kit di sensori, led, resistori, jumper, motori e guide didattiche con cui svolgere le lezioni e creare i vostri esperimenti in classe.
arduino

I processi di lavoro, richiedono una risorsa performante in grado di elaborare e gestire tutti i processi di thinkering, prototipazione, disegno CAD, acquisizione di modelli 3D e gestione dei flussi di lavoro della stampante 3D.

A tal proposito il laboratorio viene dotato di un notebook avente tutta la potenza e la tecnologia necessaria per garantire sempre la massima affidabilità ed efficienza.

Gestione e controllo del laboratorio

A supporto della didattica il laboratorio viene corredato di un monitor interattivo touch screen da 65" basato su sistema Android con cui fruire dei contenuti in realtà aumentata presenti nel software integrato e un notebook di ultima generazione potente e affidabile per le elaborazioni e la gestione delle lavorazioni con la stampante 3D e la programmazione dei robot programmabili presenti nel laboratorio.

notebook

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a cura di SIAD srl













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