Propuesta de Proyecto de Aprendizaje con impresión 3D

Contexto Previo

Marco de las sesiones propuestas para la asignatura de Modelado e Impresión 3D y la situación de aprendizaje propuesta para la asignatura de Procesos educativos.

Este proyecto se centra en el diseño y fabricación de una pieza de fontanería para la reparación de un lavavajillas, utilizando Autodesk Fusion 360 para el modelado de la pieza y luego imprimiéndola en 3D con material PLA 870, un termoplástico que puede ser procesado con impresoras 3D caseras. El objetivo es que los participantes desarrollen habilidades técnicas y creativas mediante el uso de herramientas de diseño asistido por computadora (CAD) y fabricación aditiva, fomentando además el enfoque STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas).

Contexto Formal

  • Colegio: IES Juan de la Cierva
  • Etapa: Educación Secundaria Obligatoria
  • Nivel Educativo: 4º de ESO
  • Trimestre: Segundo y tercer trimestre
  • Número de Sesiones: 5 – 7

Centro de Interés:

El reto consiste en diseñar e imprimir una pieza personalizada que sustituya a la original del lavavajillas, utilizando herramientas CAD e impresión 3D con PLA 870. Este proyecto permite abordar la solución de problemas prácticos a través de la tecnología, reforzando las competencias STEM al integrar conocimientos de ciencia de materiales, tecnología de impresión 3D, ingeniería mecánica y matemática aplicada.

Misión del Proyecto

En esta experiencia de aprendizaje, los estudiantes desarrollarán sus habilidades en diseño 3D y fabricación aditiva, aplicando conceptos de ingeniería y diseño para crear una pieza funcional que se utilizará para reparar un electrodoméstico.

El enfoque está en promover la creatividad, la resolución de problemas y la autonomía tecnológica, mientras se trabaja en equipo. Los alumnos analizarán las piezas, las diseñarán, las imprimirán y finalmente las ensamblarán en los distintas partes que conforman el sistema de desagüe y/o lavadora en sí. Este proyecto fomenta una comprensión práctica y aplicada de los principios STEM en cada fase del desarrollo del producto.

Justificación de la Elección del Tema

Este proyecto responde a la necesidad de formar a los estudiantes en competencias tecnológicas clave, como el diseño asistido por ordenador (CAD), la impresión 3D. Estas habilidades son esenciales en la educación actual, dado que preparan a los estudiantes para los desafíos del futuro. Además, el proyecto se enmarca dentro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), relacionados con la innovación y la sostenibilidad tecnológica.

La reparación de objetos cotidianos mediante la impresión 3D representa una solución innovadora y sostenible. Este proyecto responde a la creciente necesidad de familiarizarse con herramientas como Autodesk Fusion 360 y técnicas de impresión 3D. Además, promueve la cultura de la reparación y reutilización en lugar de reemplazar aparatos enteros, contribuyendo a la sostenibilidad.

Objetivos Principales

  • Desarrollar Competencias Tecnológicas: Los participantes aprenderán a manejar Autodesk Fusion 360 para diseñar piezas 3D funcionales.
  • Fomentar la Creatividad y Resolución de Problemas: Se enfrentarán a desafíos técnicos desde la conceptualización hasta la impresión y ajuste de la pieza.
  • Desarrollar Habilidades de Fabricación Digital: Los participantes aplicarán conceptos prácticos de diseño y fabricación 3D utilizando impresoras 3D caseras con material PLA 870.
  • Fomentar las Competencias STEM: El proyecto integrará conceptos de ciencia de materiales, principios matemáticos, tecnología de fabricación digital e ingeniería para resolver un problema práctico.
  • Promover el Trabajo en Equipo: Los estudiantes trabajarán en grupos para construir una solución práctica, compartiendo tareas y responsabilidades.

Desarrollo del Proyecto

El proyecto se desarrollará en varias fases:

  1. Identificación de la pieza a reparar: Se analizará el problema del lavavajillas y se determinará la pieza a sustituir, midiendo el área o pieza original.
  2. Conceptualización y Diseño CAD: Se creará el modelo de la pieza en Autodesk Fusion 360, tomando en cuenta las dimensiones y funciones necesarias para que encaje y funcione correctamente.
    • Proyecciones Diédricas e Isométricas: Se representará la pieza en diferentes vistas para un modelado preciso.
  3. Optimización del Diseño para la Impresión 3D: Se optimizará el diseño considerando las limitaciones y ventajas del material PLA 870 y las impresoras 3D caseras.
  4. Generación del Archivo STL: El archivo STL se generará a partir del modelo CAD y se preparará para la impresión 3D.
  5. Impresión 3D: Se imprimirá la pieza utilizando PLA 870, evaluando la calidad y ajustes necesarios.
  6. Ensamblaje y Prueba: La pieza se instalará en el lavavajillas y se probará para asegurar su correcto funcionamiento.

Competencias Clave

A través de este proyecto, los estudiantes desarrollarán las siguientes competencias clave:

  • Competencia Matemática: Los estudiantes aplicarán conocimientos de geometría y matemáticas en el diseño 3D.
  • Competencia para Aprender a Aprender: Los alumnos adquirirán la capacidad de enfrentarse a retos nuevos y desconocidos, buscando soluciones creativas y eficaces.
  • Competencia Digital: Al utilizar software CAD y tecnologías de impresión 3D.
  • Competencia en Ciencia y Tecnología: Aplicación de principios de ingeniería, mecánica y materiales para diseñar y fabricar una pieza funcional.
  • Competencia en Resolución de Problemas: Los participantes adquirirán habilidades para enfrentar desafíos prácticos y técnicos, buscando soluciones a problemas cotidianos.
  • Competencia para Aprender a Aprender: A través de la experimentación y el autoaprendizaje, se fortalecerá la capacidad de investigar y aplicar nuevos conocimientos para superar retos.
  • Competencia STEM: El proyecto fomenta una comprensión integrada de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas al abordar un problema real y tangible que requiere el uso de estas disciplinas para una solución efectiva.