طلاب يصممون آلة لإعادة تدوير الزجاجات البلاستيكية وتحويلها إلى مواد طباعة ثلاثية الأبعاد

مجموعة من الطلاب مع منتجات STEM، بما في ذلك آلة تعيد تدوير الزجاجات البلاستيكية إلى مواد طباعة ثلاثية الأبعاد (في الوسط)

افعلها بنفسك

صُنعت آلة خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد من الزجاجات البلاستيكية، أو ببساطة، الآلة التي تُعيد تدوير الزجاجات البلاستيكية إلى مواد طباعة ثلاثية الأبعاد، على يد مجموعة من طلاب الصف الحادي عشر، وهم: ترونغ نجو جيا باو، ولي هوانغ باو هوي، ونغوين دينه مينه آنه، ودو هوانغ فونغ ترانج، منذ مارس. وحتى الآن، اكتسبت الآلة شكلها النهائي وتعمل بثبات، ويواصل الطلاب تطوير واجهتها لجعلها أكثر جاذبية.

أوضحت جيا باو، قائدة الفريق، أن دافع إطلاق المشروع نابع من تزايد الحاجة إلى استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد في المدارس، وخاصةً للتدريس أو أنشطة النوادي المتعلقة بمجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM). إلا أن سعر حبر الطباعة ثلاثية الأبعاد يتراوح بين 250,000 و300,000 دونج فيتنامي، وهو سعر لا يناسب ميزانيات العديد من الطلاب.

جيا باو (يسار) وباو هوي يكملان أجزاء الآلة.

في ذلك الوقت، اكتشفنا نوعًا من حبر الطباعة ثلاثية الأبعاد يتمتع بنفس خصائص الزجاجات البلاستيكية اليومية، ألا وهو بلاستيك البولي إيثيلين تيريفثالات (PET). حفّزنا هذا الاكتشاف على إيجاد طريقة لإعادة تدوير الزجاجات البلاستيكية وتحويلها إلى خيوط بلاستيكية مؤهلة للطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM)، بالإضافة إلى المساعدة في الإجابة على أسئلتنا عند التعرّف على هذه المهنة، كما قال باو.

لتصميم آلة إعادة تدوير الزجاجات البلاستيكية، قال باو إن الفريق اضطر إلى الرجوع إلى هيكل الآلة من شفرة مفتوحة المصدر، وفي الوقت نفسه تعلم كيفية استخدام برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد وبرامج البرمجة عبر يوتيوب. بعد ذلك، رسم الفريق التصميم، وبناءً عليه، صنعوا مكونات الآلة مثل التروس، وحوامل الدراجة، والقواطع...، وبرمجوا المحرك وجمّعوه مع العديد من دوائر التحكم لضمان الحصول على ألياف بلاستيكية نهائية ذات قطر مناسب.

نظرة عامة على الآلة التي تقوم بإعادة تدوير الزجاجات البلاستيكية إلى مواد طباعة ثلاثية الأبعاد ومنتجات مطبوعة ثلاثية الأبعاد نهائية

مبدأ تشغيل الآلة بسيط للغاية. أولًا، يقطع المستخدم قاع الزجاجة البلاستيكية بشكل مسطح، ثم يواصل قطعها قطريًا إلى ألياف كبيرة. بعد ذلك، يُشغّل المفتاح، ويضبط درجة الحرارة المناسبة، ثم يضع الألياف الكبيرة في رأس التسخين لمعالجتها إلى ألياف صغيرة. وأخيرًا، يُثبّت المستخدم الألياف الصغيرة في الترس، ويترك الآلة تقوم بذلك تلقائيًا بالكامل، كما أوضح باو، مضيفًا أن أربع زجاجات بلاستيكية سعة 1.5 لتر ستُنتج لفات بلاستيكية لطباعة نموذجين ثلاثيي الأبعاد بارتفاع 15 سم × 5 سم.

وفقًا لأعضاء الفريق، كان أصعب جزء في صنع آلة إعادة التدوير هو ضمان توافق المكونات مع التصميم. على سبيل المثال، صمم الفريق وأعاد طباعة ما يقرب من عشرين ترسًا مختلفًا للحصول على المنتج النهائي الأكثر ثباتًا للآلة. وأقرّ باو قائلًا: "تطلبت كل خطوة تقريبًا الكثير من التجارب والأخطاء للوصول إلى الهيكل النهائي".

ستمر الزجاجات البلاستيكية المراد إعادة تدويرها عبر رأس التسخين (الصندوق الأسود، الغطاء الأيسر) لتتم معالجتها حرارياً وتشكيل خيوط مناسبة للطابعات ثلاثية الأبعاد.

تساعد التروس المصممة والمطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد الآلة على سحب الخيوط البلاستيكية إلى لفات

إنجاز رائع

قبل صنع آلة إعادة تدوير البلاستيك، فاز جيا باو بالجائزة الأولى على المستوى الوطني في مسابقة MakeX العالمية للروبوتات، ثم حلّ سادسًا في الجولة العالمية التي أقيمت في غوانزو، الصين. كما فاز الطالب بسبع جوائز على مستوى المدينة في مجال الروبوتات ومشاريع تقنية أخرى.

يتمتع أعضاء المجموعة بموهبة متساوية. فازت باو هوي بالمركز الثاني في مسابقة الرياضيات على مستوى المدينة، والمركز الثالث في مسابقة البحث العلمي على مستوى المدينة. كما فازت مينه آنه بالميدالية البرونزية في أولمبياد أبريل في العلوم الطبيعية، والمركز الثالث في مسابقة العلوم والتكنولوجيا على مستوى المدينة. وفازت فونغ ترانج بالميدالية الذهبية في أولمبياد أبريل في الجغرافيا.

دمجها في المناهج الدراسية

لم يتوقف الأمر عند المشاريع الشخصية، بل استخدم الطلاب أيضًا آلة إعادة تدوير البلاستيك بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من الزجاجات البلاستيكية في أنشطة نادي العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) في مدرسة نجوين ثي مينه خاي الثانوية، حيث يُعدّون جميعًا أعضاءً أساسيين. هنا، يمكن للأعضاء الجدد تعلم كيفية صنع وتشغيل منتج تقني، وفي الوقت نفسه، الحصول على مصادر إضافية للمواد اللازمة لإنتاج منتجات مطبوعة ثلاثية الأبعاد، مثل نماذج لتجميع الدوائر الكهربائية، ومفاصل الروبوتات، وغيرها.

فونج ترانج (يسار) ومينه آنه مسؤولان بشكل أساسي عن تحرير المحتوى وتصميم الصور.

أضاف السيد نجوين فان با، نائب مدير مدرسة نجوين ثي مينه خاي الثانوية، أنه منذ العام الدراسي الماضي، تم تصميم برنامج STEM ليتمكن الطلاب من التسجيل فيه، مع معلمين متخصصين وجداول زمنية وخطط دراسية محددة. وبالتالي، أصبح أعضاء نادي STEM، مثل جيا باو، القوة الأساسية لدعم المعلمين والزملاء في الفصل.

وفقًا للسيد با، لتطوير برنامج العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) ودعم الطلاب في البحث العلمي وتنفيذ المشاريع، لا تستثمر المدرسة في المرافق فحسب، بل تسعى أيضًا للحصول على تمويل من الجامعات والشركات. كما يتضمن البرنامج منتجات الطلاب، مثل آلة إعادة تدوير البلاستيك إلى مواد طباعة ثلاثية الأبعاد، لأغراض التوضيح والتدريس.

ومن خلال المشاريع العملية، اكتسب العديد من الطلاب الخبرة لدراساتهم المستقبلية.

التصنيع والبرمجة... هي مهارات يمكن تدريب الطلاب عليها منذ لحظة وجودهم في المدرسة.

حتى الآن، أصبح برنامج المدرسة، خاصةً وأنشطة العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات عمومًا، وجهةً مرموقة. لا يقتصر الأمر على تنمية قدرات الطلاب من خلال الأنشطة ذات الصلة، بل يتلقون أيضًا توجيهًا مهنيًا عمليًا أثناء دراستهم، كما أشار السيد با.

شارك باو هوي الرأي نفسه، قائلاً إنه اكتسب من "شخصٍ لم يكن يعرف شيئًا"، مزيدًا من المعرفة والخبرة في الدوائر الكهربائية والبرمجة، مما جعله أكثر استعدادًا لشغفه بالعمل في مجال هندسة الطيران. واتفق مينه آنه وفونغ ترانج على أن عملية العمل الأخيرة ساعدتهما على اكتشاف نقاط قوتهما، واكتساب خبرة في هذا المجال.

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