Des étudiants impriment des pièces de robots

« Nous avons été capables de fabriquer de nombreuses pièces et accessoires avec l’imprimante 3D Dimension, ce qui aurait été impossible auparavant. Nous le réalisons en interne et le délai de traitement est moindre »
Bruce Mazer, Bishop Reding Secondary School

L’innovation par l’amusement – voilà ce que les élèves peuvent espérer vivre en s’inscrivant au Robotics Challenge, à l’Engineering Club ou à l’un des cours de génie informatique dispensés par Bruce Mazer au lycée Bishop Reding à Milton, en Ontario.
Bishop Reding propose quatre cours de génie informatique à partir de la 9ème année jusqu’à la 12ème année ainsi qu’un camp d’été d’ingénierie pour les élèves de la 7ème et de la 8ème année. Le programme d’études est essentiellement un programme pré-mécatronique. Il est conçu pour apprendre aux étudiants comment créer des produits intelligents utiles en utilisant des compétences et des concepts touchant l’ensemble du spectre de l’ingénierie à savoir la mécanique, l’électrique, la conception et le génie informatique.

« Les cours de génie informatique exigent que les élèves prennent en considération une grande variété de systèmes et de composants qui permettent aux nouveaux produits et dispositifs de fonctionner correctement », a déclaré Mazer. « Cela peut inclure des logiciels de programmation, la conception mécanique, l’ergonomie, etc. – toutes ces choses qui pourraient entrer dans la conception d’un téléphone cellulaire, entre autres. »

Réussir dans la conception d’un nouveau produit requiert souvent que les élèves fabriquent des pièces et composants personnalisés. Cette étape du processus s’est avérée difficile pour les étudiants et les enseignants avant d’acheter l’imprimante 3D Dimension.

« Nous avons travaillé dans les laboratoires de fabrication et de construction pour fabriquer des pièces en métal et en bois. Mais la plupart du temps, ces pièces ne répondaient pas aux exigences de la conception », dit Mazer. « Quand notre consultant pédagogique en technologie, Robert DeRubeis, a vu une imprimante 3D Dimension en action lors des conférences ITEA et OCTE, il a su qu’elle était ce dont nous avons besoin pour améliorer l’étape de « fabrication » de notre programme. » Avec le soutien de Rick MacDonald, surintendant des services de programmes d’études, le conseil a acheté deux imprimantes 3D Dimension.

« L’imprimante 3D Dimension a été l’élément stratégique clé ajouté aux cours de génie informatique de Bishop Reding et aux programmes connexes », a déclaré James Janeteas, Président de Cimetrix Solutions. « Nous nous attendons à l’expansion de cette technologie dans d’autres écoles proposant des cours de technologie de conception et de fabrication  ainsi qu’aux écoles proposant des Majeures Hautes Spécialisations. Nous sommes impatients d’aider davantage d’écoles à faire le grand saut vers l’impression 3D et assurer les mises en œuvre pour les partenaires d’affaires, en démontrant les applications dans le monde réel ».

L’imprimante 3D Dimension améliore le programme

Depuis l’achat de l’imprimante 3D Dimension, les étudiants de Bishop Reding conçoivent leurs pièces dans un environnement 3D virtuel (avec des logiciels 3D standards comme ArtCam) conformément aux exigences du projet. Ils impriment le prototype, et si nécessaire, révisent la conception, ré-impriment et poursuivent la construction du robot avec très peu de temps de pause. « Nous avons été capables de fabriquer de nombreuses pièces et accessoires avec l’imprimante 3D Dimension, ce qui aurait été impossible auparavant. Nous le réalisons en interne et le délai de traitement est moindre », a déclaré Mazer.

« Nous avons fabriqué des accessoires et des engrenages pour les robots. Ceux-ci ont vraiment boosté leurs fonctionnalités. Nous avons même fabriqué un set de clubs de golf avec l’imprimante 3D Dimension pour certains robots. Les étudiants et les enseignants se sont bien amusés en emmenant les robots sur le terrain de golf pour voir ce qu’ils peuvent faire. Ce genre d’activités a ajouté des étincelles au programme. »

En plus de créer de l’excitation, l’imprimante 3D Dimension a également offert aux élèves l’occasion d’appliquer les mathématiques, la géométrie et le raisonnement de manière pratique, pertinente et contextualisée. « La modélisation 3D renforce la numératie (compétences mathématiques), permet d’apprendre et d’investiguer différemment. Elle fait appel à divers styles d’apprentissage et séduit un grand nombre d’étudiants », dit Mazer. « Elle les a initiés à un ensemble de nouveaux concepts liés à la conception 3D et au rapide prototypage. Pour résoudre un problème d’ingénierie, les élèves conçoivent les pièces, les construisent, les codifient, puis évaluent leur succès. Ce processus de résolution des problèmes leur permet de devenir des inventeurs de matériels et de logiciels de manière créative et passionnante. »

La tendance est à l’impression 3D

La machine d'impression 3D a suscité l’intérêt dans le programme scolaire des écoles élémentaires et secondaires. Des étudiants et des employés travaillant dans divers secteurs ont exprimé leur intérêt à utiliser la technologie 3D dans leurs programmes – de la science aux mathématiques, passant par le business, l’ingénierie et les arts. Une hausse significative du nombre des élèves de la 9ème à la 12ème année qui se sont inscrits aux programmes de génie informatique a également été observée depuis l’introduction des imprimantes 3D.

Récemment, plus de 100 élèves de la 7ème et de la 8ème année provenant de 25 écoles élémentaires ont visité l’établissement secondaire Bishop Reding pour participer à un concours de robotique. Une démonstration a été faite pour mettre en évidence les capacités de l’imprimante 3D industrielle. « Les élèves ont vraiment été excités par la présentation. Certains la comparent à un réplicateur Star Trek TNG. Nous les avons entendus parler des choses intéressantes qu’ils envisagent de faire quand ils seront au lycée », dit Mazer.

L’intérêt pour l’impression 3D s’est traduite par la réalisation par le conseil d’établissement d’un camp de l’ingénierie « Numératie à travers la technologie ». Celui-ci s’est tenu au mois de juillet 2009. Il a été accessible aux étudiants de la 7ème et de la 8ème année. C’est une occasion pour eux de faire une expérience pratique avec le prototypage rapide et les concepts d’ingénierie tout en renforçant leurs compétences en mathématiques.

« Alors que nous passons d’une économie manufacturière traditionnelle à une économie fondée sur le savoir, nous souhaitons que les étudiants commencent à penser eux-mêmes comme des inventeurs », dit Mazer. « L’imprimante 3D Dimension aide les élèves à construire ce qu’ils peuvent imaginer. Leurs concepts originaux peuvent devenir réels en une question d’heures…même si ce qu’ils imaginent est un robot golfeur ! »