学生たちがペットボトルを3Dプリント材料にリサイクルする機械を設計

ペットボトルを3Dプリント材料にリサイクルする機械を含むSTEM製品を持つ学生のグループ（中央）

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ペットボトルから3Dプリントフィラメントを生成するマシン、つまりペットボトルを3Dプリント材料にリサイクルするマシンは、チュオン・ゴ・ジア・バオさん、レ・ホアン・バオ・フイさん、グエン・ディン・ミン・アンさん、ド・ホアン・フオン・トランさんを含む11年生のグループによって3月から開発されてきました。現在までにマシンは形を整え、安定稼働しており、学生グループはインターフェースの「アップグレード」を継続的に行い、より魅力的なマシンに仕上げています。

チームリーダーのGia Bao氏は、このプロジェクトを開始した動機は、学校、特にSTEM（科学、技術、工学、数学）教育やクラブ活動において、3Dプリンターの利用ニーズが高まっていることにあると語りました。しかし、3Dプリントインクの価格は25万～30万ドンと高く、多くの学生の予算には合いません。

Gia Baoさん（左）とBao Huyさんが機械部品を完成させる。

「当時、私たちは日常的に使っているペットボトルと同じ特性を持つ3Dプリントインク、つまりPET樹脂について知りました。この発見がきっかけとなり、ペットボトルをリサイクルしてSTEM教育向けの3Dプリントに適したプラスチックフィラメントにする方法を見つけ、この職業について学ぶ際の疑問を解消することができました」とバオ氏は語った。

バオ氏によると、ペットボトルリサイクル機の設計にあたっては、オープンソースコードの構造を参照すると同時に、YouTubeで3Dモデリングソフトとプログラミングソフトの使い方を学んだという。その後、チームは設計図を描き、それに基づいてギア、キックスタンド、カッターなどの部品を製作し、完成したプラスチック繊維が脆くなりすぎないように、また適切な直径になるように、多数の制御回路を備えたモーターをプログラミングして組み立てた。

ペットボトルを3Dプリント材料と完成した3Dプリント製品にリサイクルする機械の概要

「この機械の動作原理は非常にシンプルです。まず、ペットボトルの底を平らに切り、斜めに切り続けて太い繊維にします。次にスイッチを入れ、適切な温度に調整し、太い繊維を加熱ヘッドに入れて細い繊維に加工します。最後に、細い繊維をギアに引っ掛ければ、機械が完全に自動で処理してくれます」とバオ氏は説明し、1.5リットルのペットボトル4本から、高さ15cm×幅5cmの3Dモデル2つを印刷するためのプラスチックロールが作られると付け加えた。

チームメンバーによると、リサイクルマシンの製作で最も困難だったのは、部品が設計に「適合」していることを確認することだった。例えば、マシンに最適な最終製品を得るために、チームは20種類近くのギアを設計・再製した。「ほぼすべての工程で、完全な構造を『完成させる』ために、多くの試行錯誤が必要でした」とバオ氏は打ち明けた。

リサイクルされるペットボトルは加熱ヘッド（黒い箱、左のカバー）を通過して熱処理され、3Dプリンターに適したフィラメントを形成します。

3D設計・印刷されたギアは、機械がプラスチックフィラメントをロール状に引き出すのに役立ちます

素晴らしい成果

プラスチックリサイクル機を開発する以前、Gia BaoさんはMakeX国際ロボットコンテストで全国大会1位を獲得し、その後、中国・広州で開催された世界大会で6位にランクインしました。さらに、この男子学生はロボット工学やその他の技術プロジェクトで7つの都市レベルの賞を受賞しました。

グループのメンバーは皆、才能に恵まれています。バオ・フイさんは市レベルの数学コンテストで2位、市レベルの科学研究コンテストで3位を獲得しました。ミン・アンさんは4月オリンピックの自然科学部門で銅メダル、市レベルの科学技術コンテストで3位を獲得しました。フォン・トランさんは4月オリンピックの地理部門で金メダルを獲得しました。

学校のカリキュラムに組み込む

学生グループは個人的なプロジェクトに留まらず、ペットボトルからプラスチックをリサイクルする3Dプリンターを、グエン・ティ・ミン・カイ高校のSTEMクラブの活動にも導入しました。彼らはクラブの主要メンバーです。このクラブでは、新メンバーが技術的な製品の作り方と操作方法を学ぶだけでなく、電気回路の組み立てモデルやロボットの関節など、3Dプリンターで製品を製造するための材料をより多く得ることができます。

Phuong Trang (左) と Minh Anh は主にコンテンツの編集と画像デザインを担当しています。

グエン・ティ・ミン・カイ高校のグエン・ヴァン・バ副校長は、昨年度からSTEMが生徒が登録できるプログラムとして組み込まれ、専門の教師が担当し、具体的な時間割と授業計画が用意されていると付け加えた。そのため、ジア・バオさんのようなSTEMクラブのメンバーは、クラスで教師や仲間を支える中心的な「力」にもなっている。

巴氏によると、STEMプログラムを開発し、学生の科学研究とプロジェクト実施を支援するため、学校は施設への投資だけでなく、大学や企業からの資金援助も求めているという。プラスチックを3Dプリンターの材料にリサイクルする機械など、学生の作品も、説明と教育を目的としてプログラムに含まれている。

実践的なプロジェクトを通じて、多くの学生が将来の研究に役立つ経験を積んでいます。

製造、プログラミングなどは、学生が学校に通っているときから訓練できるスキルです。

「これまで、特に本校のプログラム、そしてSTEM活動全般は、一流の『目的地』となっています。生徒たちは関連活動を通して特定の能力を伸ばすだけでなく、在学中から実践的なキャリアガイダンスも受けています」と巴氏は語った。

バオ・フイ氏も同様の意見で、電気回路とプログラミングに関する知識と経験を「何も知らなかった」状態から、航空工学業界で働くという情熱にさらに近づくことができたと述べました。ミン・アン氏とフオン・トラン氏も、最近の仕事のプロセスを通して、自身の強みを発見し、業界で経験を積むことができたと同意しました。

ソースリンク: https://thanhnien.vn/hoc-sinh-thiet-ke-may-tai-che-chai-nhua-thanh-vat-lieu-in-3d-185231115172140019.htm