Mapas topográficos con impresión 3D

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Hola compañeros.

Quería compartiros el proyecto que llevé al aula el pasado trimestre en la asignatura de Ampliación de Matemáticas de 3ºESO. Mi objetivo era desarrollar un proyecto STEAM en al aula con impresión 3D con los objetivos curriculares de proporcionalidad de matemáticas.   Es la primera vez que trabajamos este proyecto en el aula y como toda primera vez nos encontramos con imprevistos y aspectos a mejorar que comentaré en las conclusiones.

Es un aprendizaje basado en proyecto, donde el producto final era el modelo 3D de un mapa o elemento geográfico. Cada grupo de alumnos eligió su elemento de un mapa topográfico.

Utilizamos Google maps para la obtención de los mapas topográficos. Sus ventajas es que se puede obtener el mapa de cualquier parte del mundo. Por contra para obtener el mapa tuvimos que hacer pantallazos y tuvimos que obtener manualmente la escala mediante el programa vectorial Inkscape. El elemento lo dividieron en 4 porciones para que cada componente del grupo trazara las líneas de cota digitales. Aunque a priori parecía interesante que cada integrante hiciera una parte del mapa, tuvimos bastantes problemas para que luego coincidieran, dado que hay que tener en cuenta las 3 dimensiones espaciales con su respectiva escala.

Vectorizamos el mapa con Inkscape con las curvas Bezier. Aquí nos surgió otro problema imprevisto. A la hora de cerrar las curvas es muy importante, para su posterior extrusión en FreeCAD, dejar siempre dentro de la curva las líneas de cotas superiores. De estos fallos nos dimos cuenta cuando extruimos en FreeCAD. En diseño 3D, extruir es una herramienta para dar volumen a en altura a objetos planos, en nuestro caso las líneas de cota cerradas.

En FreeCAD extruimos los milimetros que le correspondían a cada línea cota respecto a su escala. Los alumnos se ayudaron de una hoja de cálculo para saber la altura de cada capa.

Una vez diseñada la pieza lo mandamos a imprimir con ayuda del programa Cura, un programa de laminación.

 

Aquí os dejo algunos de los productos finales

 

 

 

 

 

 

 

 

Y aquí portfolios de aprendizaje con reflexiones y evidencias de aprendizaje

Sheila Perez

Leisley Zamora Guevara

Thomas Green

Conclusiones

Como puntos a destacar:

  • Cabe señalar la implicación y motivación de los alumnos desde el primer momento. Creo que dejarles posibilidad de elección dentro de un proyecto siempre es un acierto porque consideran el proyecto como suyo desde el primer momento.
  • En mi opinión los productos, un representación geográfica en 3D han quedado muy bonitos en cuanto menos curiosos.
  • La posibilidad de relacionar las matemáticas y tecnología con la geografía.

Como puntos de mejora:

  • Principalmente la planificación y el tiempo. Se nos ha alargado el doble del tiempo programado, por los problemas surgidos durante el proceso ya comentados. Errores que se apreciaban cuando se pasaba a FreeCAD o al programa de laminación y otros cuando ya se había impreso la pieza, por lo que había que repetir el proceso, con el consecuente paso del tiempo. Diseñar en 3D no es sencillo y el 90% de las veces la primera impresión no es la deseable, pero hasta que no  tenemos la pieza en las manos, no somos capaces de observar los errores. Afortunadamente los alumnos no desistieron si no que aprendieron de sus errores y repitieron el proceso para obtener los resultados deseados. Para futuros proyectos que intervenga la impresión 3D hay que contemplar este tiempo de ensayo y error.
  • Encontrar una fuente donde poder encontrar imágenes mapas topográficos con sus escalas. Buscamos en el Instituto Geográfico Nacional pero los mapas no se adaptaban a nuestras necesidades o no supimos obtenerlos.
  • En general me hubiera gustado que se trabajarán más las matemáticas dado que lo hicimos dentro de la asignatura. Aunque bien es cierto que el trabajar con es tipo de programas de diseño, las matemáticas se trabajan inherentemente así como el vocabulario, creo que debemos modificar el producto final o hacer productos finales más sencillos  para que durante el proceso se realicen más cálculos de escala y proporción.

 

Esto ha sido mi experiencia espero que os haya gustado. Gracias por los comentarios.

@jfrutoses

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