3D-tulostettujen mallien hyödyntäminen teknisissä koulutuksissa

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää Metso Outotecin TankCell-flotaatiokennoa koskevaa teknistä koulutusta hyödyntäen 3D-tulostusta. Tarkoituksena oli luoda yksiköstä toimiva pienoismalli, jota voidaan käyttää oppimisen apuvälineenä teknisissä koulutuksissa. Pienoismallin avulla koulutettavat voivat havainnoida ja kokea yksikön toimintaa, rakennetta ja osia ennen työskentelyä oikean yksikön kanssa. Opinnäytetyössä tutkittiin myös, onko 3D-tulostettuja malleja käytetty muilla aloilla opetuksen apuna ja onko niistä ollut hyötyä tai haittaa.

Opinnäytetyö sisältää myös teoriaa 3D-tulostuksesta, FDM-tulostusprosessista (Fused Deposition Modeling) ja tulostuksessa käytetystä PLA-filamentista (Polylactic Acid). Lisäksi opinnäytetyö tarjoaa kattavan kuvauksen vaiheista, haasteista ja ratkaisuista, joita liittyy prosessiin, jossa täysimittainen malli muutetaan toimivaksi ja purettavaksi 3D-tulostetuksi pienoismalliksi. Opinnäytetyön lopuksi toteutettiin kysely, jolla kerättiin palautetta ja mielipiteitä kouluttajilta, koulutettavilta ja koulutussisällön suunnittelijoilta 3D-tulostettujen pienoismallien käytöstä teknisissä koulutuksissa.

Opinnäytetyössä onnistuttiin saamaan aikaan toimiva ja purettavissa oleva pienoismalli TankCell-flotaatiokennosta, kuten oli suunniteltu. Lisäksi kouluttajien, koulutettavien ja koulutussisällön suunnittelijoiden kesken suoritetun kyselyn perusteella voidaan päätellä, että 3D-tulostettujen mallien käyttö koulutuksissa olisi erittäin hyödyllistä.

The objective of this thesis was to develop Metso Outotec’s TankCell flotation cell technical training using 3D printing. The goal was to create a functional miniature model that could be used as a learning aid in the trainings. The miniature model allows trainees to observe and experience the unit’s operations, structure, and parts before working with the real unit. The thesis also investigated whether 3D printed models have been used in other fields as a learning aid and whether the use has been beneficial or not.

The thesis provides theory on 3D printing, Fused Deposition Modeling (FDM) printing process, and the Polylactic Acid (PLA) filament used in printing. The thesis also includes a comprehensive description of the steps, challenges, and solutions involved in the process of transforming a full-sized 3D model into a functional and disassemblable 3D printed miniature model. Finally, a survey was conducted to gather feedback and opinions from trainers, trainees, and learning content designers on the use of 3D printed models in technical trainings.

The thesis succeeded in creating an accurate miniature model of the flotation cell and the results from the survey indicate that using 3D printed models in trainings would be highly beneficial.