Impresión 3D como Herramienta Didáctica para la Enseñanza de Algunos Conceptos de Ingeniería y Diseño

3D Printing as a Didactic Tool for Teaching some Engineering and Design Concepts

  • Edwin Blasnilo Rua Ramirez Universidad Santo Tomas
  • Fernando Jimenez Diaz Universidad Santo Tomas
  • German Andres Gutierrez Arias Universidad Santo Tomas
  • Nelson Iván Villamizar Universidad Santo Tomas

Abstract (es_ES)

Contexto: La impresión 3D se puede utilizar para una amplia gama de tareas, como el diseño y prueba de prototipos y productos terminados, en un tiempo más corto. En ingeniería mecánica, los diseños de prototipos se generan continuamente en actividades de clase académica y proyectos de cursos finales por parte de estudiantes y docentes. Sin embargo, los estudiantes muestran limitaciones en la compren-sión de los conceptos abstractos representados por dichos diseños.


Método: En primer lugar, se fabricó una impresora 3D a gran escala con especificaciones técnicas mejo-radas en comparación con las opciones de mercado tradicionales y precios similares. Mediante herra-mientas de hardware y software gratuitas y materiales de fabricación alternativos fáciles de obtener, fue posible disminuir sus costos de fabricación y operación. Se preparó un conjunto de casos de estudio que utilizan la impresora 3D en tres clases de asignaturas diferentes los cuales fueron evaluados en dos cohortes de estudiantes de un programa académico de Ingeniería Mecánica.


Resultados: Se mostró la factibilidad de fabricar una impresora 3D práctica y rentable para la construc-ción de prototipos y piezas que beneficien el aprendizaje y la enseñanza en áreas de ingeniería y diseño. Los experimentos llevados a cabo en tres asignaturas de cursos de ingeniería con estudiantes de segundo año, mostraron una tendencia similar de mejorar las calificaciones promedio del curso, observada du-rante dos cohortes en diferentes semestres.


Conclusiones: Este tipo de impresora 3D de bajo costo representa un beneficio académico como herra-mienta didáctica para el proceso de aprendizaje en temas de ingeniería y diseño. El trabajo futuro con-siderará la aplicación de esta herramienta a otros cursos y asignaturas para evaluar aún más su conve-niencia y efectividad.

Abstract (en_US)

Context: 3D printing can be used for a wide range of tasks such as the design and testing of prototypes and finished products in a shorter time. In mechanical engineering, prototype designs are continuously generated in academic class activities and final coursework projects by students and teachers. However, students show limitations while understanding the abstract concepts represented with such designs.


Method: Firstly, a large scale 3D printer with improved technical specifications compared to traditional market options and similar price, was fabricated. By means of free software and hardware tools and easy-to-obtain alternative manufacturing materials, it was possible to decrease its manufacturing and operating costs. Then a set of study cases utilising the 3D printer in three different subject classes were designed and tested with two cohorts of students of Mechanical Engineering programme.

Results: It was feasible to fabricate a cost-effective and practical 3D printer for constructing prototypes and pieces that benefit teaching and learning concepts in engineering and design areas. The experiments carried out in three subjects of engineering courses with second-year students, showed a similar trend of improving the average course grades, as it was observed in two cohorts in different terms.

Conclusions: This type of low cost 3D printer obtained academic advantages as a didactic tool for the learning process in engineering and design subjects. Future work will consider applying this tool to other courses and subjects to further evaluate its convenience and effectivity.

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References

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How to Cite
Rua Ramirez, E. B., Jimenez Diaz, F., Gutierrez Arias, G. A., & Villamizar, N. I. (2018). 3D Printing as a Didactic Tool for Teaching some Engineering and Design Concepts. Ingeniería, 23(1), 70-83. https://doi.org/10.14483/23448393.12248
Impresión 3D
Published: 2018-01-10
Section
Mechanical Engineering