Chorros de agua compactos: la herramienta de enseñanza perfecta

En las escuelas de oficios, universidades y escuelas secundarias, las máquinas de corte por chorro de agua abrasivo proporcionan una excelente herramienta de enseñanza. Son simples, versátiles, fáciles de usar y económicos. Los chorros de agua abrasivos industriales de tamaño completo cuestan menos que las máquinas de fabricación de chips convencionales. Su inconveniente es su gran tamaño; muchas escuelas luchan por hacer espacio para los chorros de agua. Ahora, las máquinas compactas ofrecen los beneficios de sus contrapartes de tamaño completo a los maestros en una plataforma rentable y totalmente cerrada.

Estos sistemas compactos usan energía monofásica de 240 V en un circuito dedicado de 30 A, por lo que se instalan rápidamente en entornos educativos, pasan por una puerta estándar con ruedas y solo requieren una fuente de agua municipal limpia y un drenaje del tanque de recolección. . Este diseño permite a las instituciones educativas agregar una tecnología que corta casi cualquier tipo de material con el mismo software CAD/CAM que usan los empleadores comerciales.

Como señaló Chris Baer, ​​gerente senior de ventas, gobierno y educación de OMAX Corp., Kent, Washington, prácticamente todos los planes de estudio de ingeniería y enseñanza basados ​​en habilidades quieren incorporar el chorro de agua abrasivo. "Los sistemas compactos de chorro de agua, como nuestro ProtoMAX, brindan a las instituciones educativas un acceso más rápido a la tecnología con una inversión menor", señaló Baer. Muchas instituciones han adquirido un ProtoMAX como su primer chorro de agua abrasivo, incluida la Universidad Estatal de Oregón, Corvallis; escuela secundaria Pine Bush (Nueva York); y North Montco Tech Center, Montgomery, Pensilvania.

El tamaño y el costo inicialmente impidieron que el departamento de Ingeniería Mecánica, Industrial y de Manufactura (MIME) de la Universidad Estatal de Oregón colocara un chorro de agua abrasivo en su Laboratorio de Mecanizado y Realización de Productos (MPRL). Con ProtoMAX, MPRL pudo agregar esta tecnología. "Nuestro laboratorio está repleto de equipos", dijo Brian Jensen, gerente de MIME MPRL. "Antes de ProtoMAX, no teníamos opciones además de un sistema de tamaño completo, por lo que decidimos no usar chorro de agua. Además, los sistemas estándar tienen tanques de agua abiertos, lo que puede ser un poco desordenado y ruidoso. Necesitábamos realizar las clases en un extremo del mientras que la máquina de chorro de agua funcionaba en el otro extremo. Debido a que el ProtoMAX está completamente cerrado, es más limpio y silencioso, el sistema fue perfecto para nosotros".

El ProtoMAX ayuda a acortar la curva de aprendizaje de los estudiantes. Según Jensen, los estudiantes se ponen en marcha con las máquinas herramienta convencionales del laboratorio en unas 14 a 20 horas, pero necesitan menos de seis horas con el ProtoMAX. Y el chorro de agua es más fácil de usar que otros equipos CNC.

En MPRL, los estudiantes y profesores cortan piezas de aluminio y plástico, compuestos y madera. El laboratorio centrado en la instrucción permite a los estudiantes hacer prototipos como una forma de aprendizaje práctico. MPRL también ofrece sus servicios a cualquier persona en la universidad que compense al laboratorio por su tiempo de corte, y las ganancias de los servicios de prototipos pasados ​​han pagado por la máquina.

El equipo de carreras del Club de Ingenieros Automotrices de la Sociedad ha sido el mayor usuario del ProtoMAX de Oregon State. Fabrica piezas para el automóvil estilo fórmula y el vehículo todoterreno Baja que compite contra otras escuelas.

El Programa de Ingeniería Excelsior de la Escuela Secundaria Pine Bush necesitaba un sistema de corte por chorro de agua abrasivo para brindar a los estudiantes experiencia de primera mano en ingeniería de fabricación. Con la seguridad como su máxima prioridad, la escuela adquirió un ProtoMAX. Su recinto completo ayuda a los maestros a proteger a los estudiantes y a mantener un salón de clases limpio y silencioso.

"La instrucción práctica es clave para la eficacia de nuestros cursos del Programa de Ingeniería Excelsior", dijo Kenneth Marshall, entrenador de STEAM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas) de secundaria y director del Programa de Ingeniería Excelsior. "'Mira, luego haz' es nuestra forma de enseñar. Los estudiantes pueden cometer errores y aprender de ellos".

Este tipo de aprendizaje es fundamental porque los errores en el trabajo cuestan dinero a los empleadores. El aprendizaje práctico también cultiva una mejor ética de trabajo porque proporciona una recompensa, la parte que los estudiantes diseñaron y produjeron, en un proceso mucho más rápido que con otras máquinas de corte.

Anualmente, alrededor de 300 estudiantes de los grados 9 al 12 estudian en el programa de manufactura de la Escuela Secundaria Pine Bush. El plan de estudios incorpora ingeniería y tecnología en matemáticas, ciencias, historia, inglés, artes escénicas y cursos para el hogar y carreras a través del aprendizaje basado en proyectos.

Los proyectos de los estudiantes comienzan con el diseño y continúan con la instrucción mecánica. "No solo les enseñamos cómo programar y operar el ProtoMAX, sino también cómo operar la máquina y mantenerla", dijo Marshall. "El ProtoMAX acepta archivos DXF, por lo que los estudiantes pueden exportar directamente desde el software de gráficos, que ha demostrado ser extremadamente popular entre las clases de arte y los estudiantes de fabricación".

Marshall inicialmente se mostró escéptico de que la máquina compacta pudiera manejar los tamaños de piezas requeridos. "Mi experiencia anterior fue con tanques de chorro de agua y mesas de trabajo de 6 × 12' [1,83 × 3,66 m], por lo que inicialmente pensé que el espacio de trabajo de 12 in² [77,4 cm²] del ProtoMAX sería muy limitado. Pero nos dimos cuenta de que todas las piezas que el corte cabe fácilmente dentro de ese tamaño de sobre", dijo.

El tamaño, el costo y la seguridad de la máquina hicieron de ProtoMAX la elección correcta para Frank Torrente, profesor del Programa de Tecnología de Mecanizado Integrado por Computadora en North Montco Tech Center. "Un sistema de chorro de agua abrasivo siempre había estado en mi lista de deseos de equipos", dijo Torrente, "pero nos preocupaba la seguridad de los estudiantes con una máquina grande de tamaño industrial. Además, nos preocupaba mantener limpia la máquina y el área de enseñanza. El ProtoMAX puso fin a esas preocupaciones y ayudó significativamente a desarrollar la confianza de los estudiantes".

Muchos estudiantes están "un poco recelosos" de la fresadora de cinco ejes de la escuela, dijo Torrente, pero consideran que la ProtoMAX es menos intimidante. "Dejamos que los estudiantes aprendan de sus errores", dijo Torrente. "Con ProtoMAX, si desechan una pieza, obtienen otra pieza de material, corrigen su error de programación y cortan una nueva. Además, la producción de la pieza tiende a generar nuevas mejoras de diseño. Los estudiantes aprenden más de este ensayo y error de lo que aprenden". hacer de ser guiado en cada paso del camino".

Torrente también enseña un programa extracurricular de seis semanas para el equipo First Robotics de su área, que diseña y construye un robot para competir contra otros equipos de la escuela secundaria. El ProtoMAX del centro ayuda a producir la mitad de las piezas del robot en mucho menos tiempo que en una fresadora.

La mayoría de los estudiantes de North Montco Tech Center se dirigen directamente a la fuerza laboral. Las clases tienen un promedio de entre 20 y 30 estudiantes de los grados nueve a doce, y muchos comienzan a trabajar durante sus estudios a través de un programa cooperativo. En la clase nocturna del centro, 28 estudiantes de educación para adultos terminan las clases del programa de aprendizaje o mejoran sus habilidades de mecanizado CNC para mejorar sus oportunidades de empleo. Todos estos estudiantes producen una pieza en la ProtoMAX y en una fresadora CNC convencional. Los estudiantes diseñan en un popular software CAD/CAM y hacen su propia programación y corte en el ProtoMAX, usando múltiples materiales.

Los sistemas compactos de chorro de agua abrasivo como el ProtoMAX son una herramienta de enseñanza ideal. Su tamaño, asequibilidad, seguridad y apariencia no intimidante permiten a los instructores presentarles a los estudiantes una tecnología de corte versátil.

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