Jets d'eau compacts : l'outil pédagogique parfait

Dans les écoles de métiers, les universités et les lycées, les machines de découpe au jet d'eau abrasif constituent un excellent outil pédagogique. Ils sont simples, polyvalents, faciles à utiliser et économiques. Les jets d'eau abrasifs industriels pleine grandeur coûtent moins cher que les machines de fabrication de copeaux conventionnelles. Leur inconvénient est leur grande taille ; de nombreuses écoles ont du mal à faire de la place pour les jets d'eau. Désormais, les machines compactes offrent aux enseignants les avantages de leurs homologues de taille normale dans une plate-forme entièrement fermée et rentable.

Ces systèmes compacts utilisent une alimentation monophasée de 240 V sur un circuit dédié de 30 A, de sorte qu'ils s'installent rapidement dans des environnements éducatifs, franchissent une porte standard sur roulettes et ne nécessitent qu'une source d'eau municipale propre et un drain de réservoir de collecte. Cette conception permet aux établissements d'enseignement d'ajouter une technologie qui coupe presque tous les types de matériaux avec le même logiciel CAD/CAM que les employeurs commerciaux utilisent.

Comme l'a souligné Chris Baer, ​​directeur principal des ventes, gouvernement et éducation pour OMAX Corp., Kent, Washington, pratiquement tous les programmes d'ingénierie et d'enseignement axés sur les compétences souhaitent incorporer le jet d'eau abrasif. "Les systèmes à jet d'eau compacts, tels que notre ProtoMAX, permettent aux établissements d'enseignement d'accéder plus rapidement à la technologie avec un investissement moindre", a noté Baer. De nombreuses institutions ont acquis un ProtoMAX comme premier jet d'eau abrasif, notamment l'Oregon State University, Corvallis ; lycée Pine Bush (New York); et North Montco Tech Center, Montgomery, Pennsylvanie.

La taille et le coût ont initialement empêché le département d'ingénierie mécanique, industrielle et de fabrication (MIME) de l'Oregon State University d'installer un jet d'eau abrasif dans son laboratoire d'usinage et de réalisation de produits (MPRL). Avec le ProtoMAX, MPRL a pu ajouter cette technologie. "Notre laboratoire regorge d'équipements", a déclaré Brian Jensen, directeur du MIME MPRL. "Avant ProtoMAX, nous n'avions pas d'autre option que le système pleine grandeur, nous avons donc opté pour le jet d'eau. De plus, les systèmes standard ont des réservoirs d'eau ouverts, ce qui peut être un peu salissant et bruyant. Nous devions dispenser des cours à une extrémité du laboratoire pendant que la machine à jet d'eau fonctionnait à l'autre extrémité. Parce que le ProtoMAX est entièrement fermé, plus propre et plus silencieux, le système était parfait pour nous."

Le ProtoMAX aide à raccourcir la courbe d'apprentissage des élèves. Selon Jensen, les étudiants sont opérationnels sur les machines-outils conventionnelles du laboratoire en 14 à 20 heures environ, mais ont besoin de moins de six heures avec le ProtoMAX. Et le jet d'eau est plus facile à utiliser que les autres équipements CNC.

Au MPRL, les étudiants et les professeurs coupent l'aluminium et les plastiques, les composites et les pièces en bois. Le laboratoire axé sur l'enseignement permet aux étudiants de créer des prototypes dans le cadre d'un apprentissage pratique. MPRL propose également ses services à toute personne de l'université qui rémunère le laboratoire pour son temps de coupe et le produit des services de prototypes passés a payé la machine.

L'équipe de course Society of Automotive Engineers Club a été le plus grand utilisateur du ProtoMAX de l'État de l'Oregon. Il fabrique des pièces pour la voiture de style formule et le véhicule tout-terrain Baja qu'il court contre d'autres écoles.

Le programme d'ingénierie Excelsior de l'école secondaire Pine Bush avait besoin d'un système de découpe au jet d'eau abrasif pour donner aux étudiants une expérience directe de l'ingénierie de fabrication. La sécurité étant sa priorité absolue, l'école s'est dotée d'un ProtoMAX. Son enceinte complète aide les enseignants à protéger les élèves et à maintenir une salle de classe propre et silencieuse.

« L'enseignement pratique est la clé de l'efficacité de nos cours du programme d'ingénierie Excelsior », a déclaré Kenneth Marshall, entraîneur secondaire STEAM (Science, technologie, ingénierie, art et mathématiques) et directeur du programme d'ingénierie Excelsior. "'Regardez, puis faites' est notre façon d'enseigner. Les élèves peuvent faire des erreurs et en tirer des leçons."

Ce type d'apprentissage est essentiel parce que les erreurs sur le tas coûtent de l'argent aux employeurs. L'apprentissage pratique cultive également une meilleure éthique de travail car il offre une récompense - la pièce conçue et produite par les étudiants - dans un processus beaucoup plus rapide qu'avec d'autres machines de découpe.

Chaque année, environ 300 élèves de la 9e à la 12e année étudient dans le programme de fabrication de l'école secondaire Pine Bush. Le programme intègre l'ingénierie et la technologie dans les mathématiques, les sciences, l'histoire, l'anglais, les arts du spectacle et les cours à domicile et de carrière par le biais d'un apprentissage par projet.

Les projets des étudiants commencent par la conception et se poursuivent dans l'enseignement de la machine. "Nous leur enseignons non seulement comment programmer et faire fonctionner le ProtoMAX, mais aussi comment faire fonctionner la machine et l'entretenir", a déclaré Marshall. "Le ProtoMAX accepte les fichiers DXF, de sorte que les étudiants peuvent exporter directement à partir d'un logiciel graphique, qui s'est avéré extrêmement populaire auprès des cours d'art et des étudiants en fabrication."

Marshall était initialement sceptique quant à la capacité de la machine compacte à gérer les tailles de pièces requises. "Mon expérience passée était avec des réservoirs et des tables de travail à jet d'eau de 6 × 12' [1,83 × 3,66 m], donc au départ, je pensais que l'espace de travail de 12 po² [77,4 cm²] du ProtoMAX serait très limité. Mais nous avons réalisé que toutes les pièces que nous découpions s'inséraient facilement dans cette enveloppe de taille", a-t-il déclaré.

La taille, le coût et la sécurité de la machine ont fait de ProtoMAX le bon choix pour Frank Torrente, enseignant du programme de technologie d'usinage intégré par ordinateur au North Montco Tech Center. "Un système à jet d'eau abrasif a toujours figuré sur ma liste de souhaits en matière d'équipement", a déclaré Torrente, "mais nous nous inquiétions pour la sécurité des étudiants avec une grosse machine de taille industrielle. De plus, nous étions soucieux de garder la machine et la zone d'enseignement propres. Le ProtoMAX a dissipé ces inquiétudes et a considérablement contribué à renforcer la confiance des étudiants."

De nombreux étudiants sont "un peu méfiants" de la fraiseuse à cinq axes de l'école, a déclaré Torrente, mais trouvent le ProtoMAX moins intimidant. "Nous laissons les étudiants apprendre de leurs erreurs", a déclaré Torrente. "Avec le ProtoMAX, s'ils mettent au rebut une pièce, ils obtiennent un autre morceau de matériau, corrigent leur erreur de programmation et en coupent un nouveau. De plus, la production de la pièce a tendance à susciter de nouvelles améliorations de conception. Les étudiants apprennent plus de ces essais et erreurs que d'être guidés à chaque étape du processus."

Torrente enseigne également un programme parascolaire de six semaines pour l'équipe First Robotics de sa région, qui conçoit et construit un robot pour rivaliser avec d'autres équipes de lycée. Le ProtoMAX du centre permet de produire la moitié des pièces du robot en beaucoup moins de temps que sur une fraiseuse.

La plupart des étudiants du North Montco Tech Center entrent directement sur le marché du travail. Les classes comptent en moyenne entre 20 et 30 élèves de la neuvième à la douzième année, et beaucoup commencent à travailler pendant leurs études dans le cadre d'un programme coopératif. Dans le cours du soir du centre, 28 étudiants de l'enseignement pour adultes terminent les cours du programme d'apprentissage ou améliorent leurs compétences en usinage CNC pour améliorer leurs opportunités d'emploi. Tous ces étudiants produisent une pièce sur le ProtoMAX et une fraiseuse CNC conventionnelle. Les étudiants conçoivent dans un logiciel de CAO/FAO populaire et réalisent leur propre programmation et découpe sur le ProtoMAX, en utilisant plusieurs matériaux.

Les systèmes compacts à jet d'eau abrasif tels que le ProtoMAX sont un outil pédagogique idéal. Leur taille, leur prix abordable, leur sécurité et leur apparence non intimidante permettent aux instructeurs d'initier les étudiants à une technologie de coupe polyvalente.

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