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Guida del professore di Rhino 5

Questa guida fornisce una serie di idee curricolari ed altri utili suggerimenti per l'insegnamento di Rhino 5.

Sommario

    1. Per iniziare - Non conoscete Rhino? Iniziate da qui.
    1. Modellazione di base
    2. Documentazione e tutorial
    3. Macchine per la fabbricazione
  1. Materiale per le lezioni
    1. Aggiungete qui il vostro schema delle lezioni
    2. Altre lezioni settimanali - Grasshopper, scripting, ecc…
  2. Ulteriori aiuti per gli insegnanti
    1. Trucchi e suggerimenti per gli insegnanti
    2. Articoli sulle tecniche di fabbricazione
      1. Importazione ed esportazione dei modelli - Da/a Google, 3dmax, Blender, CAM software, Skeinforge…altro?
      2. Riparazione dei modelli per la prototipazione rapida. Risoluzione dei problemi con i file IGES - Il modello è chiuso?
    3. Esportazione vs importazione
  3. Rhino nei concorsi STEM (Scienze, Tecnologia, Ingegneria e Matematica)
    1. MATE - EXPLORER – il centro MATE (Marine Advanced Technology Education)
    2. State partecipando a qualche concorso? Fateci sapere, li aggiungeremo qui.
  4. Standard formativi
    1. STEM
    2. Standard Common Core (USA)
    3. Competenze CAD
    4. Fabbricazione digitale

Informazioni generali

Questa guida fornisce delle idee curricolari ed alcuni suggerimenti utili agli insegnanti di computer grafica, disegno tecnico, progettazione, ingegneria, fabbricazione ed arte che desiderino inserire la modellazione NURBS con Rhinoceros® nei loro programmi. La guida include alcune idee ed un completo programma di studio con esempi per un corso di 15 o 10 settimane. Potete attingere a questa guida anche se vi interessano solo degli esercizi in particolare oppure potete prenderla come spunto di partenza ed apporvi le opportune modifiche. Questa guida funge da punto di partenza per l'insegnamento della modellazione 3D. Se decidete di personalizzarla, potete scaricare il documento originale nel formato Microsoft Word (non ancora disponibile come download singolo).

Rhino si può usare in quasi tutti i programmi di studio che prevedano l'insegnamento del disegno 2D o della modellazione 3D. La presente guida include delle attività relative al problem solving nel design, così come una serie di istruzioni per l'insegnamento della modellazione NURBS.

Rhino è un potente strumento per il design e la visualizzazione, utilizzabile nella maggior parte dei computer che usano Windows come sistema operativo. Lo si usi per creare progetti o immagini 3D per la realizzazione dei quali altri programmi CAD o di disegno impiegherebbero più risorse o più tempo. Con Rhino, gli studenti possono creare dei modelli in breve tempo e, dopo poche ore di corso, essi sono in grado di creare dei disegni accurati e realistici. Dopo qualche dimostrazione e l'apprendimento di alcune nozioni, molti studenti sono in grado di creare dei modelli semplici in meno di dieci minuti.

Gli studenti possono andare oltre la modellazione. Una volta completato un modello in Rhino, esso si può usare su altre applicazioni per migliorare ulteriormente il progetto. Per esempio, gli studenti possono creare un modello ed esportare il file su una macchina CNC per la prototipazione o la fabbricazione, oppure renderizzare il modello ed utilizzarlo su pagine Web, newsletter o presentazioni. Con l'aiuto dei plug-in per Rhino, quali Flamingo, Penguin e Bongo, gli studenti possono renderizzare, illustrare ed animare un modello. I modelli si possono inoltre esportare sulla maggior parte delle applicazioni software di progettazione, rendering ed animazione.

La decisione più importante da parte di un insegnante è determinare quale approccio usare per l'insegnamento di Rhino. In questo documento, prenderemo in considerazione due approcci diversi: conoscenza tecnica ed abilità tecniche.

Preparazione dell'aula

Per preparare l'aula, occorre installare i seguenti prodotti:

  1. Modellazione di base, rendering e disegno tecnico
    1. Rhinoceros 5.0
  2. Documentazione e tutorial
    1. Livello 1 di Rhino - Guida pratica e modelli per il corso di formazione su Rhino di Livello I.
    2. Guida all'uso - La nuova guida all'uso di Rhino 5 (include vari tutorial e modelli).
    3. Materiale introduttivo - Pdf e modelli.
    4. Livello 2 di Rhino - Guida pratica e modelli per il corso di formazione su Rhino di Livello II.
  3. Programmazione in Rhino
    1. RhinoScript - Guida e script per imparare a programmare con Rhino Visual Basic all'interno di Rhino.
    2. Python Script - Guida e script per imparare a programmare con Python all'interno di Rhino.
    3. Grasshopper - Tutto su Grasshopper per la programmazione drag & drop all'interno di Rhino. → Vedi Grasshopper (punto #2 qui sotto) per una serie di video e tutorial di base.
  1. Macchine per la fabbricazione
    1. Macchina per il taglio su vinile → Cercate i driver di stampa per la vostra macchina e tagliate direttamente da Rhino.
      1. Rhino → VE LXI
      2. Rhino → Roland Stika o Camm I
    2. Macchina laser desktop → Cercate i driver di stampa per la vostra macchina laser e tagliate direttamente da Rhino.
      1. Rhino → Epilog Laser
      2. Rhino → Full Spectrum Laser
      3. Rhino → Trotec Laser
      4. Rhino → Universal / Versa Laser
    3. Stampante 3D → Esportate i vostri modelli 'chiusi' di Rhino come file .stl
      1. Rhino → Afinia / Up
      2. Rhino → MakerBot
      3. Rhino → Generic
    4. Router CNC → curve 2d = esporta .dxf ↔ modello 3D = esporta .stl
      1. Rhino → Shopbot - Partsworks 2d & 3d
      2. Rhino → CNC Shark - VCarve Pro e Cut 3d
      3. Rhino → Altri software per router
    5. CAM per la lavorazione assistita da computer → curve 2d = esporta .dxf ↔ modello 3D = esporta .igs o .stl
      1. Rhino → MadCam MadCam si integra completamente con Rhino.
      2. Rhino → RhinoCAM RhinoCAM si integra completamente con Rhino.
      3. Rhino → GibbsCam Gibbs apre direttamente i file 3DM di Rhino.
      4. Rhino → Mastercam Mastercam apre direttamente i file 3DM di Rhino.
      5. Altri software CAM
    6. CNC per taglio al plasma → le curve 2d esportate come .dxf si aprono nei software per taglio al plasma.
      1. Rhino → Plasma Cam
      2. Rhino → Torchmate CNC
      3. Rhino → TruCutCNC
  2. Comuni add-on
      1. Esercizio: Creare due scale, una dritta ed una circolare.
    1. Bongo - Per l'insegnamento dell'animazione di oggetti
    2. Flamingo nxt - Rendering facile all'interno di Rhino
    3. Brazil - Renderizzatore di fascia alta all'interno di Rhino
  3. Altri strumenti utili
    1. Realplayer - Scaricate video da Youtube o altri video da usare in classe. Questo programma è particolarmente utile se nei PC della scuola YouTube, Vimeo o altri sono stati bloccati.
    2. Inkscape - Strumento gratuito che consente la conversione di immagini raster in immagini vettoriali e fornisce altri strumenti di disegno. Ulteriori informazioni nella pagina dei tutorial del sito Rhino in Education: Rhino In Education, pagina dei tutorial
    3. Paint.net - Un programma di fotoritocco gratuito per l'editing di bitmap e di altre immagini.

Approccio curricolare

Conoscenza tecnica (in base alle competenze)

La conoscenza tecnica implica l'apprendimento della modellazione NURBS usando Rhino. Richiede una metodologia di apprendimento strutturata. I comandi e le varie tecniche vengono presentati e messi in pratica giornalmente. Il seguente programma funge da esempio ed usa la Guida pratica Livello 1 come libro di testo. Gli studenti acquisteranno dimestichezza con la maggior parte dei comandi disponibili in Rhino, prima di cominciare a disegnare i loro progetti. Il programma qui presentato può essere modificato, in modo tale che esso duri dalle quattro alle sei settimane, per abbracciare le nozioni base di Rhino.

Questo approccio consente di conoscere a fondo il programma con un numero ridotto di progetti. Rispetto all'altro approccio, questo richiede delle lezioni più strutturate per apprendere il programma, tuttavia gli studenti acquisiranno un'ampia gamma di abilità che consentiranno loro di completare qualsiasi progetto.

Esempio di programma

Settimana Argomento Capitoli della guida pratica
1 Fondamenti di Rhino, creazione di oggetti bidimensionali,
comandi di editing semplici
Capitoli 2 e 3
2 Modellazione di precisione Capitolo 4
3 Editing Capitoli 5 e 6
4 Modellazione di solidi, modellazione di superfici Capitoli 7, 8 e 9
5 Importazione ed esportazione, quotatura,
stampa, rendering
Capitoli 10, 11, 12 e 13
6–18 Progetti (Vedi Esempi di attività)

Abilità tecniche (in base ai progetti)

Le abilità tecniche riguardano l'uso di Rhino come strumento di lavoro. Questo approccio richiede agli studenti di apprendere solo i comandi che li aiuteranno ad ultimare i loro progetti. Verranno presentati solo le tecniche ed i comandi usati più di frequente. Gli altri comandi si insegneranno se necessari.

Con questo approccio, gli studenti potranno partecipare a vari progetti ed impareranno a modellare con Rhino attraverso delle attività di “problem solving”. Il seguente programma presenta i comandi più utilizzati nella modellazione di base di un oggetto. Anche se gli strumenti avanzati consentono una maggiore precisione ed accuratezza, essi verranno considerati più avanti.

La dimostrazione dei comandi relativi a ciascun progetto può richiedere appena cinque minuti. Il tempo totale necessario per insegnare Rhino può andare dalle due settimane e mezzo ai tre mesi. Una volta appreso il suo funzionamento, gli studenti possono esercitarsi e creare i loro progetti con ciascun nuovo strumento. È importante che gli studenti non solo realizzino i progetti a loro assegnati, ma che possano anche creare i loro propri progetti.

Nelle prime settimane, oltre ad insegnare Rhino, sarebbe anche utile qualche lezione sul funzionamento e sulle procedure di sicurezza delle macchine per la fabbricazione. I primi progetti si possono centrare su varie tecniche di fabbricazione, mostrando agli studenti come funziona ogni macchina.

Noterete che questo approccio vi consentirà di introdurre agli studenti un ampio ventaglio di comandi nelle prime due settimane, in modo tale da farli cominciare a modellare in un periodo ridotto di tempo. Con questo metodo, vi consigliamo di prendere come riferimento la Guida pratica livello 1. La Guida all'uso di Rhino offre una serie di modelli realizzati in base ai tutorial introduttivi qui sotto.

Giorno Progetto Sezioni della guida pratica
1 Creare un castello solidi 3D, Sposta/Copia/Ruota
2 Disegnare un logo Estrudi, colore, Booleane
3 Progettare una sedia Sweep, Loft
4 Disegnare una freccia in modo preciso Coordinate, Estrudi, Rivoluzione
5 Cacciavite Rivoluzione, Serie, Differenza booleana
6 Papera di gomma

Il processo dell'attività di progettazione

Flusso di lavoro progettuale

  1. Tutti gli esempi di attività si basano sui seguenti passi:
  2. Esposizione del problema—Formulazione del problema da risolvere.
  3. Limitazioni/parametri—Tra questi figurano i materiali usati, il tempo a disposizione, i costi, i limiti del progetto ed altre informazioni riguardanti il progetto finale.
  4. Brainstorm —Generare una serie di idee e proposte e riprodurle a mo' di schizzo. Definire un numero minimo di idee da presentare.
  5. Selezionare l'idea migliore—Lo studente dovrà presentare un'analisi ragionata del perché della scelta.
  6. Sviluppare l'idea/il prototipo/completarla—Si tratta della fase “creativa”.
  7. Verificare/valutare la soluzione—Lo studente dovrà fornire un'analisi del progetto ed alcune conclusioni.
  8. Ridisegnare/verificare di nuovo se possibile—È un processo lento, che richiede del tempo, ma molto utile.
  9. Presentazione—Il lavoro finale si presenta alla classe.

Cicli di progettazione

Organizzazione dell'attività

Insegnante Studente
Dividere gli studenti in gruppi (informazioni di seguito). Gli studenti si dividono in gruppi.
Fornire agli studenti informazioni sulla sfida di progettazione (consegnare loro un foglio informativo sui problemi da risolvere). Accertarsi che siano loro chiari i parametri del progetto (vedi sezione “Esempi di attività”). Leggere il foglio ricevuto con il compito da svolgere.
Far disegnare agli studenti le loro idee su un foglio. Brainstorming
Far modellare gli studenti in Rhino. Gli studenti cominciano a stendere i loro disegni sulla carta e a modellare i loro prodotti sul computer.
Rivedere gli oggetti con gli studenti per controllare se rispettano i parametri del progetto.
In caso contrario, farli risolvere gli eventuali problemi.
Revisione “da pari a pari” (ulteriori informazioni di seguito). Gli studenti analizzano il loro materiale per assicurarsi che soddisfi i parametri fissati.

Materiale didattico

  • Mostrate degli esempi di prodotti simili.
  • Cercate dei video online sulla progettazione concettuale in ambito ingegneristico.
  • Cercate di includere degli elementi con forme, materiali e dimensioni diverse.
  • Cercate delle immagini online che possano fungere da esempi.
  • Basare i progetti su alcuni degli oggetti appartenenti agli studenti.

Modello di collaborazione in gruppo

Nell'ingegneria si lavora in gruppi che collaborano tra di loro. Questa modalità di lavoro si può riprodurre in classe in vari modi. Qui ne prenderemo in considerazione due:

Un progetto da fare in classe, suddiviso in varie parti a cui lavorano singoli gruppi. Ogni gruppo si occupa di una sezione diversa del progetto.

Un progetto da realizzare tra varie scuole. Ogni classe forma un gruppo di lavoro e collabora con i gruppi di altre scuole per completare il progetto.

Personalizzazione del progetto

Un modello efficace per l'insegnamento di processi progettuali tecnicamente avanzati è dato dall'uso di un modello costituito da vari componenti. Ciascun studente sceglie di modellare uno o più pezzi. I vari pezzi possono venir replicati oppure ridisegnati e migliorati. Essi vengono quindi assemblati tra di loro per completare il modello. Questa attività può risultare molto stimolante ed istruttiva per gli studenti. Si tratta di un metodo efficace per gestire la complessità di un progetto.

Classi eterogenee

Se una classe è formata da alunni con gradi di esperianza diversi con la computer grafica, dovrete dividere la classe in vari gruppi. Gli studenti con un grado di esperienza simile formeranno un gruppo e lavoreranno in team. Gli studenti si possono suddividere in vari livelli: elementare, intermedio ed avanzato. L'esempio sottostante si basa sulla progettazione di una bottiglia (vedi esempi di attività). Nella seguente tabella, vengono illustrati gli obiettivi minimi di ogni gruppo:

Livelli Funzioni di Rhino usate
(Navigazione di base e seguenti:)
Tipo di bottiglia
(Richiesto)
Altri progetti
(Oppure altri oggetti scelti)
Elementare Linea/Curva, Primitive di solidi,
Operazioni booleane, Rivoluzione, Rendering
Una bottiglia qualsiasi Bicchieri riempiti di liquido
Intermedio Tutto quanto specificato sopra e quanto segue:
Estrudi, Sweep, Rendering
di materiali trasparenti
Una bottiglia
dalle pareti spesse
Tutto quanto specificato sopra e quanto segue:
Un tavolo
Delle sedie
Avanzato Tutto quanto specificato sopra e quanto segue:
Loft, Modifica dei punti di controllo, Strumenti
per le superfici, Strumenti di testo e
Rendering
di una bottiglia dalla forma
irregolare con etichetta
Tutto quanto specificato sopra e quanto segue:
Pareti interne
Pavimento e finestre

Rubrica di valutazione

Includiamo questa rubrica di valutazione per aiutare gli studenti a capire cosa ci si aspetta da loro e le parti critiche dello sviluppo dei loro progetti. It reflects on instructor's bias toward achieveing excellence. La scala di valutazione che proponiamo è la seguente: 4.0=A. 3.0=B, 2.0=C, 1.0=D, 0.0=F. In questa scala, i decimali si possono arrotondare per eccesso o per difetto. Questa rubrica è organizzata in gruppi con diverse sezioni applicabili a vari tipi di progetti:

  • Gruppo A - Progetto
    1. Process planning - Tutti i progetti
    2. Organizzazione dei tempi - Tutti i progetti
  • Gruppo B - Documentazione
    1. Misura e precisione dei disegni
      1. Quotatura
      2. Dettagli dei disegni
    2. Disegno CAD 2D
    3. Rappresentazione 3D
      1. Precisione dei modelli
      2. Viste e rappresentazione
  • Gruppo C - Fabbricazione
    1. Controllo di sicurezza e pre-ispezione
    2. Realizzazione
    3. Ispezione
    4. Accoppiamento dei pezzi e messa in funzione
  • Gruppo D - Presentazione finale del progetto
    1. Scritto
    2. Orale

Qui troverete la presentazione di una rubrica da mostrare agli studenti (in inglese):Student Grading Rubric

Idee per l'assegnazione di progetti da sviluppare

Uno dei metodi migliori per insegnare agli studenti come usare Rhino consiste nel farli realizzare degli oggetti reali. Insegnate loro a scomporre un oggetto in varie operazioni di modellazione e quindi a realizzarlo con precisione. Eccovi alcuni esempi da dare agli studenti affinché essi possano esercitare le loro abilità:

Livello elementare
Scatola di kleenex
Penna/matita
Lattina/bottiglia
Dado (4, 6, 8 facce)
Vaso di fiori
Sgabello
Tavolo con degli oggetti sopra
Tazze
Addobbi natalizi
Bottiglia con spruzzatore
Cacciavite, chiodi, viti
Scatola per gioielli
Contenitore CD
Radio, altoparlanti
Lampada da tavolo o scrivania
Intermedio
Tubetto di dentifricio, spazzolino da denti
Computer, monitor, stampante
Auricolari
Banco di scuola, sedie da ufficio
Orologio, sveglia
Videoregistratore, lettore CD, stereo
Piatti, pentole e padelle
Cucina a gas/lavastoviglie
Rossetto, mascara, bottiglietta di profumo
Lavagna luminosa
Martello, chiave inglese, pinza
Riproduttore MP3
Calcolatrice
Sedia a rotelle elettrica
Telefono
Avanzato
Macchina, camion, treno
Roller blade
Barca/Nave
Bicicletta
Animali
Occhiali da sole, occhiali di sicurezza
Scarpa da tennis
Aereoplano, elicottero
Mouse
Piano, strumenti musicali
Cranio/ossa
Giocattolo da trainare
Cappello, casco
Umanoide
Cellulare, controllo remoto

STEM - Documenti tecnici introduttivi all'ingegneria (in inglese)

it/people/rhino5cir.txt · Last modified: 2015/09/14 (external edit)