Nhóm học sinh cùng những sản phẩm STEM, trong đó có máy tái chế chai nhựa thành vật liệu in 3D (giữa)
Tự mày mò thực hiện
Máy tạo sợi nhựa in 3D từ chai nhựa, hay nói dễ hiểu là máy tái chế chai nhựa thành vật liệu in 3D, được nhóm học sinh lớp 11 gồm Trương Ngô Gia Bảo, Lê Hoàng Bảo Huy, Nguyễn Đình Minh Anh và Đỗ Hoàng Phương Trang thực hiện từ hồi tháng 3. Đến nay, máy đã thành hình và hoạt động ổn định, tiếp tục được nhóm học sinh “nâng cấp” giao diện để thêm phần bắt mắt.
Gia Bảo, trưởng nhóm, chia sẻ động lực bắt đầu dự án đến từ thực tế nhu cầu sử dụng máy in 3D tại các trường học ngày càng nhiều, nhất là để dạy hoặc sinh hoạt câu lạc bộ về STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học). Song, giá thành của mực in 3D dao động từ 250.000-300.000 đồng, không phù hợp với túi tiền của nhiều học sinh.
Gia Bảo (trái) và Bảo Huy hoàn chỉnh các bộ phận của máy
“Lúc đó, chúng em tìm hiểu và biết đến một loại mực in 3D có chung tính chất với chai nhựa dùng hằng ngày, tức nhựa PET. Phát hiện này thúc đẩy chúng em tìm cách tái chế chai nhựa thành sợi nhựa đủ tiêu chuẩn dùng để in 3D cho giáo dục STEM, cũng như giúp giải đáp những thắc mắc của chúng em khi tìm hiểu về ngành nghề”, Bảo nói.
Để thiết kế máy tái chế chai nhựa, Bảo cho biết nhóm phải tham khảo cấu trúc từ mã nguồn mở, đồng thời tự học trên YouTube cách dùng phần mềm tạo mô hình 3D, phần mềm lập trình. Sau đó, nhóm vẽ bản thiết kế, dựa trên đó sản xuất các thành phần của máy như bánh răng, chân chống, máy cắt…, lập trình, lắp ráp động cơ gồm nhiều mạch điều khiển để giúp sợi nhựa thành phẩm không quá giòn và có đường kính phù hợp…
Toàn cảnh máy tái chế chai nhựa thành vật liệu in 3D cùng các sản phẩm in 3D hoàn chỉnh
“Nguyên lý hoạt động của máy khá đơn giản. Đầu tiên, người dùng cắt đáy chai nhựa cho bằng phẳng rồi tiếp tục cắt xéo thành sợi lớn. Sau đó bật công tắc, điều chỉnh nhiệt độ phù hợp và đưa sợi lớn vào đầu nung để xử lý thành sợi nhỏ. Cuối cùng, người dùng móc sợi nhỏ vào bánh răng và để máy tự động thực hiện hoàn toàn”, Bảo giải thích, cho biết thêm 4 chai nhựa 1,5 lít sẽ cho ra cuộn nhựa để in 2 mô hình 3D cao 15cmx5cm.
Theo các thành viên trong nhóm, công đoạn khó nhất khi thực hiện máy tái chế là phải đảm bảo các thành phần phải “khớp” với bản thiết kế. Chẳng hạn, nhóm đã thiết kế và in đi in lại gần hai mươi bánh răng khác nhau để có được thành phẩm ổn định nhất dùng cho máy. “Hầu như công đoạn nào chúng em cũng phải thử và sai rất nhiều lần để ‘chốt’ lại cơ cấu hoàn chỉnh”, Bảo bộc bạch.
Chai nhựa cần tái chế sẽ đi qua đầu nung (hộp đen, bìa trái) để xử lý nhiệt và tạo thành sợi nhỏ phù hợp cho máy in 3D
Các bánh răng được thiết kế và in 3D giúp máy kéo sợi nhựa thành cuộn
Thành tích đáng nể
Trước khi thực hiện máy tái chế nhựa, Gia Bảo từng đạt giải nhất cấp quốc gia tại kỳ thi robot toàn cầu MakeX, sau đó đạt hạng 6 trong vòng thi thế giới diễn ra ở Quảng Châu, Trung Quốc. Bên cạnh đó, nam sinh cũng chinh phục 7 giải thưởng cấp thành phố về robotics và những dự án công nghệ khác.
Những thành viên trong nhóm cũng tài năng không kém cạnh. Bảo Huy từng đạt giải nhì học sinh giỏi môn toán cấp thành phố, giải ba nghiên cứu khoa học cấp thành phố. Minh Anh thì giành huy chương đồng Olympic tháng 4 môn khoa học tự nhiên, giải ba kỳ thi khoa học kỹ thuật cấp thành phố. Còn Phương Trang là chủ nhân của huy chương vàng Olympic tháng 4 môn địa.
Đưa vào chương trình nhà trường
Không dừng ở dự án cá nhân, nhóm học sinh còn đưa máy tái chế nhựa in 3D từ chai nhựa vào hoạt động của câu lạc bộ STEM tại Trường THPT Nguyễn Thị Minh Khai, nơi các em đều là thành viên chủ chốt. Tại đây, các thành viên mới có thể học hỏi về cách chế tạo và vận hành một sản phẩm kỹ thuật, đồng thời có thêm nguồn vật liệu để sản xuất các sản phẩm in 3D như mô hình để lắp mạch điện, khớp nối cho robot…
Phương Trang (trái) và Minh Anh chịu trách nhiệm chính trong phần biên soạn nội dung và thiết kế hình ảnh
Thầy Nguyễn Văn Ba, Phó hiệu trưởng Trường THPT Nguyễn Thị Minh Khai, cho biết thêm từ năm học trước, STEM được thiết kế thành chương trình để học sinh đăng ký, có giáo viên chuyên môn phụ trách và thời khóa biểu, kế hoạch bài giảng cụ thể. Các thành viên câu lạc bộ STEM như Gia Bảo, nhờ thế, cũng trở thành “lực lượng” nòng cốt hỗ trợ giáo viên và các bạn đồng trang lứa trong tiết học.
Cũng theo thầy Ba, để phát triển chương trình STEM và hỗ trợ học sinh nghiên cứu khoa học, thực hiện đề tài, nhà trường không chỉ đầu tư cơ sở vật chất mà còn tìm nguồn tài trợ từ các cơ sở giáo dục ĐH, đơn vị doanh nghiệp. Các sản phẩm của học sinh như máy tái chế nhựa thành vật liệu in 3D cũng được đưa vào chương trình để minh họa, phục vụ việc giảng dạy.
Thông qua các dự án thực tế, nhiều học sinh từ bỡ ngỡ đã có thêm kinh nghiệm cho ngành học tương lai
Chế tạo, lập trình… là những năng lực có thể rèn luyện cho học sinh ngay từ khi ngồi trên ghế nhà trường
“Đến nay, chương trình nhà trường nói riêng, hoạt động STEM nói chung của trường đã trở thành một ‘điểm đến’ uy tín. Học sinh không chỉ được phát triển năng lực đặc thù thông qua các hoạt động liên quan mà còn được định hướng nghề nghiệp một cách thực tiễn khi còn ngồi ở ghế nhà trường”, thầy Ba chia sẻ.
Đồng quan điểm, Bảo Huy cho biết từ “một đứa không biết gì”, em đã có thêm kiến thức, kinh nghiệm về mạch điện và lập trình, sẵn sàng hơn cho đam mê làm việc ở ngành kỹ thuật hàng không. Còn Minh Anh và Phương Trang thì nhất trí rằng quá trình làm việc vừa qua đã giúp các em khám phá điểm mạnh của bản thân, đồng thời bổ sung trải nghiệm về ngành nghề.
