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Os ioiôs oferecem uma primeira incursão na fabricação em escala
Os alunos em 2.008 (Projeto e Fabricação II) aprendem sobre os processos de fabricação de produtos do dia a dia e trabalham em equipes para projetar seus próprios ioiôs.
Por Mary Beth Gallagher - 10/03/2021


Na classe 2.008, o aluno tem a tarefa de projetar e fabricar 50 ioiôs. O ioiô é um ótimo projeto de manufatura porque permite que os alunos sejam criativos sem comprometer sua capacidade de iterar e produzir um produto profissional bem fabricado em um semestre. Ex-alunos de 2.008 prezam seus ioiôs, e muitos ainda os têm anos depois de fazer o curso. Créditos: Foto: Andrea Lehn

A cada semestre, a oficina mecânica do Laboratório de Fabricação e Produtividade do MIT produz centenas de ioiôs. Os ioiôs vêm em todas as formas e tamanhos. Eles costumam ter um tema - no semestre passado, houve ioiôs com tema de praia adornados com tubarões e estrelas do mar, bem como ioiôs com tema de Star Wars, completos com sabres de luz giratórios.

Esses ioiôs são criação de alunos de engenharia mecânica da classe 2.008 (Projeto e Fabricação II) . Na aula, os alunos aprendem sobre os processos de fabricação usados ​​para produtos do dia a dia, desde brinquedos a carros e smartphones. Para o projeto principal, cada aluno trabalha em equipe para projetar um ioiô exclusivo e produzir pelo menos 50 unidades. Eles aplicam a teoria e os princípios que aprenderam ao longo do semestre e usam os mesmos processos que seriam encontrados em fábricas que fazem produtos reais. O projeto ganhou 2.008, o apelido não oficial de "classe yo-yo".

Embora um ioiô possa parecer uma escolha incomum para uma aula de engenharia, de acordo com John Hart, professor de engenharia mecânica e instrutor de 2.008, ioiôs oferecem um estudo de caso perfeito para a primeira incursão dos alunos em fazer um produto em escala .

“O ioiô é um ótimo projeto de fabricação porque oferece aos alunos liberdade criativa, ao mesmo tempo que é simples o suficiente para fabricar com sucesso em um único semestre e em uma quantidade que faz você se sentir como se estivesse em uma fábrica”, diz Hart .

O curso se baseia em aulas de engenharia mecânica como 2.007 (Design e Fabricação I), nas quais os alunos têm uma experiência prática na construção de um único produto. Em 2.008, os alunos aprenderam a projetar um produto que poderia ser fabricado aos milhões.

“Quando os alunos entram nesta classe, eles podem fazer algo, mas ainda não percebem o que muda quando você tem que fazer centenas de milhões de um objeto”, diz Dawn Wendell '04, SM '06, palestrante sênior PhD '11 e um instrutor de 2.008. “Esta aula está realmente dando aos alunos a capacidade de criar algo que pode ser vendido em grande quantidade.”

Para dar aos alunos uma introdução abrangente à manufatura, a equipe de ensino desenvolveu um modelo educacional que maximiza as experiências práticas no laboratório e prepara os alunos para o sucesso à medida que embarcam em seus projetos de ioiô.

Uma sala de aula invertida

Todas as semanas, os alunos são apresentados a um processo de fabricação comum, como usinagem, moldagem por injeção, conformação de chapas ou impressão 3D. Em vez de dar palestras sobre esses tópicos, há vários anos o corpo docente lançou um modelo de sala de aula invertida.

Antes de cada aula, os alunos são convidados a assistir a uma aula pré-gravada que apresentará o material a ser abordado naquela semana como lição de casa. Durante as aulas, os alunos são encarregados de um desafio prático enquanto os professores circulam pela sala para responder a perguntas e ajudar.

“Foi uma mudança realmente maravilhosa na forma como ensinamos a classe porque agora, em vez de ficar apenas na frente da sala de aula e falar com os alunos, estamos respondendo às suas perguntas e conversando com eles enquanto eles desmontam as coisas”, diz Wendell.

Muitas das atividades das quais os alunos participam durante as aulas são conhecidas como "demolições". Os alunos desmontam objetos do cotidiano como secadores de cabelo ou carrinhos de brinquedo, fazendo observações sobre as técnicas de fabricação que foram utilizadas para produzir e montar os componentes de cada produto. O objeto escolhido reflete o processo de fabricação específico que está sendo coberto naquela semana.

A equipe de ensino 2.008 adicionou um novo elemento a este modelo de sala de aula invertido: um aplicativo de realidade virtual / aumentada que permite aos alunos escolher um objeto, como um tablet Amazon Fire, manipulá-lo, desmontá-lo e experimentar como seria “Derrubar” o produto em suas próprias mãos. Uma equipe liderada pelo palestrante John Liu desenvolveu o aplicativo.

Essa abordagem pedagógica ajudou 2.008 na transição para um modelo híbrido no semestre do outono de 2020, com alguns alunos no campus para os componentes práticos e alguns alunos tendo as aulas inteiramente remotamente devido à pandemia.

“Estamos tentando usar esta oportunidade para olhar para o futuro da aprendizagem interativa. Como podemos não apenas ensinar nossos alunos no campus e nossos alunos que estão remotos, mas como podemos ensinar a manufatura para o mundo? ” diz Hart.

Manufatura sustentável

Enquanto os alunos se preparam para aplicar o que aprenderam no curso ao design e à produção de seus próprios ioiôs, os instrutores enfatizam a importância de quatro princípios básicos na fabricação: taxa, custo, qualidade e flexibilidade. Existe agora um quinto princípio que permeia as discussões em classe: sustentabilidade.

A fabricação em todo o mundo tem uma pegada de carbono maciça. Ao longo de 2.008, os instrutores enfatizam a importância da sustentabilidade nos processos de fabricação.

“A aula realmente força você a pensar sobre o potencial para melhorar a sustentabilidade nessas técnicas de manufatura que têm sido usadas por muitos anos, mas agora estão maduras para a inovação para tratar de questões globais como as mudanças climáticas”, disse Gabrielle Enns, uma estudante sênior de engenharia mecânica.

Essa ênfase na necessidade de melhorar o impacto da manufatura no mundo também foi um ponto-chave para Jiaheng Zhang, também estudante sênior de engenharia mecânica.

“Como engenheiros mecânicos, quando fazemos as coisas, sempre temos que ter em mente que elas terão um ciclo de vida. Eles serão usados ​​e, em seguida, jogados fora ”, diz Zhang. “Esse ciclo de vida pode ter grandes impactos na sustentabilidade se fizermos produtos às dezenas de milhões. O impacto multiplicativo da manufatura é o que realmente aprendi com esta aula. ”

Uma nova perspectiva

Além de uma compreensão mais profunda da interação entre a manufatura e a saúde do planeta, os alunos emergem da aula com uma nova perspectiva sobre os objetos que usam no dia a dia.

“Tirar 2.008 revelou um mundo oculto que eu nunca tinha notado antes. Agora paro e olho os objetos que uso no meu dia-a-dia para pensar em como eles foram produzidos ”, diz Enns.

Ao final do semestre, os alunos também são capazes de identificar quais técnicas de manufatura foram utilizadas nos objetos com os quais interagem.

“Esta aula mudou a forma como vejo tudo. Se eu olhar para a tampa de uma xícara de café agora, pensarei 'Oh, essa tampa é termoformada' ou 'Esse objeto foi feito com moldagem por injeção' ”, diz Zhang.

Além de mudar a forma como os alunos veem o mundo, Hart espera que a experiência de projetar e fabricar ioiôs em sala de aula prepare os alunos para suas carreiras.

“Embora apenas alguns de nossos alunos busquem carreiras em manufatura, muitos mais farão interface com fábricas e cadeias de suprimentos e precisarão comunicar o que é necessário para produzir um produto em escala”, diz Hart. “Se você tem a experiência de realmente fabricar algo sozinho, pode ser mais eficaz e inovador ao projetar os produtos do futuro.”

 

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