国際宇宙ステーション用機械部品の学生

Aug 26, 2023

カイル・シスコは機械工としてキャリアをスタートさせましたが、彼はその役割を心から楽しんでいたのです。 しかし、彼が仕事の中で最も気に入っていたのは、困難な問題を解決し、自分でツールパスを選択する方法を同僚に教えることでした。 2007 年、ミシガン州西分校のオゲモー ハイツ高校でシスコの元機械加工講師が、管理職に就くシスコを後継者として指名しました。

シスコは機械加工と教育に対する適性を備えていたため、この役割に自然に適任でした。

シスコは、学生をできるだけ早く CNC ソフトウェアと機械に慣れさせることが、学生を惹きつけ、プログラムへの関心を維持させることにつながると信じています。 彼のカリキュラムは、使用することと実行することに中心があります。 その後、学生がプログラムを進めるにつれて、シスコは学生が完了すべき現実世界の仕事を見つけます。 「彼らはプロセス全体を知らなければなりません」とシスコ氏は言う。 「企画から検査まで部品づくりの現実を知ってほしい」。

たとえば、彼のクラスは最近、学校のドアの出口標識と、学区内のすべての建物の部屋番号標識を作成しました。 これらのプロジェクトやその他のプロジェクトにより、学生は毎日目にすることができ、誇りに思えるものを作ることができますが、このプログラムの本当の目標は、各学生が卒業したらすぐにあらゆる機械工場に足を踏み入れることができるようにすることです。 これを実現するために、シスコは Google 検索から地元の機械工場オーナーの諮問委員会と協力して、教室でのプロジェクト、協同組合での学習の機会、仕事を見つけるまで、幅広い網を張り巡らせています。 生徒の想像力を刺激し、実践的な経験を与えるものなら何でも。

シスコは最終的に、NASA の HUNCH (High Schools United with NASA to Create Hardware) プログラムを発見しました。このプログラムは、国際宇宙ステーション (ISS) の訓練および研究アイテムを作成することで学生に新しい教育経験を与えるために 17 年前に設立されました。 シスコさんはすぐに申請手続きを開始しましたが、プログラムでプロジェクトを獲得するには、NASA と地元の学校管理者の両方と協力して数年かかりました。 2019年、学校や地区管理者の協力を得て、シスコさんのクラスは、ISSでの実験用のロックナットに似た部品を作成するHUNCHプロジェクトを獲得した。

学校が NASA と宇宙法協定を結ぶと、NASA は生徒たちに 50 点の注文を、制作に必要なプリントや材料とともに送りました。 シスコはすべてを生徒たちに手渡し、その部分を完成させるために必要なプロセスとツールパスを考えさせるように生徒たちに任せ、求められた場合にのみガイダンスを提供しました。

少なくとも 2 台の異なるマシンで部品を作成する必要があることを知っていた学生たちは、CNC Software LLC の Mastercam ソフトウェアを使用して、やりたいことを実現するいくつかのプロセスを作成しました。 学生たちは、選択肢を 3 つの最適化されたツールパスとプロセスに絞り込み、3 つすべてから短いバッチを試して、どれが最も効果的かを確認しました。 シスコが定めた唯一の条件は、部品を連続サイクルで製造する必要があるということでした。 彼は、実際の店舗にいるかのように仕事を実行してほしいと考えていました。

「それをプログラミングし、セットアップし、検査したのは彼ら（学生たち）でした」とシスコ氏は熱っぽく語った。 「彼らはすべてをしてくれました。私の役割は基本的に、学生とNASAの人々の間の連絡役でした。」

学生たちは自分のソフトジョーを機械加工し、ミルでの作業を含むすべての段階で部品を検査しました。 彼らは、与えられた4本の棒材のうち1本だけを使用して、最初の作業で62本の作品を制作しました。 シスコは HUNCH に連絡して、残りの 3 本のバーを返却するか、パーツの実行を継続するかを尋ねました。 プログラムマネージャーは嬉しい驚きを持って、残りの素材で追加のパーツを実行するように彼に言いました。

作業が完了すると、生徒たちは部品を洗浄し、梱包して NASA に返送しました。 最終的に、オゲモーの学生たちは 200 個の部品を作成し、そのすべてが検査に合格し、収納ロッカーの飛行組み立てのために国際宇宙ステーションに届けられました。

NASA は非常に感銘を受け、ヒューストンからプログラムディレクターを派遣し、学生たちと会い、彼らがどのように課題を達成したかを直接見させました。 当然のことながら生徒たちは大興奮でした。 彼らは教師や地元の機械工場のオーナーの訪問には慣れていましたが、NASA のエンジニアは夢のまた夢でした。

「子供たちは自分たちのやったことを自慢するのが大好きでした」とシスコさんは言う。

NASA HUNCH などのプロジェクトは、学生に卒業後に自分のスキルをどのように活用できるかについて刺激的な視点を与えます。 シスコの目標は、生徒たちが学校を卒業して人生の次の段階に進む準備ができている「ターンキー卒業生」であることを確認することです。 彼自身は手を出さないアプローチをとっており、生徒たちが実践できるようにしています。

入学初日から卒業まで、あらゆるステップが実践による学習に捧げられます。 最初のクラスは、設計図の読み方、機械の基礎、さまざまな金属の理解などの基礎学習です。 シスコは、寛大な公差とシンプルな部品を使用して、学生が機械に慣れることができるようにしています。

全国の同様の取り組みと同様、Ogemaw の機械工場プログラムは、学生の教育に寄付された機械、ソフトウェア、材料を大幅に割引して提供しています。

「企業が時間をかけて私たちのような学校と関わってくれると、本当に助かります」とシスコ氏は言う。 「Mastercamが製品を学校に導入するためにかなりの割引を提供していることは知っていますが、Haasも同様です。学校の機器は展示のためにここにあるわけではありません」と講師は述べた。 「へこみやへこみから、学生がこれらの機械を使用していることが明らかです。」

シスコ氏は、学生たちは慣れてくると、部品をプログラムしたり機械加工したりするさまざまな方法を視覚化し始めると説明しました。 さらに、クラスの参加者は、作成する新しい部品を思いつくことがよくあります。シスコは、これにより、学習内容が強化され、自分の能力に自信が持てると感じています。

ただし、CNC マシンをセットアップして高品質の部品を作成するだけでは、必ずしも十分とは限りません。 シスコは、部品の品質を向上させ、サイクル タイムを短縮する可能性のあるドリル速度や操作の変更などの要素を考慮しながら、部品が機械加工されているところを学生たちに観察してもらいたいと考えています。 シスコは彼の典型的なスタイルで、部品のプログラミングと検証に関する最小限の指示を提供します。 学生がツールパスの生成に慣れてくると、パーツとプロジェクトが与えられ、残りは学生次第です。

「これらの学生たちと、彼らがものづくりに取り組む創造性を見るのは本当に素晴らしいです」と彼は言いました。

最小限の材料で最大限の部品を製造することは、あらゆる規模の店舗の目標であり、資金が限られている高校にとっては非常に重要です。 オゲマウ ハイツ高校のプログラムには、生徒たちが単に古い部品を作っているだけではなく、文字通り彼らの作品が羽ばたき始めていたため、別の刺激もありました。

上級学生の多くは、Ogemaw の諮問委員会の機械工場のオーナーが提供する協力プロジェクトに取り組んでいます。 彼らにどのくらいの収入の可能性があるのか​​をよく理解してもらうために、シスコは生協が時給平均 15 ～ 20 ドルの給与の高いポジションを提供していることを確認しています。これは一般的な放課後の仕事よりも高い額です。

生協の有無に関わらず、シスコの学生は全員、CAD/CAM ソフトウェアを使用して部品をプログラムする方法、それらの部品をセットアップして製造する方法、そしておそらく最も重要なことであるソフトウェアの使用方法など、ターンキー従業員になるために必要なスキルを身につけて卒業します。新しいツールパスとパラメータを試して、より効率的なプロセスを見つけ、時間とコストを節約します。 そして今回の場合、NASA は彼らにすぐには忘れられない経験を与えました。

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