Lesdoelen
- De leerling kan uitleggen waarom parametrisch CAD (ontwerpen met maten) preciezer en flexibeler is dan vormen schuiven op zicht. LPD 10
- De leerling kan in Fusion 360 de workflow schets → bemating → extrude → afronding toepassen om een eenvoudig volume te modelleren. LPD 10 LPD 6
- De leerling kan tolerantie toepassen: een deksel ontwerpen met 0,2-0,3 mm speling per contactvlak en uitleggen waarom exact-even-groot nooit past. LPD 16
- De leerling kan met de schuifmaat op 0,1 mm nauwkeurig meten (buiten-, binnen- en dieptemeting) en die maten correct overnemen in een bemaatste schets. LPD 16
Lesverloop (5 lesuren)
| Blok | Duur | Fase | Wat gebeurt er |
|---|---|---|---|
| 1 | 10 min | Instap | Twee geprinte doosjes gaan de klas rond: bij het ene klemt het deksel muurvast, bij het andere glijdt het soepel. Het verschil? Welgeteld 0,25 mm. Vandaag leer je waarom zoiets kleins alles bepaalt. |
| 1 | 40 min | Instructie | Live-demo Fusion 360: interface in 5 minuten, daarna de volledige workflow op het doosje: schets op een vlak → bematen (sneltoets D) → extrude (E) → fillet. Vergelijk expliciet met Tinkercad: daar schuif je op zicht, hier dwingen de maten. |
| 2 | 50 min | Begeleid | Iedereen bouwt mee, stap voor stap: het doosje — bodemschets 40 × 40 mm, hoogte 25 mm, wanddikte 2 mm, fillet 2 mm op de buitenranden. De leerkracht projecteert; wie afhaakt steekt het blokje omhoog (buddy schiet bij). |
| 3 | 50 min | Zelfstandig | Het deksel: binnenmaat = buitenmaat van het doosje + tolerantie. Doosje buiten 40,0 mm → deksel binnen 40,5 mm (0,25 mm per zijde). Wie durft, maakt een tweede versie met 40,1 mm binnenmaat — die twee vergelijken we volgende week uit de printer. |
| 4 | 50 min | Zelfstandig | Start behuizing verkeerslicht: met de schuifmaat LED-kop, drukknop en kabel opmeten (meettabel invullen!), daarna de behuizing schetsen: 3 LED-gaten van 5,3 mm hart-op-hart 15 mm uit elkaar, knopgat, kabeldoorvoer 8 mm. |
| 5 | 35 min | Verdieping | Ontwerp afwerken; buddy-maatcontrole met de checklist (elke maat in de schets = een maat in jouw meettabel?). Wie klaar is: klik-lipjes, tekst op het deksel of de CAD-Wizard-quest. |
| 5 | 15 min | Afsluiting | Ontwerpen opslaan volgens de naamafspraak en .stl exporteren naar de printwachtrij-map (voornaam_onderdeel_v1.stl). Logboek: screenshot van de schets mét bematingen. XP-moment. |
Instructie: ontwerpen met échte maten
1 · Van Tinkercad naar Fusion: wat verandert er?
In Tinkercad schuif je vormen tegen elkaar tot het er goed uitziet. In Fusion 360 werk je parametrisch: je tekent eerst een platte schets en geeft elke lijn een exacte maat. Verander je later één maat, dan rekent het hele model zichzelf opnieuw uit.
- Schets — teken 2D op een vlak (rechthoeken, cirkels, lijnen).
- Bemating — druk op D en klik een lijn aan: typ de échte maat in millimeter. Een schets is pas af als élke lijn vastligt (hij kleurt dan zwart).
- Extrude — druk op E en trek de schets omhoog tot een 3D-volume.
- Afronding (fillet) — rond scherpe randen af: mooier, sterker én prettiger vast te houden (2 mm is een goed startpunt).
Waarom dit moet: het speelveld van je flipperkast (week 25) wordt een Fusion-ontwerp met tientallen maten die exact moeten kloppen. Dit doosje is de eerste trap van die raket.
2 · Tolerantie: het geheim van passende prints
Een 3D-printer spuit gesmolten kunststof in banen van ± 0,4 mm breed die bij het afkoelen een tikkeltje uitzetten. Ontwerp je twee onderdelen exact even groot, dan passen ze dus nooit. De regel:
0,2 à 0,3 mm speling per contactvlak.
| Passing | Speling per vlak | Gebruik |
|---|---|---|
| Klempassing | 0,1 – 0,15 mm | onderdelen die vast moeten klikken |
| Schuifpassing | 0,2 – 0,3 mm | deksels, schuiven — óns doosje |
| Losse passing | 0,4 – 0,5 mm | scharnieren, assen die vrij draaien |
Concreet voor het doosje: buitenmaat 40,0 mm → binnenmaat deksel 40,5 mm (0,25 mm links + 0,25 mm rechts). En voor de behuizing: LED-kop van 5,0 mm → gat van 5,3 mm; drukknop van 12,0 × 12,0 mm → opening van 12,4 mm.
3 · De schuifmaat: meten op 0,1 mm
Vanaf nu is "ongeveer 5 mm" niet goed genoeg. De schuifmaat meet op een tiende van een millimeter en kan drie dingen die een lat niet kan:
- Buitenmeting (de grote bekken): diameter van een LED-kop, breedte van een knop.
- Binnenmeting (de kleine bekken bovenaan): diameter van een gat — handig om je print volgende week te controleren.
- Dieptemeting (het staafje achteraan): hoe diep is het doosje echt geworden?
Meet-afspraken: schuif zacht aan (niet knijpen — kunststof veert in), meet drie keer en neem de middelste waarde, en noteer alles metéén in de meettabel. Deze maten heb je nodig voor je behuizing: LED-diameter, hart-op-hart-afstand van je LED's op het breadboard, knopmaat, dikte van de USB-kabel.
De behuizing: wat moet erin en erdoorheen?
Denk als een ontwerper vóór je tekent: 3 LED's boven elkaar (gaten 5,3 mm, hart-op-hart 15 mm), de
drukknop bereikbaar op de voor- of zijkant (opening 12,4 mm), een kabeldoorvoer van 8 mm onderaan,
en binnenin genoeg ruimte voor het breadboard (een half breadboard meet ± 83 × 55 mm — meet het jouwe
na!). Wanddikte 2 mm is stevig genoeg én printvriendelijk.
Opdrachten
Kernopdracht (iedereen)
- Bouw mee met de demo: doosje 40 × 40 × 25 mm, wand 2 mm, fillet 2 mm — élke maat bemaat.
- Ontwerp het deksel met schuifpassing: binnenmaat 40,5 mm.
- Meet met de schuifmaat: LED-kop, knop, kabel en breadboard; vul de meettabel in.
- Schets de behuizing: 3 LED-gaten (5,3 mm, hart-op-hart 15 mm), knopopening 12,4 mm, kabeldoorvoer 8 mm.
- Buddy-maatcontrole: elke maat in de schets komt uit een échte meting.
- Exporteer als voornaam_onderdeel_v1.stl naar de printwachtrij-map; screenshot van de bemaatste schets in het logboek.
Basis-pad
Het doosje volledig klassikaal mee-bouwen. Voor de behuizing: een aangereikt basisontwerp waarin de leerling zelf de gaten positioneert en bemaat op basis van de eigen schuifmaat-metingen — het meten en het tolerantie-denken blijven de kern.
Uitbreidingen
- Klik-deksel: lipjes met klempassing (0,1 mm) zodat het deksel vastklikt.
- Reliëf: je naam of een logo 1 mm verzonken of verhoogd op het deksel.
- Parametrisch bewijs: maak de doosbreedte een parameter, verander 40 naar 60 mm en toon dat het deksel automatisch meegroeit.
- Dubbelproef: print volgende week een deksel met 40,1 én met 40,5 mm binnenmaat en documenteer het verschil — ijzersterk bewijs voor je boss 2-logboek.
Materiaal deze week
- Fusion 360 geïnstalleerd en getest op álle klas-pc's, accounts/licenties werkend (fallback: Onshape)
- Schuifmaten (1 per 2 leerlingen), vooraf op nul gecontroleerd
- De twee demo-doosjes: één zonder tolerantie (klemt) en één met 0,25 mm (past) — eventueel deze week nog printen
- Meettabellen + maatcontrole-checklist voor de buddy-check
- Losse LED's, drukknoppen en een breadboard per tafel om op te meten
- Gedeelde printwachtrij-map aangemaakt + naamafspraak op het bord (voornaam_onderdeel_v1.stl)
Leerkracht-hoek
- Accounts zijn de grootste risicofactor: leerlingen jonger dan 13 kunnen geen eigen Autodesk-account hebben — gebruik klasaccounts volgens het schoolbeleid en test het inloggen vóór maandag. Trage pc's? Onshape in de browser volgt bijna dezelfde workflow.
- Tolerantie is hét struikelpunt: vrijwel iedereen ontwerpt het eerste gat exact op maat van het onderdeel. Laat de twee demo-doosjes daarom fysiek rondgaan vóór het deksel-uur — voelen werkt beter dan horen. De dubbelproef-uitbreiding (40,1 vs. 40,5 mm) maakt het volgende week definitief zichtbaar.
- Schetsen eerst volledig zwart: een blauwe (onderbepaalde) schets is de bron van 90 % van de Fusion-frustratie. Vaste check bij de buddy-controle: "is je schets helemaal zwart?"
- Opslaan-discipline: de cloud-opslag van Fusion wordt traag als 20 leerlingen tegelijk opslaan — spreid het (per rij) en handhaaf de bestandsnaamafspraak, anders is de printwachtrij van week 14 onbeheersbaar.
- Vooruitblik: start de eerste prints (demo-doosjes, vroege behuizingen) al donderdag/vrijdag of 's nachts — dan valt er in week 14 meteen iets te passen. Toets 2 aankondigen: leerstof weken 10-13, zie toetsen.
Side quests die hier mooi bij passen
CAD-Wizard (een extra ontwerp-uitdaging in Fusion — dé quest van
deze week) · Verslaggever (meettabellen en screenshots verdienen een
uitmuntend logboek) · Helper (Fusion-buddy voor wie vastloopt).