Additív gyártás integrálása az oktatásba az Ipar 4.0 és Minőség 4.0 szemléletében

Abstract

Az additív gyártási technológiák, különösen a 3D-nyomtatás, elengedhetetlenek az Ipar 4.0 és a Minőség 4.0 keretrendszereknek megfelelő projektalapú műszaki ok-tatás elősegítéséhez. A tanulmány központi eleme egy fel-ügyelet nélküli működésre tervezett, 3Dnyomtatásszámára kialakított nyílt laboratórium koncepciójának bemutatása, amely kifejezetten a hallgatók önállóságának, az együttmű-ködésen alapuló tanulásnak és a digitális kompetenciák fej-lesztésének elősegítését célozza. A kutatás során felmérést vé-geztünka hallgatói elvárásokról, amelynek eredményei alap-ján funkcionális, informatikai és szervezeti javaslatokat ha-tároztunk meg. A laboratórium biztonságos működésének ér-tékeléséhez három kockázatelemzési módszert –GYELV-elemzést, kockázati mátrixot és csokornyakkendőelemzést –alkalmaztunk. Az elemzés rávilágított a legkritikusabb mű-szaki, elektromos, munkavédelmi, informatikai és felhaszná-lói veszélyekre, valamint azok enyhítésére és ellenőrzésére szolgáló stratégiákra. Az eredmények azt mutatják, hogy a felügyelet nélküli 3Dnyomtató laboratórium nem alacsony kockázatú környezet, azonban megfelelő ellenőrzések és tech-nikai segítségnyújtás mellett biztonságosan üzemeltethető. A kutatás kihangsúlyozza, hogy a digitalizáció, az érzékelőhá-lózatok, a távfelügyelet és az adatközpontú működés alkal-mazása jelentősen javítja a laboratórium megbízhatóságát. A javasolt modell megfelel az Ipar 4.0 és a Minőség 4.0 követel-ményeinek, és kiválóan alkalmas a projektalapú műszaki fel-sőoktatásra.

Additive manufacturing technologies, especially 3D printing, are essential for promoting project-based engi- neering education compliant with Industry 4.0 and Quality 4.0 frameworks. The central focus of this article is the presen- tation of a concept for an open laboratory designed for 3D printing and intended for supervision-free operation, which specifically aims to promote student autonomy, collaborative learning, and the development of digital competencies. Dur- ing the research, we conducted a survey on student expecta- tions, and based on the results, we identified functional, IT, and organizational recommendations. To assess the safe op- eration of the laboratory, we applied three risk analysis meth- ods: SWOT analysis, a risk matrix, and a bow-tie analysis. The analysis highlighted the most critical technical, electrical, occupational safety, IT, and user hazards, as well as strategies for reducing and controlling them. The results show that anunattended 3D printing laboratory is not a low-risk environ- ment; however, it can be operated safely with appropriate controls and technical support. The research emphasizes that the use of digitalization, sensor networks, remote monitoring, and data-driven operations significantly improves the relia- bility of the laboratory. The proposed model meets the re- quirements of Industry 4.0 and Quality 4.0 and is well-suited for project-based technical higher education.