STEAM校園多事幹：3D打印好深刻
【明報專訊】看到S.T.E.A.M. FUN DAY眾多的攤位遊戲，家澤、文彬非常高興呢！家澤說：「開心啊！(我的)學校沒有這樣的活動呢！」來看看這個STEAM活動可寓玩樂於學習！
■第一站
3D打印筆
「畫」出立體作品
家澤首先參加用3D打印筆製作萬字夾的攤位，由於起初未能掌握3D打印筆的製作訣竅，未能成功，後來詠欣把她的成功作品送給他呢！另一參與小學——大埔崇德黃建常紀念學校受訪時為四年級學生的陳斯桐(圖a左)及成川穎(圖a右)對用3D打印髮飾印象深刻，陳斯桐說：「未試過(用3D打印筆)，自己能製成實物好高興。」
用一支筆就可以「造」出不同的物件，3D打印技術日趨普及，這次同學用上輕便的3D打印筆，就可「打印」 萬字夾和頭飾，難怪大受同學歡迎！
概念
用熱溶塑料非油墨
3D打印，又稱為立體打印，這概念早在1980年代已出現，指利用特定的物料打印出立體的物件，而非局限於平面的紙張。「打印」方式既有平面移動，也有垂直移動，以便打印出立體物件。
◆考考你
你知道3D打印筆採用什麼物料嗎？
解答：可以熱溶的塑料。原理是打印筆充電加熱後，按壓出融化的塑料，遇上空氣即會冷卻並凝結變硬。由於擠出的塑料絲幼細，將塑料絲層層疊起才會令物件成形。家澤最初的作品未能成形，就因為塑料絲太幼細！(圖b)
■第二站
轆轆車
紙包飲品盒製小車
「轆轆車」製作原理並不複雜，物資如紙包飲品盒、硬紙皮等也易得。做法分兩部分，第一部分是剪開紙盒的頂部與底部，讓風能在車子移動時穿過；第二部分則是用兩支竹棒分別將兩張圓形的卡紙連接製成四個車輪。然後將兩部分黏合，完成！將小車放在長長的軌道上，再看它自行下滑至終點！
概念
引擎轉化能源做動能
汽車需要可讓它移動的動力，引擎就是汽車的發動裝置，它可以將能源(汽油)轉化成機械能(動力一種)，從而驅動汽車行走。除了引擎外，摩打是另一種將能源轉換成機械能驅動物件移動的裝置。
◆考考你
不用引擎、毋須摩打，轆轆車為什麼可由起始順利滑向終點？
解答：這要視乎車輪與軌道接觸的情况。圓形車輪會讓車子滾動，車輪圓形邊——即與路面接觸的周邊愈平滑，滾動愈順暢，因為車輪在滾動時會與地面摩擦，圓形愈不平滑，摩擦力愈大，速度減慢之餘亦會影響向前滑進的順暢度。當然，車子愈輕負載愈小，愈能容易滑出呢！
■第三站
結構型積木
積木膠圈 自製軚盤
積木可以砌成實用又好玩的工具。同學利用結構型積木Gigo砌出投籃機和駕駛模擬器，後者更以體育課時常玩的膠圈製成軚盤，連接駕駛模擬器，在玩賽車遊戲時更有「實感」，玩得更盡興！(圖c)
◆考考你
玩投籃機時，會出現投射的球懸浮在中間的情况，為什麼？
解答：這跟作用力及流動方向有關。在投射器發射球時，如果投射時所出的氣流方向在球的下方，球便會因為空氣流動速度加強(即風)而令氣壓降低，球往外推進的作用力會因兩邊的力相遇互相抵消，令球失去了前進的動力而懸浮在中間，不會掉下來呢！(圖d)
概念
伯努力定律懸浮
球四周的空氣有壓力差，伯努力定律指出「流速與壓力成反比」。球上方的空氣流動速度較快會導致空氣壓力較小；下層則因空氣流動速度慢而空氣壓力較大，這差異會令球移動，若能控制壓力差與氣流將球體推動及球體的作用力，讓三者的力相互抵消、抗衡，球就會懸浮了！
◆考考你
積木砌出駕駛模擬器(軚盤)，運用了什麼機械原理？
解答：連桿原理。連桿是指通過鉸接或滑接，即具彈性及柔性的連接方法，將組件連接，用來進行傳送運動、改變運動方向的方式。日常生活中，工具箱、活動長鉗等，都運用了連桿原理呢！
■想一想
你喜歡從遊戲中學習科學原理嗎？為什麼？
■關鍵詞
3D打印 3D printing
摩擦力 friction
滾動 rolling
連桿原理 linkage
文、圖：大海
[常識學堂 第122期]
