Schüler designen und drucken in 3D

Die Refendarin Elena Maier hat sich für ihre NwT-Gruppe der Klasse 10 eine besondere Unterrichtseinheit zum Thema „Produktentwicklung“ ausgedacht: Die Schüler entwickeln, designen und fertigen ein Objekt, das innovativ sein und einen Alltagsnutzen haben soll – so lautet die Aufgabe. Konstruiert wird mit einer CAD-Software (CAD = Computer Added Design). Gedruckt wird mit PLA im 3-D-Drucker, das Produkt kann mitgenommen und benutzt werden. Gearbeitet wird in kleinen Teams. Die einzelnen Schritte werden in einem „Projektjournal“ dokumentiert, von den ersten Überlegungen über den Druck bis hin zum handwerklichen Nacharbeiten: nachmessen, feilen und schleifen. Oft ist Präzision in Millimetern gefordert.

„Der liegt immer rum. Da haben wir uns was einfallen lassen“ – Die Rede ist vom Ebike-Akku, den ein Team sich vorgenommen hat: Sie haben eine Halterung konstruiert, die mit einer Platte an die Wand geschraubt werden kann. Der Clou: eine elegant integrierte Kabelführung ermöglicht zugleich das Laden (s.u.).

Die Ideen und ihre Umsetzung beeindrucken (vgl. unten Kurzvorstellung der einzelnen Projekte). Einige der innovativen Gegenstände kann man sich tatsächlich als Produkte im Handel vorstellen. Es ist toll, zu sehen, wie die kreativen Erfinder an ihrem Objekt tüfteln, bis es tatsächlich den Anforderungen entspricht.

Was war am Spannendsten? Einge Schülerantworten:

  • „Selbstständig ein Produkt entwerfen, wie es heutzutage auch produziert wird.“
  • „Konstruktion mit Fusion: CAD“
  • „Die vielseitigen Anwendungen des 3D-Drucks“
  • „Vielfältige Ideen der Klasse zur Umsetzung einiger spannender Produkte“
  • „Einblicke in Arbeitswelt“
  • „Unterschiedliche Erfahrungen im Gegensatz zu „normalem“ Unterricht“
  • „Arbeit mit 3D-Druckern“

Wobei sind  Probleme aufgetreten?

  • „Beim Drucken selbst , Genauigkeit des Druckers und in Luft drucken“
  • „Durch wenig Erfahrung muss man viel mit den Druckern ausprobieren bis man perfektes Produkt druckt.“

Elena Maier ist zufrieden: „Die Gruppe ist wirklich sehr konzentriert bei der Sache.“ Begleitet wird das praktische Arbeiten von einer Einführung in PRojektplanung und -dokumentation sowie in den 3-D-Druck, seine verschiedenen Verfahren und die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten. Die Oberreferendarin, die am RBG neben NwT auch Biologie gibt, hat für das Projekt einigen Aufwand betrieben, das Material besorgt, sich in die CAD-Software eingearbeitet und die beiden Drucker vom „Seminar für Lehrerbildung Stuttgart“ für die Dauer der Unterrichtseinheit ausgeliehen. Es hat sich gelohnt!

Die Projekte der Gruppen:

Gruppe A:

Halterung für eine E-Bike Akku–Ladestation, damit er nicht im Weg rum liegt.

Halterung für einen Ebike-Akku.
Halterung Akku 2
Ein Schüler demonstriert die Anwendung.

Gruppe B:

Ein Spielewürfel mit verschiedenen Spielen. Die Spielsteine werden gesteckt. Die Spiele sind gut unterwegs spielbar und der Würfel braucht nicht viel Platz. Spiele: Mühle, Tick-Tac-Toe, Solitaire, unbenannt.

Der Spielewürfel entsteht in der CAD-Software...
...und wird gedruckt.

Gruppe C:

Wir wollten ein Produkt entwickeln, das es vereinfacht Eier zu trennen, die das Backen mit z.B. Kindern vereinfacht.

Links der Backhelfer.

Gruppe D:

Unser Produkt ist eine Aufbewahrung für SD-Karten. Das Design gleicht einem Pokeball, der sich durch ein Scharnier öffnen lässt. Aufgrund des runden Designs haben wir zusätzlich eine Halterung konstruiert, damit das Produkt auf einer glatten Oberfläche (z.B. Tisch) nicht wegrollt.

Gruppe E:

Clip-Verschluss für offene Verpackungen mit Ausschütt-Öffnung.

Vorne rechts der Clip.

Gruppe F:

Kabelstütze in Form einer Seerobbe zur Sicherung des Übergangs zwischen Kabel und Stecker.

Eine Robbe...
... die mit ihren Flossen ein Kabel fixiert.