Dreidimensional

3D Druck in der Schule

Von techblog:schule
3D Drucker werden in Produktion und Wirtschaft immer häufiger eingesetzt. Warum also nicht auch in der Bildung? In den letzten Jahren erproben daher immer mehr Schulen die Technik, um interdisziplinäre Fähigkeiten und Fertigkeiten sowie die Kreativität zu fördern.

Revolution 3D Druck

3D Druck ist vermutlich eine der Innovationen der letzten Jahre, die bestehende Technologien möglicherweise vollständig verdrängen wird. Er verändert die Art und Weise, wie wir produzieren, Kunst machen, Designentwürfe erstellen oder Erfindungen erproben. Schüler sollten daher früh lernen, mit 3D Druck umzugehen und die mit der additiven Fertigungstechnik verbundenen Probleme zu lösen.

Video

https://youtu.be/-py56-p35UU

3D Druck erfordert eine Kombination von technischen und mathematischen Kompetenzen, Informatik-Know-how, Kreativität und Design-Wissen. Etliche 3D Drucker Hersteller haben bereits spezielle Programme und Angebote für Schulen aufgesetzt, die auch von Lehrerfortbildungsmaßnahmen in Bezug auf die Technik und CAD Software begleitet werden.

3D Druck an der Schule - erste Versuche

Noch werden 3D Drucker an Schulen meist nur erprobt, selten kommen sie im regulären Unterricht nachhaltig zum Einsatz. Dies liegt zum einen an der fehlenden Ausstattung, vor allem aber am fehlenden Wissen um den richtigen didaktiischen Einsatz der Technologie. Vor dem Hintergrund, dass die Technik der additiven Fertigung aber schon heute in der Industrie neue Arbeitsplätze schafft, ist davon auszugehen, dass auch immer mehr Schulen das Thema in ihr Unterrichtsprogramm aufnehmen werden.

"3D-Druck: Von der Idee zum Prototyp" war beispielsweise das Motto eines Workshops an den Fachoberschulklassen der Jahrgangsstufe 11 der Realschule plus und Fachoberschule Konz im Rahmen der Initiative "Wissen schafft Zukunft" an der Hochschule Trier. Schüler erhielten hier einen praxisnahen Einblick in einen typischen Computerunterstützten Entwicklungsprozess eines Produktes, im konkreten Fall das Gehäuse für die Spielkonsole weMINTo, einer Eigenentwicklung der Hochschule Trier. Die Schüler durften selbst in einer professionellen 3D-CAD Software ein vorgefertigtes Gehäusebauteil konstruieren. Dabei musste eine Clipverbindung berechnet werden, konventionell mit Formeln aus der Physik und im Vergleich auch mit Hilfe eines Berechnungsmodells in der verwendeten Software. Im zweiten Teil der Veranstaltung wurde dann der Prototypenbau mit 3D-Druck vorgestellt. Nach der Erläuterung verschiedener Verfahren und Vorstellung vieler Demonstrationsbauteile konnten die Schüler die Fertigung des zuvor konstruierten Gehäusebauteils im 3D-Druck miterleben.

Andere Schulen experimentieren mit 3D-Druckern im Kunstunterricht. Schüler entwerfen Kunstobjekte am Computer, die anschließend direkt im Unterricht gedruckt werden. Wiederum gibt es Klassen, die die Technik im Biologieunterricht erproben. Ziel ist dann beispielsweise ein Skelett zu entwerfen oder ein künstliches Hüftgelenk zu produzieren.

Video

https://youtu.be/9g5DEz1df8w

Effekte

Generell hat der Einsatz von 3D Druckern im Unterricht viele positiven Effekte. Lehrer fördern das Interesse an ihrem Unterricht und können interdisziplinär Probleme und Lösungen angehen. Rund um das design von Produkten und Lösungen entsteht eine hohe Interaktion zwischen Schülern mit den entsprechenden sozialen Gruppeneffekten. Darüber hinaus erzeugt die Produktion von anfaßbaren Gegenständen einen positiven Motivationseffekt und ein Erfolgserlebnis bei den Schülern. An den produzierten 3D Modellen können Schüler weiteren Fragen nachgehen wie z.B. Statikprobleme, "Form follows Function" (oder umgekehrt?), Materialeffizienz, etc.

Am Beispiel des Workshops "3D-Druck: Von der Idee zum Prototyp" wurde zum Beispil schnell klar,  dass dabei MINT-Fächer wie Mathematik und Physik ein wichtiger Grundstein sind, um die Zusammenhänge genau zu verstehen. Darüber hinaus wurde den Teilnehmern vermittelt, wie Beispiele aus der Natur bei der Gestaltung von Produkten Anwendung finden.

Ausstattung

Schulen brauchen nicht die teuerste und modernste Drucker-Lösung. Eher preiswertere Modelle sind hier ausreichend. Wichtiger sind die Kriterien "sicher" und "robust", damit die Drucker im Unterricht eingesetzt werden können. Zudem sollte  vor allem das verwendete Material sollte im laufenden Betrieb nicht zu teuer sein. Gerade Plastik-Drucker bieten sich dafür an. Darüber hinaus werden weitere Geräte wie 2D bzw. 3D Scanner oder Lasercutter benötigt, um sinnvoll arbeiten zu können. Die Anschaffung eines 3D Druckers für den Unterricht kann also schnell dazu führen, dass ein ganzes Labor aufzubauen ist. Insofern zahlen sich auf Szenarien, bei denen sich Lehrer einen 3D Drucker für ein paar Projektwochen ausleihen, langfristig nicht aus.

Etliches Wissen rund um das Thema 3D Druck wurde vom FabLab in München in einem entsprechenden WIKI zusammengetragen. Dort finden sich Übersichten über die Produktionsverfahren, Projekte, Produkte und Hersteller uvm. 

 

1.149K Views | 0 Notes

Wikipedia