3D-Druck: Kleine Helfer im Schulalltag

Beschreibung

Anhand der Herstellung eines Stiftehalters soll gezeigt werden, wie mit der Klasse kleine Helfer im Schulalltag hergestellt werden können, die genau hier hilfreich sein können.

Schritt 1: Zuallererst wird per Internet-Browser mithilfe des Online-Programms „TinkerCad“ https://www.tinkercad.com/ der Stiftehalter entworfen.

Schritt 2: Sehr gut eignen sich Zylinder und Rechtecke, um diese in einem ersten Schritt nebeneinander anzuordnen und in verschiedenen Höhen aufzustellen. Wichtig ist dabei, dass sich die einzelnen Formen berühren, damit der Stiftehalter in einem Stück bleibt.

Schritt 3: In einem nächsten Schritt werden die Zylinder und Rechtecke kopiert und zu Negativ-Formen umgewandelt, um die Formen auszuhöhlen. Dabei zu beachten ist, die Negativ-Formen so weit zu verkleinern, dass eine gewisse Wanddicke bestehen bleibt.

Schritt 4: Anschließend werden die einzelnen Formen zu einem Modell verbunden und als STL Datei aus Tinkercad exportiert.

Schritt 5: Mithilfe des PrusaSlicer wird dann das Modell für den 3D Drucker umgewandelt (=gesliced). In diesem Schritt kann das Modell nochmals skaliert werden, damit die Größe auch für Stifte angemessen ist. Nicht zu vergessen ist das richtige Material, die Schichthöhe und die Ausfülldichte auszuwählen.

Schritt 6: Nachdem das Modell gesliced ist und in eine GCODE Datei umgewandelt wurde, kann diese auf einen USB-Stick und anschließend auf den 3D Drucker gespielt werden.

Schritt 7: Nachdem der Druck beendet ist, kann das fertige Modell ggf. noch nachbearbeitet werden (Kanten schleifen, Fäden entfernen, etc.).

ALTERNATIV

Herstellung einer Riesen-Büroklammer
Smartphone-Stand
Brief- bzw. Buchständer
Vorstechschablone für Buchbinden

Vertiefende Auseinandersetzung mit den 7K

Kollaboration: Gemeinsam wird überlegt, welche Dinge im Schulalltag nützlich sein könnten, die man auch selbst mittels 3D-Druck produzieren könnte. Entweder in der Klasse oder in kleineren Gruppen besprechen die Lernenden ihre Ideen und überlegen auch, was sich realistisch vervielfältigen lässt. In einem kleinen Plenum können die Ideen zusammengeführt und es kann gemeinsam eine Auswahl der Vorschläge getroffen werden.

Kommunikation: Beim Entwerfen der Objekte sind der Austausch von Ideen und die Abstimmung über die Entwürfe von zentraler Bedeutung. Während des 3D-Modellierungs- und Druckprozesses müssen sie zahlreiche Begriffe auf zwei Sprachen (Deutsch und Ungarisch) aus der Technikwelt verstehen und anwenden (siehe „AT-HU Vokabular 20″ im Anhang).

Kritisches Denken: Wozu sollen sich unsere kleinen Helfer eignen und nützen? Ist das Material – das Filament – das richtige Material dafür? Wenn dies im ersten Moment nicht der Fall zu sein scheint, welche Alternative bietet sich mir? Hierbei findet eine aktive Auseinandersetzung mit der „Problemlösung“ statt, da sich nicht jedes Objekt für den 3D-Druck eignet. Da es sich manchmal um kompliziertere Modelle und Formen handelt, erfordert es oft ein besonderes Maß an Planung, um einen erfolgreichen Druck zu garantieren. Dabei spielen Platzierung, Stützen und Druckmaterial oftmals eine große Rolle. Jeder Schritt im Fertigungsprozess muss konkret überlegt sein, damit sich das gewünschte Produkt im Unterricht auch tatsächlich als kleiner Helfer eignet.

Kreativität: Wodurch können wir unser Alltagsleben ein wenig erleichtern? Solche Überlegungen können Spaß machen – Farben, Formen, Größe etc. spielen ebenso eine Rolle wie die Überlegung der Sinnhaftigkeit der zu modellierenden Produkte. Die Kreativität wird stark durch die einfache Auswahl des Objekts oder die selbstständige Erstellung eines eigenen Objekts, der Erstellung eines Prototyps gefördert. Auch die Erprobung und der Einsatz der „kleinen Helfer“ müssen standhalten: Lernende innen stehen dann oft vor der Frage, ob die Lösung eines Problems im Kopf auch realistisch umsetzbar ist, und wenn nicht, wie man dieses Hindernis überwindet.

Kontextkompetenz: Der 3D-Druck erfordert viele, teils vollkommen verschiedene Arbeitsschritte, um eine Idee zu einem echten Modell zu realisieren. Das 3D Modellieren hat einen vollkommen anderen Arbeitsablauf wie die Vorbereitung für den Druck bzw. den 3D Druck mithilfe des 3D Druckers selbst. Trotzdem muss der Zusammenhang immer mitbedacht werden, um nicht ein Modell zu erstellen, welches für den 3D Druck ungeeignet ist. Die „kleinen Helfer im Alltag“ eignen sich sehr, um dies gut mitzudenken!

Digitale Kompetenz: Die digitale Kompetenz wird gefördert, indem Jugendliche mit Computerprogrammen arbeiten: Programme zur 3D Modellierung und die Umsetzung und Programme zur Druckvorbereitung verlangen eine genaue Vorbereitung. Recherche auf Webseiten sowie die Auseinandersetzung mit dem 3D Drucker selbst fördern die digitale Kompetenz stark.