3D-Druck in der Ausbildung - Chancen und Potenziale

Wie der 3D-Druck in die Klassenzimmer kommt

Im Kunststoffzeitalter

Nach der Stein- und Eisenzeit sind wir inzwischen in der Kunststoffzeit angekommen.

In den vergangenen Jahren hat sich der 3D-Druck, oft auch als additive Fertigung bezeichnet, von einer Alternative zu traditionellen Fertigungsmethoden hin zum festen Bestandteil in Design- und Fertigungsprozessen entwickelt.

3D-Druck in der Ausbildung anbieten zu können, ist ein großer Vorteil für die Schulen und Universitäten.
Die additive Fertigung eröffnet neue, vielseitige Lernmöglichkeiten durch den Zugang zu solch progressiven Technologien.

Die Ziele des 3D-Drucks sind Fertigungs- und Produktionskosten zu reduzieren, Lagerhaltungs- und Transportkosten zu senken, sowie umweltbelastende Faktoren wie CO² Ausstoß zu verringern und Lieferketten zu optimieren.

3D-Druck lehren und lernen

Die IGO3D GmbH aus Hannover, in Deutschland ein Pionier auf dem Gebiet der Vermarktung von 3D-Druck-Lösungen, verzeichnet ein stark zunehmendes Interesse von Bildungseinrichtungen an der additiven Fertigung.

Studierende bei der Ausbildung am Ultimaker 3D-Drucker

"Eines unserer Ziele ist, eine neue Denkweise hin zur additiven Fertigung von Teilen bei den Schülerinnen und Schülern zu entwickeln.
Um z.B. Fragen wie: 'Kann ich ein komplexes Teil aus mehreren Einzelteilen gleichzeitig in einem Fertigungsschritt drucken?' beantworten zu können.
Der 3D-Druck bietet auch die Möglichkeit, bisher nicht ohne Weiteres zugängliches Unterrichtsmaterial selbst herzustellen - Astragale, Höhenreliefs uvm. Nach den Sommerferien wollen wir mit konkreten, längerfristigen Projekten starten", sagt Hagen Hübner vom Projekt: "Additive Fertigung - 3D-Druck in der Schule" der Landesinitiative N-21.

3D-Druck im Klassenzimmer

Es gibt viele Wege, den 3D-Druck in Projekte und Unterrichtspläne zu integrieren.
Ein gutes Beispiel lässt sich anhand eines aktuellen Themas erläutern: (Un)Wetterlagen.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen dabei die Faktoren, die zu Kalt- und Warmfronten führen, verfolgen über einen bestimmten Zeitraum verschiedene Wetterbedingungen und erkennen die Art von Symbolen, die verwendet werden, um verschiedene Wetterverhältnisse zu verdeutlichen.

Die auf den Wetterkarten verwendeten Symbole wie Kaltfronten, Warmfronten, Hurrikane, Windgeschwindigkeitsflaggen, Hoch- und Tiefdrucksysteme entwerfen die Lernenden in einer Slicing-Software wie Tinkercad selbst. Gedruckt werden die Symbole dann ganz einfach auf 3D-Druckern im Klassenzimmer.

IGO3D bildet Ausbildende aus

Auch Berufsbildungseinrichtungen stehen in den Startlöchern und sehen den 3D-Druck als zukunftsweisende, tragende Säule ihres Bildungskonzeptes.
Julian Milling, Application Engineer bei IGO3D, gibt erste Einblicke in ein zukünftiges Projekt der Schleswig-Holstein Netz AG.

"Die Leute von der SH Netz AG haben schon konkrete Vorstellungen, wie und warum sie den 3D-Druck in interne Prozesse einbinden werden.
In Zukunft sollen dort die Auszubildenden zum Elektroniker für Betriebstechnik den 3D-Druck auch praktisch vermittelt bekommen.
Perspektivisch plant das Unternehmen, in Zukunft Ersatzteile und Werkzeuge intern 3D-drucken zu können, um Kosten und Zeit zu sparen sowie unabhängig von externen Lieferanten zu werden."

Zunächst steht der lehrende Effekt im Vordergrund des Projektes.
Bevor mit den 3D-Druckern die ersten Teile gefertigt werden können, müssen zunächst die Ausbildenden der SH Netz AG fit in Sachen additive Fertigung gemacht werden.
"Wenn es um 3D-Druck geht, führt an IGO3D kein Weg vorbei. Unser Konzept beinhaltet nicht nur die Vermarktung von 3D-Druckern und Materialien, wir haben uns auch einen Lehrauftrag verordnet", erzählt Julian Milling weiter.

Fazit und Ausblick

Angelehnt an Julian Millings Aussage hinsichtlich der IGO3D, lässt sich sagen: "In Zukunft führt am 3D-Druck kein Weg mehr vorbei."
Die Einbindung der additiven Fertigung in die Lehrpläne und die Sensibilisierung der Lernenden für diese innovative Technologie ist der richtige Schritt in die Zukunft.

Konnten Schülerinnen und Schüler ihre Ideen und Vorgaben im Technischen Zeichnen lediglich zu Papier bzw. auf den Monitor bringen, können nun einfache sowie komplexe Bauteile dreidimensional in CAD Programmen gezeichnet und im 3D-Drucker zum Leben erweckt werden.
Die Erfahrung des haptischen Erlebens und das Erproben tatsächlicher Funktionalität der selbst "geschaffenen" Teile, eröffnet den Lernenden und Lehrenden viele neue Möglichkeiten Wissen zu erlangen und zu vermitteln.