3D-Druck

Die Schüler:innenfirma an der Gesamtschule Talsand nutzt den 3D-Druck für die Erstellung individualisierter Produkte. Dazu zählen Ersatzteile für technische Geräte und kleine Give-Aways wie Schlüsselanhänger oder Figuren.

Durch die Digitalisierung und den schnellen technologischen Fortschritt entwickelt sich der 3D-Druck ständig weiter. Seine Einsatzgebiete reichen von der Industrie, über Medizin und Forschung bis hin zu Kunst und Mode. Dabei dient der 3D-Druck überwiegend zur Fertigung von Einzelteilen oder kleinen Serien, z. B. in Form von Modellen, hochwertigen Bauteilen, Prototypen, Werkzeugen oder Ersatzteilen. Es werden bereits 3D-Drucker eingesetzt, mit denen Häuser aus Beton gefertigt werden. Expert:innen gehen davon aus, dass 3D-Druck zukünftig eine noch größere Rolle spielen und die Nachfrage weiter steigen wird.

Berufszweige

• 3D-Designer:in
• Werkstofftechniker:in
• Konstrukteur:in
• Produktionsplaner:in.

3D-Druck ist ein technisches Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler Produkte, bei denen Materialien und Stoffe schichtweise aufgetragen werden. Je nach Druckverfahren finden dabei unterschiedliche Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Durch die Vielfalt an 3D-Druck-Verfahren könnt ihr viele verschiedene Materialgruppen wie z. B. Metalle und Kunststoffe oder sogar bestimmte Lebensmittel als Werkstoffe verwenden.

Das 3D-Druck-Verfahren erfolgt immer computergesteuert. Zunächst werden 3D-Modelle mithilfe spezieller CAD-Programme erstellt. Diese Vorlagen werden anschließend mit einer Slicer Software für den Druck vorbereitet. Die Software ist Schnittstelle zwischen CAD-Programm und 3D-Drucker. Es wird ein sogenannter G-Code erzeugt, mit dem der Drucker arbeiten kann. Abschließend werden die Druckanweisungen an den 3D-Drucker gesendet, der die Ausgabe startet.

Die Anwendungsmöglichkeiten sind nahezu unendlich. Eure Schüler:innenfirma könnte z. B. Prototypen, Ersatzteile oder kleine Serienfertigungen von Produkten erstellen und verkaufen. Der Druck von Prototypen etwa ermöglicht es, eigene Ideen in wenigen Stunden umzusetzen und diese physisch greifbar zu machen. Prototypen könnt ihr unter anderem zur Produktentwicklung nutzen, um Produktideen zu testen oder um Feedback von Kund:innen einzuholen.

Auch individuell gefertigte Einzelstücke, Kleinserien oder Ersatz- und Spezialteile könnt ihr zeitnah und eigenständig drucken. Für die Herstellung hoher Stückzahlen eignen sich hingegen eher andere Fertigungstechniken wie z. B. Lasercut. Allerdings könnt ihr alternativ 3D-gedruckte Formeinsätze erstellen, die mithilfe eines Gießverfahrens sehr schnell zur Serienproduktion von verschiedenen Produkten genutzt werden können.

Insgesamt sind eurer Kreativität keine Grenzen gesetzt. Jedoch solltet ihr vorab den konkreten Anwendungsbezug klären, denn je gezielter und klarer der Einsatz eines 3D-Drucks definiert ist, desto größer ist der Mehrwert.

Hard- und Software

• Zur Grundausstattung gehört ein Rechner oder Notebook mit WLAN-Anschluss.
• Fertige 3D-Drucker sind ab ca. 1000€ erhältlich. Günstigere Drucker zum Selbstaufbau solltet ihr nur kaufen, wenn ihr oder eure Projektbegleitung dafür ausreichend Know-how und Zeit mitbringt.
• Die Software ist in der Regel kostenfrei erhältlich.
• Die Hardware muss regelmäßig gewartet und gereinigt werden.

Fachliches Know-how und pädagogische Begleitung

• Die technische Einarbeitung ist komplex und zeitintensiv. Beratung bieten z. B. Makerspaces, Hochschulen, Vereine etc.
• Der Druck sollte nur unter Aufsicht erfolgen, da mit sehr hoher Temperatur gedruckt wird.

Räumliche Voraussetzungen

• Ein Technikraum, zu dem eingewiesene Schüler:innen oder Lehrkräfte Zugriff haben, sollte vorhanden sein.
• Zugluft sollte vermieden werden, weil die Druckmasse warm und verformbar ist.
• Eine kleine Abzugsanlage ist empfehlenswert.

• Räumliches Denken
• Verbesserung der Englischkenntnisse
• Lösungskompetenzen
• Technisches Verständnis
• Technisches Zeichnen