Design und 3D-Druck im Unterricht

Wächtersbach
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Im Zuge des Ausbaus und der Erweiterung des naturwissenschaftlich-technischen Sektors an der Friedrich-August-Genth-Schule planten die Lehrkräfte Sascha Trupp und Mark Zadra im Schuljahr 2016/2017 die Einführung eines 3D-CAD-Programms[1] und der damit verbundenen 3D-Drucktechnik.

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Der Schwerpunkt in dieser Konzeption sollte hierbei auf der Berufsorientierung liegen und Möglichkeiten einer Kooperation mit Betrieben und Unternehmen bieten. In laufenden Schuljahr wird dieses Konzept nun umgesetzt.

3D-CAD (computer-aided design) bezeichnet das computergestützte Erstellen von 3D-Modellen. CAD-Software kommt in vielen Berufen und Studiengängen zum Einsatz (z.B. Maschinenbau, Design und Gestaltung, Luft- und Raumfahrt, Elektrotechnik, Mechatronik, Architektur). SOLIDWORKS bietet sich an dieser Stelle als in Frage kommende Software an, da bereits ausgearbeitete Konzepte zum schulischen Einsatz existieren.

Im Sinne einer berufsorientierten Vernetzung sollen Schule, Schülerinnen und Schüler, Eltern und Betriebe zusammengeführt werden und Vorteile für alle Beteiligten ermöglicht werden. Die Einsatzmöglichkeiten des 3D-Drucks und der 3D-Modellierung liegen im naturwissenschaftlichen (z.B. Zahntechnik), technischen (z.B. Architektur oder Feinmechanik) aber auch im künstlerischen (z.B. Design) Bereich und bietet damit zahlreiche Anwendungs- und Anknüpfungsmöglichkeiten.

In der Projektphase, währendder schulischen Durchführung, erhalten die interessierten Schülerinnen und Schüler zunächst 16 – 18 Wochen durch uns angeleiteten Grundlagenunterricht in der 3D-Software SketchUP und SOLIDWORKS[2]. Dabei erlernen sie die wichtigsten Funktionen und Gestaltungsmöglichkeiten des Programms kennen.

Durch die Erstellung erster eigner kleiner Projekte am PC (Schlüsselanhänger, Einkaufschip, LEGO – Steine, zusammengesetzte mathematische Körper o.ä.) und der Ausdruck dieser Modelle im 3D - Drucker wurde der Einstieg erleichtert und die Motivation erhöht. Momentan vertiefen die Schülerinnen und Schüler die Kenntnisse durch das Erstellen eines komplexen Würfels, dessen Seiten durch individuelle Anpassungen versehen sind. (Hier bieten sich Fotos an)

In der nachfolgenden Projektphase im zweiten Halbjahr werden die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen eigene Modelle zu einem bestimmten Themengebiet (z.B. nützliche Bürogegenstände) konzipieren und erstellen diese am PC. Hierbei spielen die ‚Softskills‘ eine wichtige Rolle, denn die langfristige Planung, Aufgabenverteilung, -bearbeitung und Präsentation der Ergebnisse (ausgedruckter Prototyp) liegen in Eigenverantwortung der Kleingruppen. „Im Idealfall könnte künftig eine Kooperation mit einem Betrieb das Themengebiet vorgeben und die Projekte unterstützen (z.B. regelmäßiger Besuch eines Experten an der Schule während des Unterrichts)“, erläutert Schulleiter Gerhard Gleis die mögliche Perspektive.

Das Bild zeigt einen dreidimensionalen Druck eines Wohnhauses nach vorgegebenen Realmaßen.

[1] 3D-CAD (computer-aided design) bezeichnet das computergestützte Erstellen von 3D-Modellen. CAD-Software kommt in vielen Berufen und Studiengängen zum Einsatz (z.B. Maschinenbau, Design und Gestaltung, Luft- und Raumfahrt, Elektrotechnik, Mechatronik, Architektur).

[2] SOLIDWORKS bietet sich an dieser Stelle als in Frage kommende Software an, da bereits ausgearbeitete Konzepte zum schulischen Einsatz existieren.


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