Die Welt von morgen hält für Schüler und Schülerinnen von heute neuartige Herausforderungen bereit. In vielen Studiengängen wird das Bedienen innovativer CAD-Software mittlerweile vorausgesetzt. Branchenübergreifend hält der 3D-Druck Einzug und könnte schon bald das konventionelle Spritzgussverfahren in der industriellen Fertigung ablösen. Nicht zuletzt lernen Kinder und Jugendliche einen sinnvollen Umgang mit digitalen Medien, wenn die additive Fertigung in den Lehrplan implementiert wird.
CAD-Software: Was ist das überhaupt?
Bei diesen Programmen orientieren sich Anwender im dreidimensionalen Koordinatensystem und entwickeln eigene 3D-Modelle. CAD steht dabei für computer aided design. Je nach Altersstufe gibt es diverse kostenfreie Anwendungen, die mit oder ohne eine Installation auf den Schulcomputern benutzt werden können. Kinder ab etwa Klasse 5 erzielen im CAD Programm „TinkerCAD“ schnell vorzeigbare Ergebnisse, die Anwendung läuft nach einer kostenfreien Registrierung direkt im Internetbrowser. Ab Klassenstufe 7/8 kann die Profi-Software „Blender“ per Open Source Lizenz auf den Schulrechnern installiert werden. In dieser CAD-Software sind höchst individuelle Bearbeitungen eigener 3D-Modelle möglich, es wird mit Ebenen und präzisen Werten für die dreidimensionalen Angaben von Länge, Breite und Höhe gearbeitet auf den Achsen x, y und z.
Welchen Nutzen bietet die additive Fertigung für Lernende?
Inhaltlich werden diverse Themenbereiche aus unterschiedlichen MINT Schulfächern bedient, wodurch es zu einer fächerübergreifenden Kompetenzsteigerung kommt:
- Mathematik
- Informatik
- Kunst
- Englisch
- Technik
Außerdem werden Kreativität und Motivation der SuS gefördert, was für einen erfolgreichen Start in die Berufswelt immer wichtiger wird. In Gruppen lassen sich Tutorials erarbeiten, es wird eifrig diskutiert, gemeinsam werden Probleme gelöst und natürlich können die eigenen Entwürfe in 3D am Ende eines Projekts ausgedruckt und mit nach Hause genommen werden. Bei der Nachbereitung der eigenen Modelle aus unterschiedlichen Werkstoffen ist handwerkliches Geschick von Vorteil.
3D-Drucker anschaffen oder kostengünstig in der regionalen Bibliothek drucken?
Es empfiehlt sich meist aus organisatorischen Gründen, einen geeigneten 3D-Drucker für die Schulgemeinschaft anzuschaffen. Vielerorts stehen jedoch bei den Stadt- oder Universitätsbibliotheken 3D-Drucker zur Verfügung, die im Rahmen der für Kinder und Jugendliche kostenlosen Mitgliedschaft genutzt werden können. Für die Unibibliothek wird meist ein Mindestalter erforderlich für einen Mitgliedsausweis. Es ist dann hilfreich, alle 3D-Drucke über ältere Lernende zu realisieren und die Kosten später entsprechend anteilig aufzuteilen. In öffentlichen Bibliotheken wird eine geringe Gebühr pro Druckminuten fällig, auch kleine 3D-Objekte benötigen jedoch mehrere Stunden, bis der Druckvorgang abgeschlossen ist. Wird ein 3D-Drucker für die Schule angeschafft, muss dieser regelmäßig gereinigt und gewartet werden. Das können nach einer Unterweisung sehr gut Oberstüfler in Eigenverantwortung übernehmen.
