3D-Druck

Bei der Einbindung von 3D-Druck in den Unterricht stellen sich einige Kardinalfragen bezüglich Software, Hardware und der didaktischen Umsetzung. Mit den folgenden Informationen und den angehängten Links hoffen wir Ihnen bei diesen Entscheidungen behilflich sein zu können.

Software:

SketchUp Make

Als Software bietet sich zum einen die Freeware SketchUp Make an. SketchUp ist ein relativ einfach gestricktes und verständliches Programm zur Erstellung von 3D-Modellen. Dieses Programm eignet sich gut für die Sekundarstufe 1. Praktisch sind einige Shortcut-Funktionen wie Strg+Z zum Rückgängig machen und Strg+Y um einen Befehl zu wiederholen sowie die Eingabe der Maße über den Nummernblock (z.B. 10;15 für 10mm x 15mm). Hierzu muss allesdings das entsprechende Werkzeug (z.B. Rechteckzeichnen Rechteck) ausgewählt sein. Um drucken zu können müssen Sie meist eine STL-Datei erzeugen. Hierzu müssen Sie eine kostenfreie Erweiterung installieren. Unter Fenster, Extension Warehouse tragen Sie hierfür STL ein und wählen „SketchUp STL“ aus. Nach einem längeren Anmeldeprozedere bei Google bei dem die Firma Trimble gerne ein paar Daten von Ihnen nutzen möchte kann dann die STL-Erweiterung installiert werden.

Die Software erhalten sie zum Beispiel hier: Sketchup Make (Freeware)

Autodesk Inventor Professional

Die Profivariante von SketchUp Make ist sicherlich das Programm Autodesk Inventor. Diese Software ist – wie alle Autodesk-Programme – sehr umfamgreich. Die Einarbeitung in das Programm benötigt durch aus mehr Zeit und Nutzen des einen oder anderen Webtutorials. Webtutorials finden Sie Haufenweise bei Youtube. Ein sehr guter und umfangreicher Kurs findet sich hier:

Natürlich müssen Sie nicht alles in den Tutorial vorgestellte beherrschen um mit Inventor zu arbeiten. Vielmehr ist dies eine gute Bibliothek um bestimmte Funktionen zu suchen und sich anzueignen oder vergessenes zu wiederholen.

Als Bildungseinrichtung können Sie Autodesk Inventor als freie Schulungssoftware erhalten. Hierzu folgen Sie dem unten stehenden Link. Wählen Sie hier unter Download free software „Teachers“ oder „Acadamic Institution“ aus. Auf der nächsten Seite wählen  Inventor Professional aus und folgen Sie der Anmeldeprozedur (Create Account – falls Sie noch keinen Autodeskaccount besitzen).

Die Software erhalten sie hier: Autodesk Inventor (free Educational license):

Hardware:

Es kommen permanent neue Geräte auf dem Markt und brauchbare Geräte gibt es heute schon ab ca. 500,-€. An dieser Stelle macht es wenig Sinn bestimmte Geräte vorzustellen. Eine gute aktuelle Übersicht unter folgendem Link:

Neben dem zur Verfügung stehendem Budget sollten Sie sich folgende Fragen bei der Anschaffung eines solchen Gerätes stellen:

Generelle Fragen:

  • Möchten Sie einfarbig oder mehrfarbig drucken?
  • Möchten Sie einen integiereten 3D-Sanner nutzen?

Technische Fragen:

  • Druckgeschwindigkeit
  • Geräuschs- und Geruchsbelästigung
  • Druckqualität
  • Nutzen von USB-Sticks möglich
  • freie Filamentwaahl oder Druckerpatronen

Eine ausführliche Kaufberatung finden Sie u.a. hier:

Repetier Host

Der in Schule gern genutze 3D-Drucker Da Vinci 1.0 druckt normalerweise mit dem Programm XYZware. In vielen Foren wird der Wechsel auf die Software Repetier-Host empfohlen. Von diesem Wechsel ist aufgrund des Verlustes der Gerätegewährleitung dingend abzuraten. Zwar ist das Programm Repetier-Host beim drucken schneller und genauer, jedoch ist die Einrichtung des Druckers hier extrem schwierig. Ein Zurückkehren von Repetier-Host zur Standardsoftware XYZware ist nur über die Programmierung des internen Chipsatzes im Drucker möglich. Vom Wechsel auf Repetier-Host ist also im Schulkontext dringend abzuraten – außer Sie haben zu viel Freizeit. Weiteres hierzu finden Sie unter:

Sicherheit

3D-Drucker arbeiten mit dem Schmelzdruckverfahren, auch Fused Deposite Modelling (kurz FDM) genannt. D.h., dass der Kunsttoff während der Verarbeitung im 3D-Drucker erhitzt wird. Beim Drucken mit ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) entstehen hierbei geringe Mengen an folgende flüchtige Zersetzungsprodukte und Additive: Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO), Blausäure, Styrol, Ethylbenzol, Acrylnitril. Bei der thermischen Zersetzung von PLA  (Polymilchsäure) können geringe Mengen an Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO) und Aldehyde entstehen. Die Geruchsbelastung ist bei großen Werkstücken, großen Werkstücksmengen und langen Drucklaufzeiten, in Abhängigkeit von Belüftung und Expositionszeit, durchaus stark sein. Sodass ggf. zu überlegen ist, ob der Ausdruck über Nacht/am Nachmittag/ab Stundenende erfolgen kann. Sicherheitsdatenblätter zu ABS und PLA finden Sie hier:

Didaktische Überlegungen

Schöne Produkte, bei denen sich einiges am Geometrie und Mathematik thematisiren lassen sind:

  • Würfel
  • Zahnrad
  • Sterngetriebe

Sehr motivierend sind für die Schülerinnen und Schüler auch:

  • Schlüsselanhänger (ggf. mit Name)
  • Handyschale
  • Das eigene Zimmer (ohne Ausdruck)

 

Viel Spass beim Drucken wünscht Ihnen Philipp Johannes Merten!