Best Practice
Von der Idee bis zum fertigen Produkt.
Projekt Bohrvorrichtung
Von der Idee zum fertigen Produkt – am Beispiel des Projekts Bohrvorrichtung.
Die Phasen münden in Transfer und Reflektion. Die Teile werden iterativ optimiert und umkonstruiert, sodass sie 3D-Druck gerecht und dadurch wirtschaftlicher sind.
Die Phasen münden in Transfer und Reflektion. Die Teile werden iterativ optimiert und umkonstruiert, sodass sie 3D-Druck gerecht und dadurch wirtschaftlicher sind.
Phase 1 – Idee
In der ersten Phase geht es um die Ideenfindung. Die Lern- und Arbeitsmaterialien von der Westermann Gruppe und der fabmaker GmbH fördern hierbei die Lernenden in ihrer Kreativität und Kompetenzentwicklung und unterstützen sie bei der Findung von Ideen.
Bei dem Projekt Bohrvorrichtung wurde zunächst der imaginäre Auftrag eines Kunden betrachtet.
Dieser erwartete die kurzfristige Bohrung von 500 Winkeln, die immer an der gleichen Stelle sein sollten. Dabei wurden sowohl Kostenfaktoren als auch technische und anforderungsgerechte Aspekte betrachtet.
Hierzu waren einige Fragen zu klären:
Dieser erwartete die kurzfristige Bohrung von 500 Winkeln, die immer an der gleichen Stelle sein sollten. Dabei wurden sowohl Kostenfaktoren als auch technische und anforderungsgerechte Aspekte betrachtet.
Hierzu waren einige Fragen zu klären:
- Welche technologischen Verfahren können zur Produktion eingesetzt werden?
- Wie fällt der Vergleich zwischen herkömmlichen und digitalen Verfahren in Hinsicht auf Wirtschaftlichkeit, Effizienz und Fertigungsdauer aus?
- Kann eine Bohrvorrichtung aus Kunststoff die Kräfte genauso wie eine aus Stahl aufnehmen?
- Ist die Fertigung mit dem 3D-Druck auch so präzise wie die Metallfertigung?
Phase 2 – Konstruktion
Nach der ersten Phase werden die Ideen mit Hilfe der CAD-Software und verschiedenen Online-Tools konstruiert und umgesetzt. Hierzu wird eine Skizze erstellt und daraus ein 3D-Modell mit der CAD-Software modelliert.
Mit der Slicing-Software können unterschiedliche Druckprofile ausgewählt werden, wobei der Fokus auf Qualität, Stabilität, Geschwindigkeit oder niedrige Kosten gelegt werden kann. Eine Hilfe hierbei sind Online-Tutorials sowie eine Modelldatenbank zum Austausch mit anderen.
Mit der CAD-Software wurde die Bohrvorrichtung mit Bohrungen, Gewinden, Fasen etc. modelliert. Geometrische Beziehungen wurden hierbei gezielt eingesetzt, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten. So gelang es, das erste Modell Schritt für Schritt zu gestalten.
Phase 3 – Produktion
In einer weiteren Phase werden die Modelle gedruckt. Die zuvor geplanten Bauteile, die mit dem Bildungsdrucker erstellt werden, fördern das Verständnis der Lernenden für unternehmerische Zusammenhänge von Produktion und Wirtschaftlichkeit. Sie entwickeln so ein Gespür für Kosten- und Zeitmanagement und können direkt die Verantwortung für die Planung ihrer Projekte übernehmen.
Für das Projekt ergab sich in dieser Phase der Vergleich zwischen konventioneller Fertigungstechnik und dem 3D-Druck, da durch die direkte Durchführung Vor- und Nachteile herausgearbeitet werden konnten. Zu den wichtigsten Vorteilen gehörte die Möglichkeit, mehrere Teile gleichzeitig, in einer Maschine, bei kürzeren Fertigungszeiten herzustellen. Als nachteilig beim 3D-Druck erwies sich die Festigkeit des Materials.
Phase 4 – Montage
In der letzten Phase folgt die Zusammenstellung von einzelnen Bauteilen. Damit haben die Lernenden den Prozess von der Ideenentwicklung bis hin zur Anfertigung aktiv durchlebt. Dieser Projektdurchlauf fördert das selbstständige Arbeiten der Lernenden und stärkt die Teamfähigkeit durch die aktive Arbeit in einer Projektgruppe.
Als Ergebnis des Projektes kam heraus, dass es wenig Unterschiede im Zusammenbau der beiden Bohrvorrichtungen gibt, da sie aus den gleichen Bauteilen bestehen. Bei der Kunststoffversion musste darauf geachtet werden, die Schrauben nicht zu fest anzuziehen, da die Festigkeit der Schraube deutlich größer war und ansonsten Gewinde hätten beschädigt werden können. Aufgrund der deutlich günstigeren Kosten bezüglich Material und Personal sowie durch die Vorteile der autonomen Fertigung wurde zur Herstellung der Bohrungen in den Winkeln die Bohrvorrichtung gewählt, die mit dem 3D-Drucker hergestellt wurde. Letztendlich konnte der Auftrag des Kunden zu seiner Zufriedenheit abgeschlossen werden.
Fach- und Methodenkompetenzen
Fach- und Methodenkompetenzen
- Systematisch methodisches Vorgehen
- Analytische Fähigkeiten
- Planungsverhalten
- Projektmanagement
Aktivitäts- und Handlungskompetenzen
Aktivitäts- und Handlungskompetenzen
- Ergebnisorientierung
- Innovationsfreudigkeit
- Gestaltungswille
Sozial-kommunikative Kompetenzen
Sozial-kommunikative Kompetenzen
- Problemlösungsfähigkeit (im Team)
- Experimentierfreude
- Kooperationsfähigkeit
- Teamfähigkeit
Personale Kompetenzen
Personale Kompetenzen
- Schöpferische Fähigkeit
- Ganzheitliches Denken
- Lernbereitschaft
