Batman und Blockflöte aus dem 3D-Drucker Der Forschungsclub „changING“ veranstaltete digitale Workshops zu „CAD und 3D-Druck“
Was für ein Erfolg, die eigene Konstruktion eines virtuellen Modells als reales Objekt in den Händen zu halten! Die Schülerin Anna Lübke vom Braunschweiger Martino-Katharineum begutachtet ihre blaue Stiftebox aus dem 3D-Drucker und ist angetan von ihrem Prototypen, den sie während des digitalen Workshops „CAD und 3D-Druck“ realisiert hat. Die Workshops für insgesamt rund 30 Schülerinnen und Schüler werden vom Forschungsclub „changING“ des Exzellenzclusters SE²A – Sustainable and Energy-Efficient Aviation – an der TU Braunschweig veranstaltet.
Auch der Forschungsclub ist von der Corona-Pandemie betroffen. Das Team um die wissenschaftliche Mitarbeiterin Dina Al-Kharabsheh vom Institut für Fachdidaktik der Naturwissenschaften der TU Braunschweig hat deshalb kurzerhand neu geplant. „Wir haben ein Konzept entwickelt, wie die Gruppen trotz dieser außergewöhnlichen Zeit zusammen Themen bearbeiten können“, erklärt sie.
Das Logo des Forschungsclubs „changING“ aus dem 3D-Drucker. Schüler Daniel Liu hatte es während des Workshops als CAD-Modell konstruiert. Bildnachweis: Max Fuhrmann/TU Braunschweig
Digitale Workshops im 3D-Druck Lab
Die Workshops „CAD und 3D-Druck“ – für jede der drei Gruppen jeweils vier Termine – wurden deshalb digital veranstaltet – mit großem Zuspruch und Erfolg. Der vierte Termin konnte – unter Berücksichtigung der geltenden Abstands- und Hygienevorschriften – im Institut für Adaptronik und Funktionsintegration (IAF) stattfinden. Dort hatten die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, die Werkstatt und das 3D-Druck Lab zu besichtigen sowie Fragen zu stellen.
Die wissenschaftlichen Mitarbeiter Johannes Wolff und Hendrik Traub, beide vom IAF, sowie Siby Jose vom Institut für Angewandte Mechanik (IAM) hatten sich einiges einfallen lassen, um den Schülerinnen und Schülern den Umgang mit CAD (Computer-Aided Design), also dem rechnerunterstützten Konstruieren, anschaulich zu erklären und zu zeigen, wie sich ein selbst erstelltes CAD-Modell in drei Schritten in ein druckfähiges Modell umwandeln lässt.
Auch die Schülerinnen und Schüler waren nicht zu bremsen. Während des Workshops schickten sie nicht nur ihre Fragen an die drei Dozenten, sondern auch per Link ihre CAD-Modelle, die sie in ihrer Freizeit konstruiert hatten. Dreidimensionale Modelle wurden in den Workshops hin und her bewegt und von allen Seiten betrachtet, Fehlerquellen in der Konstruktion aufgedeckt und Tipps gegeben, wie sich Mängel vermeiden lassen – indem zum Beispiel Grenzwerte zu beachten sind und Wände nicht zu dünn konstruiert werden. Im Zeitraffer war der 3D-Druck eines Flugzeugsmodells zu beobachten. Ein Youtube-Video, das den Druck eines filigranen Kirchenmodells zeigt, wurde spontan präsentiert, um die Möglichkeiten des 3D-Drucks zu veranschaulichen.
Direkt aus dem 3D-Druck: X-Wing im Miniaturformat
Klein, aber fein: das X-Wing-Flugzeug von Schüler Hamza Touati. Bildnachweis: Max Fuhrmann/TU Braunschweig
Daniel Liu, der die 10. Klasse des Braunschweiger Wilhelm-Gymnasiums (WG) besucht, reichte zur Überraschung des „changING“-Teams das Logo des Forschungsclubs als CAD-Modell ein. Das wurde später ebenso in 3D gedruckt wie das bewegbare Batman-Modell und das X-Wing-Flugzeug von Hamza Touati, ebenfalls Schüler des WG.
Gelungener Prototyp: Schülerin Anna Lübke mit ihrer selbst konstruierten Stiftebox aus dem 3D-Drucker. Hendrik Traub vom Institut für Adaptronik und Funktionsintegration der TU Braunschweig erläutert, wie das Verfahren funktioniert. Bildnachweis: Max Fuhrmann/TU Braunschweig
Schüler Daniel Liu (links) lässt sich von Siby Jose vom Institut für Angewandte Mechanik der TU Braunschweig einen der 3D-Drucker im Detail erklären. Bildnachweis: Max Fuhrmann/TU Braunschweig
Da staunte nicht nur Ziad Ben Hadj Salem (links), Mentor im „changING“-Programm: Schüler Hamza Touati hatte ein bewegbares Batman-Modell sowie ein X-Wing-Flugzeug konstruiert. Bildnachweis: Max Fuhrmann/TU Braunschweig
Johannes Wolff vom Institut für Adaptronik und Funktionsintegration der TU Braunschweig zeigt die selbst konstruierte und voll funktionierende Blockflöte von Schülerin Julia Mülhausen. Bildnachweis: Dina Al-Kharabsheh/TU Braunschweig
Ihre Prototypen konnten die Schülerinnen und Schüler später im IAF abholen und dabei auch gleich noch einen Blick auf die 3D-Drucker werfen. Tanja Brunzendorf, 11. Klasse, hat eine Burg und Julia Mülhausen, ebenfalls 11. Klasse, eine vollfunktionierende Blockflöte konstruiert. Hannah Ameer und Lisa Scharp ließen sich ihren Schlüsselanhänger ausdrucken. Sämtliche Objekte sind im FDM-Verfahren gedruckt worden. Bei diesem Fused Deposition Modeling wird das Objekt schichtweise aus einem schmelzfähigen Kunststoff aufgebaut. Das braucht durchaus Zeit. Rund neun Stunden hat der Drucker für die Blockflöte benötigt. Julia hatte aber alles richtig gemacht. Ihre Konstruktion ist fehlerfrei, auch die Wände sind stabil. Die Blockflöte kommt jetzt in ihrer Freizeit zum Einsatz.
Über „changING“
Der Forschungsclub „changING“ des Exzellenzclusters SE²A – Sustainable and Energy-Efficient Aviation – an der TU Braunschweig startete im Oktober 2019. 30 Schülerinnen und Schüler ab der 10. Klasse bekommen dort die Gelegenheit, selbst zu experimentieren. Zudem lernen sie technische Studiengänge und Berufe im Forschungsschwerpunkt „Mobilität“ der TU Braunschweig praxisnah kennen. Ziel von changING ist es, vor allem Mädchen für technische Themen zu begeistern. Die Schülerinnen und Schüler werden bis zum Abitur begleitet, wenn sie über die gesamten vier Jahre Projektlaufzeit dabeibleiben möchten.
