Einsatz von 3D-Druckern an Schulen und Hochschulen

Einsatz von 3D-Druckern an Schulen und Hochschulen
In Ausbildung und Lehre werden 3D-Drucker bislang nur vereinzelt eingesetzt. Dabei gibt es gerade hier zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten.

 

Die Technik des 3D-Drucks ist noch dabei, sich zu finden. Derzeit befassen sich potenzielle Anwender vor allem damit, die faszinieren Möglichkeiten auszutesten. Es zeichnet sich aber ab, dass das Herstellen dreidimensionaler Objekte durch 3D-Drucker in den Bereichen wie Design und Prototyping, etwa im Maschinen- und Fahrzeugbau, aber auch in der Anlagentechnik oder im Gesundheitswesen zahlreiche Einsatzgebiete findet und daher auf Dauer viele herkömmliche Verfahren ersetzen wird.

Ein nur selten berücksichtigtes Anwendungsfeld sind Ausbildung und Lehre; aber es gibt bereits erste Pilotprojekte etwa in den USA, in Österreich und auch in Deutschland, wo beispielsweise Thüringer Gymnasiasten an der Berufsakademie Eisenach mit dem 3D-Drucker ein Solarauto gebaut haben. In Großbritannien wird darüber nachgedacht, das Arbeiten mit 3D-Druckern in Lehrpläne aufzunehmen. Schüler und Studenten sind beim Thema 3D-Druck jedenfalls hochmotiviert bei der Sache. Noch stehen relativ hohe Anschaffungs- und Betriebskosten einem breiteren Einsatz in Bildungseinrichtungen entgegen. Mit der bei digitalen Systemen üblichen Preisentwicklung dürfte sich das aber in absehbarer Zeit ändern.

Durch die Verwendung von 3D-Druck kann der Unterrichtsstoff vor allem für Kinder und Jugendliche viel anschaulicher aufbereitet werden; schließlich setzt die bisher übliche Arbeit mit zweidimensionalen Darstellungen, wie sie aus Schulbüchern oder Unterrichtsmaterialien bekannt ist, ja ein gewisses Abstraktionsvermögen schon voraus, das in der Auseinandersetzung mit dem Stoff aber erst noch entstehen muss. Hier können dreidimensionale Objekte den Zugang wesentlich erleichtern, nicht nur, aber vor allem in den MINT-Fächern.

Für fortgeschrittene Schüler und für Studenten dürfte weniger die Veranschaulichung herkömmlicher Unterrichtsinhalte, als das Erschließen neuer Themen im Vordergrund stehen, beispielsweise durch die Erstellung funktionsfähiger Prototypen und die damit mögliche Aneignung beruflich nutzbaren Know-hows. Hier lassen sich teure Modelle durch 3D-Druck-Objekte ersetzen, die nicht nur schnell produziert werden können, sondern auch sehr genau auf den jeweiligen Lernstoff zugeschnitten sind. Da der 3D-Druck mit einiger Sicherheit in vielen Berufszweigen künftig zu den Standard-Verfahren gehören wird, ist die Auseinandersetzung mit dieser Technologie für viele Fächer im Sinne einer zukunftssicheren Berufsvorbereitung ohnehin zwingend. Besonders in folgenden Bereichen lässt sich 3D-Druck im Unterricht einsetzen:

Naturwissenschaften
Mit 3D-Druck können maßgeschneiderte Objekte für Experimente oder anschauliche Modelle für den Physik-, Chemie- oder Biologie-Unterricht sehr schnell erstellt werden. Dabei ist es sehr einfach möglich, Objekte mit genau spezifizierten Proportionen zu schaffen, mit denen dann beispielsweise Hypothesen getestet werden. In der universitären Ausbildung kann die 3D-Drucktechnologie etwa im Bereich Bio-Wissenschaften oder in der Medizin für Strukturmodelle verwendet werden.

Mathematik
Auch der Mathematikunterricht bietet zahlreiche Ansatzpunkte für die 3D-Technologie. Mit Hilfe von 3D-Modellen lassen sich mathematische Zusammenhänge für Kinder und Jugendliche einfacher darstellen. Komplexe Geometrie oder trigonometrische Funktionen können durch 3D-Druck für die Schüler veranschaulicht werden, so dass sie nicht mehr allein auf die zweidimensionalen Darstellungen in Büchern angewiesen sind. Auch hier kann mit CAD-Software der Übergang von einem theoretischen Modell zu einem realen Objekt sehr gut verdeutlicht werden.

Design
Design ist für die neue Technologie eines der wichtigsten Einsatzgebiete. Produkt- und Modedesigner, aber auch Bauingenieure- und Architekten können mit 3D-Druck Prototypen und Modelle erstellen oder auch neue Strukturen greifbar machen, ohne sofort in teure Werkzeuge investieren zu müssen. Studierende können an dreidimensionalen Modellen wesentliche Inhalte dieser Fächer lernen. Zudem sammeln sie frühzeitig Erfahrungen mit dieser Technik. Angehende Designer oder Produktentwickler können aber auch lernen, wie 3D-Druck und Computer Aided Design (CAD) zusammenspielen.

Ingenieurwesen
Das Ingenieurwesen gehörte zu den ersten Branchen, die sich der 3D-Drucktechnologie bedient hat; mittlerweile ist das Verfahren bereits in einigen Bereichen als Werkzeug eingeführt. 3D-Druck und CAD sind daher für jeden Ingenieurstudenten schon heute als Vorbereitung auf den Beruf unverzichtbar. Mit der 3D-Druck-Technologie lassen sich nicht nur schnell Prototypen für das Testen bestimmter Funktionen herstellen. Die Studenten können im Unterricht auch kreative Ansätze zu Problemlösungen entwickeln und testen. Die schnelle Verfügbarkeit von im Wortsinn greifbaren, handfesten Ergebnissen befördert den Lernerfolg dabei erheblich.

Kunst
3D-Druck stellt auch ein immenses Potenzial für kreative Berufe dar. Für Künstler erschließt sich hier ein neues Medium, womöglich sogar eine neue Kunstgattung. Künstler können neue Texturen, komplexe Geometrie und kreative Strukturen zum Beispiel einer Skulptur in kleinerem Maßstab per 3D-Druck auf einfache Weise produzieren und dann die Wirkung beurteilen; mit herkömmlichen Verfahren wäre das wenn überhaupt nur mit beträchtlichem Aufwand möglich. Kunststudenten haben durch den 3D-Druck die Möglichkeit, mit ihren Vorstellungen einfacher zu experimentieren und sich so weiterzuentwickeln.

3D-Druck ist dabei, sich in Wissenschaft, Forschung und Industrie zu etablieren. Grund genug, in Unterricht, Ausbildung und Lehre hier nicht abseits zu stehen.

Autor: Nils Becker-Birck, Regional Sales Senior Manager- Printing Solutions bei Dell in Frankfurt

Hinterlasse einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.Benötigte Felder sind markiert *

*

Du kannst folgende HTML-Tags benutzen: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>