{"id":57725,"date":"2024-08-13T00:01:37","date_gmt":"2024-08-12T22:01:37","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=57725"},"modified":"2024-08-13T09:59:39","modified_gmt":"2024-08-13T07:59:39","slug":"3d-gedruckte-fahrradanhaenger-frankenlandschule-wallduern-130820241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-gedruckte-fahrradanhaenger-frankenlandschule-wallduern-130820241\/","title":{"rendered":"Nachhaltige Mobilit\u00e4t auf Knopfdruck: Der 3D-gedruckte Fahrradanh\u00e4nger der Frankenlandschule Walld\u00fcrn"},"content":{"rendered":"

Nachhaltigkeit<\/a> spielt eine immer wichtigere Rolle f\u00fcr unsere Zukunft und innovative Produktionsmethoden<\/a> sind entscheidend, um Ressourcen zu schonen. Diesem Trend folgte auch eine Klasse der Frankenlandschule auf spannende Weise. Unter Leitung des Fachlehrers J\u00f6rn Hahn, nutzen die Sch\u00fcler die M\u00f6glichkeit ein nachhaltiges 3D-Druck<\/a> Projekt zu realisieren. Nach einer Phase intensiven Lernens und Experimentierens, entstand die Idee umweltfreundliche Fahrradanh\u00e4nger<\/a> 3D zu drucken. Diese werden aus recycelbarem Kunststoff<\/a> gefertigt und k\u00f6nnen im Falle eines Defekts problemlos repariert oder ersetzt werden. Das Projekt vereint Kreativit\u00e4t<\/a> mit nachhaltigem Denken und die Anh\u00e4nger sind ein beeindruckendes Beispiel daf\u00fcr, welche ressourcenschonenden Potentiale der 3D-Druck bietet.<\/p>\n

3DN: K\u00f6nnten Sie sich kurz vorstellen und erl\u00e4utern, wie Sie zum 3D-Druck und zur Idee Fahrradanh\u00e4ngern 3D zu drucken, gekommen sind?<\/h3>\n

Mein Name ist J\u00f6rn Hahn und ich unterrichte an der Frankenlandschule Walld\u00fcrn, einer kaufm\u00e4nnischen beruflichen Schule im n\u00f6rdlichen Baden-W\u00fcrttemberg die F\u00e4cher Biologie, Geschichte, Ethik und Multimedia. Schon seit fr\u00fchster Jugend an faszinierten mich die Gebiete der Elektro- und IT-Technik und die daraus resultierenden Anwendungsm\u00f6glichkeiten. Der Vortrag eines Mitsch\u00fclers in der Technik-AG meiner damaligen Schule machte mich erstmals auf den 3D-Druck aufmerksam. Die Vorstellung, ein dreidimensionales Objekt virtuell zu designen und dann einfach \u201eauszudrucken\u201c empfand ich zu diesem Zeitpunkt als unfassbar futuristisch. Obwohl die Grundprinzipien des 3D-Drucks bereits in den 1980er Jahren gelegt wurden, kostete ein Stratasys FDM-Drucker<\/a> im Jahr 2000 dennoch etwa 50.000 US-Dollar, was zusammen mit seiner komplexen Bedienung den 3D-Druck f\u00fcr den privaten Bereich utopisch machte. Trotzdem verfolgte ich die Entwicklungen auf diesem Gebiet mit gro\u00dfem Interesse, da mich die zahlreichen Anwendungsbereiche und potentielle zuk\u00fcnftige Einsatzm\u00f6glichkeiten faszinierten.<\/span><\/p>\n

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Der 3D-gedruckte Fahrradanh\u00e4nger. (Bild: Frankenlandschule)<\/p><\/div>\n

Vor drei Jahren war es dann soweit, dass ich mir einen lang gehegten Traum erf\u00fcllen und den ersten 3D-Drucker<\/a> mein Eigen nennen konnte. Nach einer intensiven Einarbeitungsphase entschloss ich mich dazu, auch meine\u00a0 Sch\u00fcler an diesem faszinierenden Thema teilhaben zu lassen. Den unterrichtlichen Rahmen dazu bot das Fach Multimedia in der zweij\u00e4hrigen Berufsfachschule, dessen Kernelement das Arbeiten mit elektronischen Medien inklusive der dazugeh\u00f6rigen Peripherieger\u00e4te ist. Gleichzeitig bot sich die ausgewiesene projekt- und handlungsorientierte Unterrichtsgestaltung dieses Fachs dazu an, die Sch\u00fcler mit neuen, zukunftsweisenden Technologien bekannt zu machen. Parallel dazu lie\u00df sich dieser neue Unterrichtsgegenstand fachlich und didaktisch sinnvoll mit bereits vorhandenen Unterrichtseinheiten, wie etwa dem Erstellen von virtuellen 3D-Objekten<\/a>, verkn\u00fcpfen.\u00a0\u00a0<\/span><\/p>

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Gegen Ende der Unterrichtseinheit kam bei den Sch\u00fclern der Wunsch nach einem finalen Projekt auf. Nachdem sie sich die Grundlagen erarbeitet und mit gro\u00dfer Begeisterung bereits kleinere Projekte gemeistert hatten, wollten sie ihre Kompetenzen in einem gemeinsamen Projekt b\u00fcndeln. Angesichts der bestehenden globalen Krisen ergab ein erstes gemeinsames Brainstorming, dass wir unser Projekt im Bereich Nachhaltigkeit verorten wollten. Die z\u00fcndende Idee ergab sich, als eine Sch\u00fclerin die mangelnden Transportkapazit\u00e4ten ihres Fahrrads bem\u00e4ngelte, was oftmals zur Konsequenz hatte, dass sie sich statt des Rads f\u00fcr das Auto entschied. Dieser Problematik wollten wir mit einem selbst gebauten Fahrradanh\u00e4nger begegnen, der m\u00f6glichst ressourcenschonend produziert werden sollte. Dar\u00fcber hinaus sollte er im Falle eines Defekts oder bei Materialerm\u00fcdung komplett zerlegbar sein, sodass alle betroffenen Teile ersetzt, neu gedruckt oder repariert werden k\u00f6nnen, woraus sich eine theoretisch unendliche Lebensdauer ergibt. Das vermeidet M\u00fcll, schont Ressourcen und den Geldbeutel gleich mit. Zudem erhielten alle\u00a0 Sch\u00fcler Zugang zu den Druckdateien und die M\u00f6glichkeit, den Drucker zu nutzen, sodass es ihnen m\u00f6glich war, den Anh\u00e4nger zuhause mitzubauen.\u00a0<\/span><\/p>\n

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(Bild: Frankenlandschule)<\/p><\/div>\n

3DN: Wo sehen Sie die Vorteile des 3D-Drucks und welche Technologien und Materialien verwenden Sie?<\/h3>\n

Der in meinen Augen gr\u00f6\u00dfte Vorteil des 3D-Drucks ist seine unglaubliche Flexibilit\u00e4t. Nahezu alle dreidimensionalen Formen k\u00f6nnen gedruckt werden. Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glichen verschiedene Filamente und Druckeinstellungen besondere Werkst\u00fcckeigenschaften. Der Fantasie sind kaum Grenzen gesetzt. Das weckt bei den\u00a0 Sch\u00fclern den Erfindergeist und binnen kurzer Zeit ein reales Objekt in H\u00e4nden halten zu k\u00f6nnen, welches zuvor nur auf dem Computerbildschirm sichtbar war, ist gerade beim ersten Mal eine ganz besondere Erfahrung. Damit ist der 3D-Drucker ein Ger\u00e4t, welches die nat\u00fcrliche Grenze zwischen dem virtuellen Raum und der Realit\u00e4t ein St\u00fcck weit aufzuheben vermag. Und mit einer Druckgeschwindigkeit von bis zu 500mm\/s sind auch gr\u00f6\u00dfere Teile in modernen FDM-Druckern in vergleichsweiser kurzer Zeit herstellbar. F\u00fcr den Workflow dieses Projektes ist dies von enormem Wert, insbesondere wenn gedruckte Teile besch\u00e4digt werden oder noch optimiert werden m\u00fcssen. Ohne lange Wartezeit erh\u00e4lt man ein Ersatzexemplar oder eine optimierte Version des Teils und kann z\u00fcgig am Projekt weiterarbeiten.\u00a0<\/span><\/p>\n

Das Grundger\u00fcst des Anh\u00e4ngers bilden Aluminiumvierkantrohre, dazu wurden zwei Luftreifen, zwei Gasdruckfedern aus dem M\u00f6belbau als Sto\u00dfd\u00e4mpfer, ein Adapter f\u00fcr die Verbindung zum Fahrrad, Maschinenschrauben und Muttern, eine Gewindestange, sowie eine Heckleuchte beschafft. Den Aufbau bildet ein handels\u00fcblicher Eurobeh\u00e4lter aus Kunststoff, wie man ihn in jedem Baumarkt finden kann. Alle anderen Teile wurden von den\u00a0 Sch\u00fclern mithilfe von CAD<\/a> virtuell konstruiert, gesliced und anschlie\u00dfend ausgedruckt. Als Filament<\/a> wurde recyceltes PLA<\/a> verwendet. Die Grundlage aller elektronischen Aufbauten stellt ein programmierbares Arduino-Board dar. Um besonders belasteten Verbindungen zus\u00e4tzliche Stabilit\u00e4t zu verleihen, wurden die betroffenen Aluminiumvierkantrohre mit Epoxidharz<\/a> ausgegossen. \u00a0<\/span><\/p>\n

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PLA ist eines der meistgenutzten Materialien im FDM-3D-Druck, da es aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisst\u00e4rke besteht und in Industrieanlagen biologisch abbaubar ist.<\/p><\/div>\n

3DN: Sind Sie bei der Herstellung des Fahrradanh\u00e4ngers auch auf Herausforderungen gesto\u00dfen?<\/strong><\/h3>\n

Der Fahrradanh\u00e4nger sollte sicher, stabil, kosteng\u00fcnstig und mit m\u00f6glichst jedem g\u00e4ngigen Fahrrad kompatibel sein. All diese Aspekte in einer Konstruktion zu vereinen war eine gro\u00dfe Herausforderung. Dabei kristallisierte sich die Konstruktion der mechanisch besonders belasteten Teile als komplexeste Aufgabe heraus. F\u00e4hrt man beispielsweise mit dem Anh\u00e4nger einen gr\u00f6\u00dferen Bordstein herunter, so wird unter anderem die Deichsel und deren Verbindung mit dem Grundrahmen stark belastet und muss daher besonders verwindungssteif konstruiert sein. <\/span>Um all das zu schaffen, teilten sich die Sch\u00fcler in Kleingruppen auf, die sich jeweils auf die Konstruktion bestimmter Baugruppen spezialisierten. W\u00e4hrend also die einen den Rahmen konstruierten, widmeten sich andere der Federung oder dem Aufbau. Effiziente Teamarbeit und ein geregelter Workflow waren bei diesem Projekt ein absolutes Muss und es war beeindruckend zu sehen, wie sich die\u00a0 Sch\u00fcler bereits nach kurzer Zeit selbst organisierten und team\u00fcbergreifend Probleme in Angriff nahmen. <\/span><\/p>\n

Nichtsdestotrotz waren die Bauteile im Vergleich zu all jenen Formen und Objekten, welche die\u00a0 Sch\u00fcler bis dato konstruiert hatten, ein enormer Niveausprung, da sie diese von Grund auf konstruieren, optimieren und an die anderen Teile anpassen mussten. Eine Anleitung gab es nicht, nur eine Schieblehre, das bereits bekannte CAD-Programm und das eigene Vorstellungsverm\u00f6gen. Freud und Leid lagen hier manchmal sehr nahe beieinander. Die Resilienz der jungen Konstrukteure wurde sp\u00e4testens dann in besonderem Ma\u00dfe gefordert, wenn ein Teil des Anh\u00e4ngers auch nach mehreren Optimierungsprozessen noch nicht den Anforderungen standhielt. Umso gr\u00f6\u00dfer war anschlie\u00dfend der Jubel \u00fcber ein gegl\u00fccktes Bauteil oder eine fertig gestellte Baugruppe, ganz zu schweigen als der Anh\u00e4nger seine endg\u00fcltige Form annahm.<\/span><\/p>\n

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(Bild: Frankenlandschule)<\/p><\/div>\n

3DN: Wo sehen Sie Ihr Projekt in den n\u00e4chsten Jahren und was sind Ihre langfristigen Ziele?<\/strong><\/h3>\n

Der aktuelle Prototyp des Fahrradanh\u00e4ngers wird im kommenden Schuljahr intensiv getestet. Alle Bauteile werden in bestimmten Intervallen auf ihre Stabilit\u00e4t gepr\u00fcft und gegebenenfalls in ihrem Design verbessert, um eine m\u00f6glichst lange Lebensdauer zu gew\u00e4hrleisten. Dar\u00fcber hinaus m\u00f6chten wir unterschiedliche Filamente, beispielsweise Verbundfilamente aus Kunststoff und Metall<\/a>, auf ihre potentielle Tauglichkeit hin testen und so unsere Bauteile auch in puncto Werkstoff optimieren. Gleichzeitig dient der Fahrradanh\u00e4nger als Tr\u00e4gersystem f\u00fcr unterschiedliche elektronische Aufbauten. Diese basieren auf einem programmierbaren Arduino-Board und dienen dazu, den Anh\u00e4nger \u201esmarter\u201c und in seiner Anwendung vielseitiger zu machen. So handelt es sich beim ersten elektronischen Aufbau um einen Abstandssensor, welcher den nachfolgenden Verkehr bei zu geringem Sicherheitsabstand per optischem Signal warnt. Auf diese Weise erhalten die Sch\u00fcler erste fachliche Impulse im Bereich Programmierung und Elektrotechnik. Weitere Aufbauten, wie etwa eine im Deckel integrierte Solarzelle<\/a>, die eine Powerbank speist, um beispielsweise ein Handy aufzuladen, sind bereits in Arbeit.\u00a0 \u00a0<\/span><\/p>\n

Langfristig w\u00fcrde ich gerne den 3D-Druck als fixen Bestandteil des Multimedia-Curriculums implementieren. Der 3D-Druck als zukunftsweisende Technologie ist in meinen Augen ein wertvoller didaktischer Ankerpunkt, der Sch\u00fcler begeistert und auf diese Weise ihr Interesse f\u00fcr naturwissenschaftliche und technische Fragestellungen gewinnt. Zudem bietet dieses Thema den Sch\u00fclern wertvolle Einblicke in die Welt der modernen Fertigung und Produktentwicklung, insbesondere in Zeiten des technologischen Wandels. Zudem ebnet das Knowhow im Umgang mit einem 3D-Drucker<\/a> den Sch\u00fclern den Weg zu zahlreichen beruflichen M\u00f6glichkeiten, da die 3D-Drucktechnologie in unterschiedlichsten Branchen immer mehr an Bedeutung gewinnt und Fachkr\u00e4fte mit Kenntnissen in diesem Bereich sehr gefragt sind. Dar\u00fcber hinaus sollen in den kommenden Jahren die entwickelten Modelle in unserer schulinternen \u00dcbungsfirma fiktiv vermarktet werden. Auf diese Weise k\u00f6nnten kaufm\u00e4nnische und technische Grundlagen verzahnt und praxisorientiert unterrichtet werden. Des Weiteren w\u00fcrde es mich sehr freuen, wenn ich die entwickelten und bereits erprobten Unterrichtsinhalte und Erfahrungen im Rahmen von Fortbildungen an Interessierte, wie beispielsweise Kolleginnen und Kollegen anderer Schulen, weitergeben k\u00f6nnte. \u00a0<\/span><\/p>\n

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(Bild: Frankenlandschule)<\/p><\/div>\n

3DN: Arbeiten Sie auch an anderen 3D-Druck-Projekten? Wenn ja, welche?\u00a0<\/strong><\/h3>\n

Dem Projekt \u201eFahrradanh\u00e4nger\u201c ging eine intensive fachliche Erarbeitungsphase voraus, in welcher die\u00a0 Sch\u00fcler unter Beweis stellen mussten, dass sie den Herausforderungen der Technik gewachsen waren. Neben dem notwendigen mathematischen und technischen Fachwissen, galt es vor allem, sich im Bereich CAD fit zu machen. Vollst\u00e4ndige Baupl\u00e4ne aus dem Internet herunterladen kann schlie\u00dflich jeder. Das ambitionierte erste Ziel: Ein eigenes Schachspiel zu entwerfen und komplett von den Figuren bis hin zum Brett mithilfe des 3D-Druckers herzustellen. Das zwischenzeitlich fertiggestellte Schachbrett kann nun von allen Sch\u00fclern der Frankenlandschule ausgeliehen und in den Pausenzeiten genutzt werden. Weitere Projekte umfassten bereits komplexere Formen, wie etwa Spiralvasen und Handyhalterungen. Zudem bekamen die Sch\u00fcler die Gelegenheit, optionale, individuelle DIY-Projekte zu realisieren.\u00a0<\/span><\/p>\n

3DN: Haben Sie noch abschlie\u00dfende Worte an unsere Leserschaft?<\/strong><\/h3>\n

Die Sch\u00fcler des Multimediakurses der zweij\u00e4hrigen Berufsfachschule und ich, m\u00f6chten an dieser Stelle die Gelegenheit nutzen und 3Dnatives f\u00fcr diese einzigartige M\u00f6glichkeit danken, unser Projekt in Ihrem Medium vorstellen zu d\u00fcrfen. Wir w\u00fcrden uns sehr freuen, Sie und Ihre Leserschaft \u00fcber unsere kommenden Projekte weiter auf dem Laufenden halten zu d\u00fcrfen. Um mit mir (J\u00f6rn Hahn) in Kontakt zu treten klicken Sie HIER<\/a>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Was halten Sie von dem Projekt der Frankenlandschule? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf\u00a0Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Nachhaltigkeit spielt eine immer wichtigere Rolle f\u00fcr unsere Zukunft und innovative Produktionsmethoden sind entscheidend, um Ressourcen zu schonen. Diesem Trend folgte auch eine Klasse der Frankenlandschule auf spannende Weise. Unter Leitung des Fachlehrers J\u00f6rn Hahn, nutzen die Sch\u00fcler die M\u00f6glichkeit…<\/p>\n","protected":false},"author":6112,"featured_media":57730,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[49,10],"tags":[],"class_list":["post-57725","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktuelles","category-interviews"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/57725","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6112"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=57725"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/57725\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58092,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/57725\/revisions\/58092"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/57730"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=57725"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=57725"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=57725"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}