3D-Druck in der Schule

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1 3D-Druck in der Schule RED 1.0 3D-Druck in der Schule 2018

2 3D-Druck in der Schule Einführung Kaum ein Techniktrend sorgt gegenwärtig für so viel Aufsehen wie 3D-Druck. In der Industrie, beim Produktdesign oder in der Architektur sind diese Geräte bereits seit den 1990er Jahren für die Prototypen- und Modellfertigung unverzichtbar geworden. Wegen der hohen Anschaffungs- und Betriebskosten blieben sie für andere Bereiche jedoch lange Zeit unerschwinglich. Das änderte sich spätestens, als die Hersteller über die Serienfertigung erschwingliche Geräte herausbrachten und damit das dreidimensionale Drucken populär machten. Seither steigt die Nachfrage und die Geräte bahnen sich stetig ihren Weg in neue Anwendungsbereiche und Zielmärkte so auch in die Schulen. Die Entwicklung von 3D Druckern hat sich in letzter Zeit rasant entwickelt. Aber nicht jeder ist schultauglich, nicht jeder entspricht dem Preis-Leistungsverhältnis und nicht jeder erfüllt unsere Ansprüche. Unsere Favoriten, der Ultimaker² und der RED 1.0, halten dieser Prüfung mit Bravour stand und das bei einem günstigen Preis. Sie sind prädestiniert für den Einsatz im Unterricht und in Verbindungmit den notwendigen CAD-Kenntnissen ein innovatives und praxisbezogenes Medium für MINT (Mathematik/Informatik/Naturwissenschaft/Technik). Was ist 3D Druck? Ein 3D-Drucker ist eine Maschine, die dreidimensionale Werkstücke herstellt. Der Aufbau erfolgt computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach vorgegebenen Maßen und Formen. Beim Aufbau finden chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Typische Werkstoffe für das 3D-Drucken sind Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle. Das gängigste Verfahren heißt Fused Deposition Modeling (FDM). Es arbeitet mit thermoplastischen Kunststoffen als Basismaterial und ist eine Art 3D Tintenstrahldrucker. Meist führt das Gerät das Basismaterial in Form von (Kunststoff-) Draht von einer Vorratsrolle einem Extruder-Druckkopf zu und schmilzt es darin. Beim eigentlichen Druckvorgang bringt dieser Druckkopf das flüssige Material auf die darunterliegende Schicht auf. Druckkopftemperatur, Schmelzverhalten, Wärmekapazität und Leitfähigkeit des Materials sind so beschaffen, dass das aus der Extruderdüse austretende geschmolzene Material sich mit dem darunterliegenden, bereits gedruckten verbindet und sofort erstarrt, ohne zu zerfließen. Dies geschieht so lange, bis das gesamte Objekt Schicht für Schicht fertig gedruckt wurde. So können maximal 23 x 22,5 x 20 cm große Objekte in feinen Schichten hergestellt werden.

3 Von der Idee zum fertigen Produkt Die Idee als Skizze Die Idee mit 3D-CAD erstellen und als STL-Datei abspeichern oder... Objekt aus einer 3D-Bibliothek laden z.b. thingiverse.com oder... Objekt dreidimensional scannen STL-Datei in Slicer-Software öffnen z.b. Cura, RepetierHost, simplify3d oder andere Daten auf SD-Speicherkarte oder USB-Stick abspeichern und in den 3D-Drucker einlesen. Druck starten. Der 3D-Drucker RED 1.0 Das fertige Produkt

4 RED 1.0 Teacher Version Der RED 1.0 3D-Drucker beeindruckt mit seinem modernen Design, seiner hohen Schichtauflösung von bis zu 0,05 mm (50 Mikron!) und einer hohen 3D-Druckgeschwindigkeit bis zu 150 mm/s (in Abhängigkeit der Qualität des Filaments sowie des Durchmessers der Extruder-Düsen). Durch den Datentransfer mit USB-Stick ermöglicht er einen computerunabhängigen 3D-Druck Ihrer Modelle. Ein zusätzlicher USB-Anschluss auf der Rückseite bietet Ihnen den Komfort einer Steuerung über PC und Laptop. Die integrierte LED Beleuchtung des RED 1.0 sorgt außerdem für eine absolute Kontrolle über den 3D-Druck. Zahlreiche Funktionen machen den RED 1.0 zu einem benutzerfreundlichen 3D-Drucker: Touchscreen Display, USB-Anschluss an externen PC, automatische-drucktisch-nivellierung. Der RED 1.0 besticht mit einer großen Bandbreite an Materialien und einer hervorragenden Druckqualität. Damit wird der RED 1.0 zu einer zukunftssicheren Anschaffung. einfacher Filament Wechsel. die austauschbaren Extruder Düsen lassen dem Anwender die Wahl zwischen einem schnellen oder detailreichen Druck RED 1.0 wird komplett mit einem USB- Stick, Werkzeug, Düse 0,4mm, Heizpatrone 24V/40W und einer Rolle PLA-Filament geliefert. Technologie Druckraum (X x Y x Z) Druckgeschwindigkeit Verfahrgeschwindigkeit Positioniergenauigkeit (X/Y) Schichtdicke (minimal) Filament / Düsen-Durchmesser (Standard) Aufbau FFF (Fused Filament Fabrication) 200 x 200 x 200 mm mm/s mm/s +/- 0,1 mm 0,05 mm 1,75 mm / 0,4 mm Aluminium Profil, Blech, Lackierung Pulverbeschichtung, Macrolon Material PLA, PS, PVA, PCMAX, CARBONFIL, Laywood, PP, GreenTec ABS (mit optionaler Haube und Aktivkohlefilter) Extrudertyp Direktextruder Typ MK8 Extrudertemperatur (max) 270 C Druckbett-Technologie Beheizbar bis 140 C Display Touchscreen (Farbe) Daten Transfer USB mit Stick vorne, USB-Anschluss hinten für PC, Laptop, WiFi (optional) Software-Ausstattung Repetier-Host, Cura, Slic3r, Simplify3D (optional) Software, Marlin open source Leistungsaufnahme (max) 400 W Betriebsspannung Eingangsspannung 115 / 230 V AC Arbeitsspannung 24 V DC Umgebungstemperatur C Außenmaße ca. (BxTxH) 440 x 370 x 480 mm (ohne Haube) Gewicht 15 kg Optionen Haube mit Aktivkohlefilter, Unterschrank, Untergestell Verfügbare Düsen 0,2 / 0,3 / 0,4 / 0,5 aus Messing oder gehärtetem Stahl Bestellnummer

5 RED 2.0 Student Version Der RED 2.0 Kleinformat-3D-Drucker beeindruckt mit seinem kompakten Design, seiner Schichtauflösung von bis zu 0,1 mm und beeindruckender 3D-Druckgeschwindigkeit bis zu 150 mm/s (in Abhängigkeit der Qualität des Filaments sowie des Durchmessers der Extruder-Düsen). Durch den Datentransfer mit SD-Karte ermöglicht er einen computerabhängigen 3D-Druck Ihrer Modelle. Ein zusätzlicher USB-Anschluss auf der Rückseite bietet Ihnen den Komfort einer Steuerung über PC und Laptop. Zahlreiche Funktionen machen den RED 2.0 zu einem benutzerfreundlichen 3D-Drucker: LCD Display, USB-Anschluss an externen PC. Der RED 2.0 besticht mit einer großen Bandbreite an Materialien und einer hervorragenden Druckqualität. Durch seine Größe von (BxHxT) 270x310x246 mm ist er ein platzsparender 3D-Drucker für den Schreibtisch. Damit wird der RED 2.0 zu einer zukunftssicheren Anschaffung. einfacher Filament Wechsel. die austauschbaren Extruder Düsen lassen dem Anwender die Wahl zwischen einem schnellen oder detailreichen Druck Technologie Druckraum (X x Y x Z) Druckgeschwindigkeit Verfahrgeschwindigkeit Positioniergenauigkeit (X/Y) Schichtdicke (minimal) Filament / Düsen-Durchmesser (Standard) Aufbau FFF (Fused Filament Fabrication) 80 x 100 x 90 mm mm/s mm/s +/- 0,1 mm 0,2 mm 1,75 mm / 0,4 mm Aluminium Profil, Blech, Lackierung Pulverbeschichtung Material PLA ABS Extrudertyp Direktextruder Extrudertemperatur (max) 250 C Druckbett-Technologie Beheizbar bis 100 C Display LCD-Display Daten Transfer SD-Karte vorne, USB-Anschluss hinten für PC, Laptop Software-Ausstattung Repetier-Host, Cura, Slic3r, Simplify3D (optional) Software, Marlin open source Leistungsaufnahme (max) 180 W Betriebsspannung Eingangsspannung 115 / 230 V AC Arbeitsspannung 12 V DC Umgebungstemperatur C Außenmaße ca. (BxTxH) 270 x 246 x 310 mm (ohne Haube) Gewicht 6 kg Verfügbare Düsen 0,2 / 0,3 / 0,4 / 0,5 aus Messing oder gehärtetem Stahl Bestellnummer RED 2.0 wird komplett mit einer SD-Karte, Werkzeug, Düse 0,4mm, Heizpatrone 12V/40W und einer Rolle PLA-Filament geliefert.

6 Ultimaker 2+ Der Ultimaker2+ 3D Drucker besticht durch sein modernes Design, der hohen Schichtauflösung von bis zu 0,02mm (20 micron!) und beeindruckenden 3D-Druckgeschwindigkeiten bis zu 300 mm/s. Durch den Datentransfer mit SD-Karten ermöglicht er einen computerunabhängigen 3D Druck Ihrer Modelle. Die integrierte LED Beleuchtung des Ultimaker2+ sorgt außerdem für eine absolute Kontrolle über den 3D Druck. Der bewährte 3D-Drucker und Testsieger des CHIP-Tests in 2014 wurde neu überarbeitet. Zahlreiche Verbesserungen machen den Ultimaker 2+ zu einem benutzerfreundlichen 3D-Drucker, der mit einer großen Bandbreite an Materialien und einer hervorragenden Druckqualität hervorsticht. Damit wird der Ultimaker 2+ zu einer zukunftssicheren Anschaffung. Ein neuer Feeder sorgt für einen sicheren Materialtransport und macht den Filamentwechsel einfacher. Die tauschbaren Extruderdüsen lassen dem Anwender die Wahl zwischen einem schnellen oder detailreichen Druck. Die neue Kühlung am Hot-End bietet eine gleichmäßige Kühlung des Kopfes und der extrudierten Materialien. Drucktechnologie Druckkopf Bauvolumen Filamentdurchmesser Fused Filament Fabrication (FFF) Auswechselbare Düse 223x223x205 mm 2,85 mm Auflösung 0,25 mm Düse: 150bis 60 micron 0,4 mm Düse: 200 bis 20 micron 0,6 mm Düse: 400 bis 20 micron 0,8 mm Düse: 600 bis 20 micron X, Y, Z Genauigkeit 12,5-12,5-5 micron Druckgeschwindigkeit 30 bis 300 mm/s Extruder 0,25 mm Düse: bis 8 mm 3 /s 0,4 mm Düse: bis 16 mm 3 /s 0,6 mm Düse: bis 23 mm 3 /s 0,8 mm Düse: bis 24 mm 3 /s Basisplatte Beheizte Glasplatte Materialien PLA, ABS Düsendurchmesser 0,25-0,4-0,6-0,8 mm Düsentemperatur 180 C bis 260 C Temperatur Basisplatte 50 C bis 100 C Aufheizzeit Düse ca. 1 Minute Aufheizzeit Platte < 4 Minuten Datentransfer Standalone mit SD-Karte Gewicht 11,3 kg Bestellnummer Ultimaker 2+ wird komplett mit einer SD-Karte, Werkzeug und einer Rolle PLA-Filament geliefert.

7 Zubehör PLA (polyactic acid, Polymilchsäuren) sind synthetische Kunststoffe (Thermoplaste) auf Stärkebasis. Sie können in industriellen Abfallverwertungsanlagen innerhalb kurzer Zeit vollständig abgebaut werden. Da sie sich nach der Extrusion im 3D-Drucker bei der Abkühlung nur wenig verformen, ist ein beheiztes Druckbett nicht erforderlich. Sie gehören zu den am meisten genutzen Materialien im FDM-Druck und sind auch recht preiswert. PLA- Filament Durchmesser 2,85 mm, 800 g auf Spule, für Ultimaker Durchmesser 1,75 mm, 800g- Spule, für RED 1.0 Durchmesser 1,75 mm, 320g- Spule, für RED 2.0 Farbe Artikelnr. Preis Artikelnr. Preis Artikelnr. Preis schwarz , , ,25 blau , , ,25 grün , , ,25 weiß , , ,25 rot , , ,25 gelb , , ,25 Haube für RED 1.0 Haube aus pulverbeschichtetem Aluminium mit Tür und Aktivkohlefilter für die Geruchsminderung bei Verwendung von ABS-Filamenten. Reparatursatz für RED Heizpatronen 24V/40W 2 Temperaturfühler 1 Schrittmotor 1,5A 5 Messing-Düse mit einer 0,4 mm Bohrung und Teflon Throat 1 Lüfter 40x40 für Extruder 24 Volt 1 Radial-Lüfter für aktive Kühlung Reparatursatz für RED Heizpatronen 12V/40W 2 Temperaturfühler 1 Schrittmotor 1,0A 5 Messing-Düse mit einer 0,4 mm Bohrung und Teflon Throat 1 Lüfter 40x40 für Extruder 12 Volt Auf Anfrage , ,50 Petra Fastermann 3D-Drucken Wie die generative Fertigungstechnik funktioniert 132 S., 26 Abb., 5 Abb. in Farbe, Artikel-Nr ,01 Wie funktioniert 3D-Druck? Wofür eignet sich welche 3D-Druck-Technologie? Was bedeutet 3D-Druck für den Einzelnen? Welche gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Veränderungen wird es durch diese Zukunftstechnologie geben? Die Autorin gibt Antworten auf diese Fragen. Sie führt präzise und einfach in die immer populärer werdende Technologie des 3D-Drucks ein. Die Leser werden so in den Stand versetzt, 3D-Druck selbst anzuwenden. Sie lernen, kostenlose Software auszuprobieren oder vielleicht sogar in einer der immer zahlreicher werdenden offenen Werkstätten (FabLabs) einen 3D-Drucker selbst zu nutzen.

8 Was macht der 3D Druck in der Schule? Die Entwicklung von 3D Druckern schreitet immer schneller voran und immer mehr Maker, Ingenieure und Wissenschaftler entdecken diese Technologie für sich und ihre Arbeit. Aber hat der 3D Drucker auch einen Platz in den Klassenzimmern? 3D Druck ist... Interdisziplinär 3D Druck fördert... Projektunterricht und Problemlösen Da mit 3D Druck Objekte aus einer Idee geschaffen werden können und Probleme aus der Umwelt der SchülerInnen gelöst werden können, bietet es sich an, den Unterricht mit 3D Druck in einem Projektrahmen anzusiedeln. Selbstständiges Überlegen, Problemlösen und Erarbeiten von einem eigenen Projekt motivieren SchülerInnen sich mit Themen auseinanderzusetzen und selbst an der Welt gestalterisch teilzunehmen. Und am Ende ist ein fertiges Produkt vorhanden. Im 3D Druck vereinigen sich einige schulische Disziplinen: Die Grundlage für die Positionierung liefert die Mathematik, mechanische Grundlagen kommen aus der Physik, für das Material bedarf es Chemie, damit die Komponenten automatisch zusammenspielen ist geeignete Software notwendig, somit Informatik. Nun läuft das Gerät, aber um etwas zu drucken braucht es Objekte. Diese liefert die Bildnerische Erziehung oder das Technische Zeichnen. Handwerklich können mehrere Komponenten im Werkunterricht zusammengebaut werden. Um Projekte zu dokumentieren, braucht es Sprache und Kommunikation: Deutsch, Englisch sowie andere. Auch geschichtlich betrachtet ist dieses Verfahren spannend, da es von seiner Entstehung an wirtschaftlich neue Wege im Bereich von Open- Hardware und OpenSource eingeschlagen hat. Alle diese Disziplinen und FachexpertInnen findet man an einem Ort: der Schule. Ressourcenschonend Im 3D Druck (FDM/FFF) wird meist mit einem Bio-Kunststoff gedruckt. Dieser Bio-Kunststoff PLA wird aus Zuckerrohr und/ oder Maisstärke hergestellt und ist biologisch abbaubar. Durch den schichtweisen Aufbau der Objekte kann bis zu 80% Material gespart werden, da die Objekte nicht voll ausgefüllt werden müssen und trotzdem stabil sind. Zukunftstechnologie Innovative Lehr- und Lernmittel Unterrichtsmaterial ist kostbar und die Erstellung zeitintensiv. Mit dem 3D Druck können Unterrichtsmaterialien zum Anfassen erstellt werden. Zum Beispiel kann ein Beweis für den Lehrsatz des Pythagoras ausgedruckt werden oder mechanische Gegenstände konstruiert werden. Auch können eigene Simulationen und Lernspiele für den Unterricht gestaltet werden, z.b. Münzen aus der Zeit der Römer um das Handeln zu simulieren. Alle Gegenstände die nur in den Gedanken waren können nun angefasst werden. Die Gedanken sind frei und die Umsetzung wird schneller. Mit der Technologie wird der langwierige Prozess von der Idee zu einem Prototypen zu einem Schritt verkürzt. Gleich nach dem Erstellen am Computer kann dieser einfach ausgedruckt werden. Diese Technologie wird unser Denken und Handeln in Zukunft verändern. Deshalb müssen Kinder und Jugendliche den 3D Druck früh kennenlernen damit ihre Neugier geweckt wird und sie selbst zu Gestaltenden unserer Welt werden können.

9 3D mal mehr Wissen! Die Österreichische Gesellschaft für 3D Druck ist ein gemeinnütziger Verein, der sich zur Aufgabe gesetzt hat die zukunftsweisende Technologie des 3D Drucks in Österreich zu fördern. Einer unserer zentralen Schwerpunkte liegt dabei an der Forschung von 3D Druck als innovatives Lehr- und Lernmittel sowie Erforschung und Weiterentwicklung von 3D Druck Technologien. Wir sammeln bestehendes und gernerieren neues Know-how zur aktuellen Hardware, Software, Designs und Druckmaterial. Wir unterstützen PädagogInnen und Lehrende an Hochschulen, Schulen und außerschulischen Organisationen mit didaktischen Konzepten, technischen Schulungen, verschiedenen Workshops und Beratungen für den Einsatz des 3D Drucks. Wir entwickeln aufgrund unserer Erfahrungen eigene Technologien, um die Qualität zu verbessern, die Bedienbarkeit zu erleichtern und die Sicherheit für Mensch und Umwelt zu garantieren. Wir bieten... Einschlungen auf 3D Drucker LehrerInnenfortbildungen Unterrichtsentwicklung & -konzepte Umsetzung & Betreuung von Projekten HandsOn 3D Druck Einschulungen auf 3D Drucker Sie haben bereits einen 3D Drucker oder möchten einen bestellen, sind gespannt wie das Gerät funktioniert und wollen gleich losdrucken? Wir bieten Ihnen professionelle Hilfe beim Kennenlernen des 3D Druckers an: Wir stellen Drucker zur Verfügung, erklären Ihnen verschiedene Druckverfahren inklusive technischer Abläufe und geben Ihnen Tipps zum perfekten Druck! Umsetzung & Betreuung von Projekten Wir sind kreativ, technisch auf neuestem Stand und freuen uns über Herausforderungen! Falls Sie also ein Schulprojekt haben bei dem Sie 3dimensionale Unterstützung brauchen, sind wir genau die richtigen! Wir beraten Sie gerne dabei, wie man Projekte durch 3D Druck verbessern und erleichtern kann, setzen Ihre Ideen um und führen die Projekte in Ihrer Schule durch. HandsOn 3D Druck Monatlich wird in Grießkirchen bei AustroTec ein Workshop zum Einsatz des 3D Drucks stattfinden. Hier können Sie 3D Druck zum ersten Mal erleben oder neue Ideen mit KollegInnen entwickeln und austauschen. Das Thema wird laufend wechseln. LehrerInnenfortbildungen Sie würden gerne mit Ihren KollegInnen 3D drucken? Wir kennen uns mit einer Vielzahl von CAD und Slicing Programmen aus und können Ihnen diese an Ihrer Schule näher bringen. Somit sind Sie perfekt auf das Unterrichten Ihrer SchülerInnen vorbereitet. Unterrichtsentwicklung & -konzepte Sie haben bereits Vorerfahrung mit 3D Druck, wissen aber nicht wie Sie Ihren SchülerInnen dieses Gebiet näher bringen sollen? Wir helfen gerne aus, wir sind immer dabei neue Unterrichtskonzepte zu entwickeln und diese zu perfektionieren um Ihren SchülerInnen die Magie des 3D Drucks zu vermitteln!

10 Bestellschein Faxen oder schicken an: Rechnungsanschrift/KD-Nr. Name/Vorname: Schule: Anschrift: AustroTec GmbH Oberer Stadtplatz 16 A-4710 Grieskirchen PLZ/Ort: Telefon/Fax: Schule: persönlich: Tel.: Fax: Bitte liefern Sie uns die nachstehenden Artikel: 3D Artikelnummer Bezeichnung Menge Einzelpreis Gesamtpreis D-Drucker RED 1.0 Teacher Version 1.125, D-Drucker RED 2.0 Student Version 490, D-Drucker Ultimaker , Reparatursatz für RED , Reparatursatz für RED , Petra Fastermann: 3D-Drucken 14,01 Preise ohne die z.z. gültige MwSt. und Versand Summe Datum: Unterschrift: