Vier Werkzeuge, vier Missionen. Du lernst, indem du selbst etwas tust und kleine Rätsel löst. Bisher ist nur ein Fall freigegeben — leg los.
Baut ein verschwundenes Bauteil am Computer nach — und druckt es so, dass es im Einsatz hält.
Ein wichtiges Bauteil ist kaputt und nicht mehr zu kaufen. Ihr bekommt nur Fotos, ein paar Maße und Hinweise. Eure Mission: das Teil am Computer nachbauen, die richtigen Einstellungen wählen und ein passendes Ersatzteil drucken — bevor die Zeit abläuft.
Arbeite dich von oben nach unten. Schließe einen Einsatz ab, um den nächsten freizuschalten.
Wie arbeitet ein 3D-Drucker? WarmUp, Aufbau des Druckers, Bauteil-Analyse.
Am Computer nachbauen: Maße entschlüsseln, Bauteil zusammensetzen, speichern.
Einstellungen verstehen · Forscher-Log: Vermutung, Test und Auswertung.
Ablauf ordnen, Druck einstellen, drucken und im Test prüfen.
Finde ein Alltagsproblem und löse es mit einem gedruckten Objekt.
Günstig, sicher, einfach: FDM-Einsteigergeräte (z. B. Ender 3 ~200 €, Prusa Mini ~450 €), PLA ~15–30 €/kg. Ideal für Schülerprojekte.
Technik/Informatik, Mathe (Körper, Maße), Kunst (Design), Bio (Modelle). Gefördert: Problemlösen, Modellieren, Teamarbeit, Medienkompetenz.
Der Forscher-Log macht die Reihe wissenschaftlich anschlussfähig: Vermutung → Test → Auswertung. Das knüpft an die Forschungskooperation mit der Ruhr-Universität Bochum an.
Schau dir die Gegenstände an. Welche davon könnte unser 3D-Drucker herstellen? Tippe die drei richtigen an.
3D-Druck heißt: Der Drucker baut ein Objekt auf, indem er nach und nach Material hinzufügt — er schneidet nichts weg. Ein FDM-Drucker zieht einen dünnen Kunststoff-Faden ein (man nennt ihn Filament, meist aus dem Material PLA). Diesen Faden macht er heiß und flüssig und legt ihn als feine Linie ab — Schicht für Schicht, von unten nach oben. Jede neue Schicht klebt an der Schicht darunter fest. So wächst dein Objekt langsam in die Höhe.
Lerne deinen Drucker kennen: Jeder Teil hat eine Aufgabe. Ordne die fünf Begriffe den Nummern im Bild zu.
Tippe zuerst einen Begriff an, dann das passende Feld. Ein Feld erneut antippen leert es wieder.
Das gesuchte Phantom-Bauteil ist eine Halterung mit einem Loch. Sie muss etwas aushalten und genau passen.
Welche drei Eigenschaften braucht unser Ersatzteil? Tippe sie an.
Welche Aussage über den 3D-Druck stimmt?
Bevor du druckst, baust du dein Teil am Computer nach. Dafür nimmst du Tinkercad — ein kostenloses Programm, das im Browser läuft (du musst nichts installieren). Du ziehst einfache Formen zusammen: Würfel, Zylinder, Kugel. Der wichtigste Trick ist die Funktion „Loch": Machst du eine Form zu einem Loch und legst sie auf eine volle Form, schneidet sie ein Loch hinein — so entsteht eine Bohrung. Zum Schluss speicherst du dein Teil als STL. Das ist die Datei, die der Drucker lesen kann.
Maße entschlüsseln: In der Akte steht, das Teil ist 40 mm breit und 20 mm hoch. Die Zentrale will einen Prüfcode: Rechne Breite + Höhe zusammen und gib das Ergebnis ein (in mm).
Bauteil zusammensetzen: Das Teil ist eine flache Halterung mit einem runden Loch. Welche Kombination in Tinkercad ergibt das?
Dein Teil ist fertig gebaut. In welchem Format speicherst du es für den Druck?
Deine STL-Datei muss noch druckfertig gemacht werden. Das macht ein Programm namens Slicer (zum Beispiel Cura). Es schneidet dein Teil in viele dünne Schichten und sagt dem Drucker genau, was er tun soll. Die wichtigsten Einstellungen: die Schichthöhe (dünn = fein, aber langsam), die Füllung (wie viel Material innen drin ist — mehr Füllung = stabiler, aber mehr Zeit und Material) und die Stützen (kleine Hilfsstützen für überhängende Stellen, die du danach abbrichst).
Probier die zwei wichtigsten Regler aus. Schieb sie hin und her und beobachte, wie sich die Balken verändern.
Unser Bauteil muss etwas aushalten. Welche Füllung wählst du?
Im Forscher-Log arbeitest du wie in der Wissenschaft: Zuerst stellst du eine Vermutung auf, dann testest du, dann wertest du aus. Wir drucken dasselbe Teil mit 10 %, 30 % und 50 % Füllung und belasten es.
Deine Vermutung: Welche Füllung hält am meisten aus?
10 % bricht früh · 30 % bekommt Risse · 50 % hält. Der Grund: Mehr Füllung bedeutet mehr Material im Inneren, das die Last trägt. Für Teile, die etwas aushalten müssen, lohnt sich also viel Füllung. Für reine Deko reicht wenig.
Welches Setup war am stabilsten?
Stützen braucht man bei Überhängen — also dort, wo Material über leerem Raum „schweben" würde. Welche Formen brauchen beim Drucken Stützen? Wähle alle aus.
Jetzt wird gedruckt. Vorher: Die Druckplatte muss sauber und gerade sein, und die Düse muss aufgeheizt werden. Beobachte die erste Schicht — sie ist am wichtigsten, denn sie hält alles fest. Dann druckt das Gerät von allein, Schicht für Schicht. Danach: Teil abkühlen lassen, vorsichtig von der Platte lösen, die Hilfsstützen abbrechen und Kanten glätten, wenn nötig.
Bring den Ablauf in die richtige Reihenfolge — von der Idee bis zum fertigen Teil (1 = zuerst). Verschiebe die Schritte mit den Pfeilen.
Stell den Druck mit allem ein, was du gelernt hast. Erst wenn alles stimmt, läuft der Drucker.
Das gedruckte Teil ist abgekühlt, die Stützen sind ab. Jetzt der wichtige Test: Passt es und hält es?
Finde ein kleines Problem in deinem Alltag und löse es mit einem gedruckten Objekt. Wähle eine Idee oder bring deine eigene.
Stark gemacht. Du weißt jetzt, wie ein 3D-Drucker arbeitet, hast ein Teil am Computer nachgebaut, das Material wie ein Forscher getestet und richtig gedruckt.
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