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Optimal für die Lehre: Der X350 von German RepRap an der Fachhochschule Kiel

3D-Drucker als zentrales Ausbildungssystem: Die Fachhochschule Kiel erweiterte den Maschinenpark des 3D-Druck-Labors um einen X350 von German RepRap.

Der 3D-Druck wird unsere Welt verändern, das ist sicher. Die Konstrukteurinnen und Konstrukteure der Zukunft tun also gut daran, sich mit dieser Technologie zu beschäftigen. Der 3D-Druck hebt viele der Beschränkungen auf, die herkömmliche Fertigungsverfahren Konstruktionen auferlegen, und bringt einige neue Einschränkungen mit. Diese Vorteile und Einschränkungen lassen sich am besten erfahren, wenn man selbst mit 3D-Druckern arbeitet. Die Fachhochschule Kiel – University of Applied Sciences – setzt dabei in zahlreichen studentischen Projekten im Bereich der Bachelor- und Masterstudiengänge des Maschinenbaus und der Offshore-Anlagentechnik Geräte von German RepRap ein, darunter neuerdings auch der X350PRO.

Die FH der schleswig-holsteinischen Landeshauptstadt nutzt schon seit 1999 3D-Druckverfahren in der Lehre. Zunächst schaffte sie ein Lasersintergerät an, im Jahr 2010 den ersten 3D-Drucker, der mit dem FFF (Fused Filament Fabrication)-Verfahren arbeitet – schon damals von German RepRap. Mit dem als Bausatz gekauften Drucker wurden im Rahmen von Projekt- und Abschlussarbeiten die Möglichkeiten des 3D-Drucks ausgelotet.

In den folgenden Wintersemestern 2011/12 und 2012/13 wurden diese Erfahrungen dann in studentische Workshops eingebracht, in denen die Studierenden innerhalb von sieben bis zehn Tagen weitere Bausätze von German RepRap zusammenbauten und zum Laufen brachten. Im Rahmen des Workshops stellten sie dann die Druckergebnisse dem Industriestandard der 3D-Drucktechnik gegenüber.

Das aktuelle Ausbildungskonzept sieht vor, den Studierenden der FH Kiel das Einsatzgebiet und den aktuellen Stand von Forschung und Entwicklung der marktgängigen Verfahren der Generativen Fertigung zu verdeutlichen. Wichtig ist den Lehrenden hierbei die Vermittlung von Kenntnissen über verfahrensspezifische Voraussetzungen und Anforderungen. Die Studierenden sollen die Bedeutung von konstruktiven Richtlinien für die Bauteilerstellung erkennen und verstehen. Hierbei setzen die Dozenten auf einen hohen Eigenlernanteil, der sich auch in der praktischen Arbeit mit dem 3D Drucker niederschlägt.

Abbildung 1: Dipl.-Ing. Thomas Abraham mit Studierenden des Moduls „3D Druck – Additive Manufacturing“. In der Bildmitte auf dem X350 stehen von den Studierenden Entwickelte und 3D gedruckte Lampen.

Das Modul „3D Druck – Additive Manufacturing“ steht hierbei im Mittelpunkt. Der 3D-Drucker ist hier zentrales Ausbildungssystem, das von Studierenden selbstständig genutzt und erfahren wird. Darüber hinaus werden z.B. in den Modulen „Einführung in die Robotik“ (Bachelor) und „Robotic Applications“ (Master) mit dem Drucker produzierte Greiferbacken verwendet. Dabei werden die von Studierenden erzeugten CAD-Daten in Funktionsmodelle umgesetzt.

Nun erweiterte die Hochschule den Maschinenpark des 3D-Druck-Labors um einen X350 von German RepRap. Ausschlaggebend dafür war neben der Offenheit des Systems die Geometrie des Bauraums mit 350 x 200 x 210 Millimetern, in den das Gros der im Institut gefertigten Bauteile optimal hineinpasst.

Die FFF-Technologie bietet einen großen Vorteil für die Lehre: Das zum Einsatz kommende PLA-Material – das ebenfalls von GRR stammt –  ist preiswert und belastet das beschränkte Laborbudget nicht allzu sehr. Die Studierenden können mit diesem Material die Grundproblematiken des Technologieeinsatzes erfahren und die FH kann es zulassen, nahezu jede Idee zu verfolgen, ohne das Laborbudget zu sprengen. Zudem ist dieses Material besonders druckfreundlich und die Festigkeit der Modelle und Bauteile ist für die typischen Anwendungsfälle vollkommen ausreichend.

Abbildung 2: Greiferbacken Roboter – zwei Studierende der FH Kiel, die das Zusammenspiel zwischen selbst gedruckter Vorrichtung und Greiferbacken überprüfen.

Dipl.-Ing. Thomas Abraham vom Institut für Produktionstechnik fasst die Vorteile der Zusammenarbeit mit German RepRap zusammen: „Wir legen großen Wert auf einen engen Kontakt mit dem Systemhersteller. Das Angebot von Support, Forum und Dokumentation ist bei German RepRap stimmig. Das 3D-Drucksystem ist offen und das Angebot unterschiedlicher Materialien uneingeschränkt nutzbar. Die entsprechenden Parameter können ohne Zusatzkosten angepasst werden. Schließlich können wir bei den GRR-Systemen eigene Anwendungen in das System integrieren oder ankoppeln. Somit ist die Umsetzung von Studienarbeiten und Thesen mit ingenieurwissenschaftlichem Anspruch unkompliziert und kostengünstig realisierbar.“

Florian Bautz, Geschäftsführer German RepRap freut sich über die nunmehr seit 6 Jahren erfolgreiche Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Kiel: „Mit der FH Kiel verbindet uns eine Partnerschaft seit der ersten Stunde. Wir sind sehr stolz auf die enge Zusammenarbeit und freuen uns auf weitere gemeinsame Projekte.“

 

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