Meister Yoda aus dem 3‑D-Drucker

Schü­ler der Taus­schu­len infor­mie­ren sich bei Dis­co­ver Indus­try über die Mint-Berufe

Wie ent­steht aus einer Pro­dukt­idee ein Pro­to­typ und anschlie­ßend ein Seri­en­pro­dukt? Was sind Auf­ga­ben von Inge­nieu­ren? Wie viel Mathe­ma­tik und Phy­sik steckt drin? Die mobi­le Aus­stel­lung Dis­co­ver Indus­try besucht in die­ser Woche die Schu­len in der Taus. Ver­schie­de­ne Arbeits­sta­tio­nen und Expo­na­te machen Indus­trie greifbar.

Robin, Felix, Gian­ni, Ben und Jan ver­su­chen sich mit Geduld am 3‑D-Scan­ner. Doch der blaue Modell­kopf ist den Jungs der 10b des Taus­gym­na­si­ums viel zu lang­wei­lig. Sie scan­nen sich gegen­sei­tig, am bes­ten, gleich drei auf ein­mal. Und mit viel Ruhe und Still­ste­hen funk­tio­niert es dann auch. Auf dem Bild­schirm ent­steht das 3‑D-Bild von Ben, Felix und Gianni.

In die­ser Woche ist die erleb­ba­re Aus­stel­lung Dis­co­ver Indus­try an der Taus­ge­samt­schu­le und dem Taus­gym­na­si­um zu Gast. Mit Coa­ching for future setzt sich die Baden-Würt­tem­berg-Stif­tung gemein­sam mit dem Arbeit­ge­ber­ver­band Süd­west­me­tall und der Regio­nal­di­rek­ti­on Baden-Würt­tem­berg der Bun­des­agen­tur für Arbeit für den Fach­kräf­te­nach­wuchs in den Mint-Dis­zi­pli­nen ein. Mint-Fächer ist eine zusam­men­fas­sen­de Bezeich­nung von Unter­richts- und Stu­di­en­fä­chern bezie­hungs­wei­se Beru­fen aus den Berei­chen Mathe­ma­tik, Infor­ma­tik, Natur­wis­sen­schaft und Technik.

Eine neue Dimen­si­on der Stu­di­en- und Berufs­ori­en­tie­rung für tech­ni­sche und inge­nieur­wis­sen­schaft­li­che Beru­fe zeigt seit 2015 das dop­pel­stö­cki­ge Aus­stel­lungs­fahr­zeug Dis­co­ver Indus­try. Mit ver­schie­de­nen Arbeits­sta­tio­nen und Expo­na­ten auf mehr als 100 Qua­drat­me­tern Aus­stel­lungs­flä­che bringt das Mobil die Welt der moder­nen Indus­trie direkt an die Schu­len in Baden-Württemberg.

Phy­si­ke­rin Katin­ka Ball­mann und Domi­nik Weick­ge­nannt, der Robo­tik mit Schwer­punkt künst­li­che Intel­li­genz stu­dier­te, füh­ren die Schü­ler durch die Aus­stel­lung. Zunächst wird den Schü­lern ein Ein­blick in die Geschich­te der indus­tri­el­len Ent­wick­lung gege­ben. Video­clips, Sound­files und inter­ak­ti­ve Ele­men­te am Touch­ta­ble ver­an­schau­li­chen, wie der gesell­schaft­li­che und tech­ni­sche Fort­schritt im Lau­fe der Zeit eine immer effi­zi­en­te­re Seri­en­pro­duk­ti­on ermög­lich­te. Der beglei­ten­de Leh­rer des Taus­gym­na­si­ums Ulrich Man­gold ist von der Mög­lich­keit Dis­co­ver Indus­try schlicht begeis­tert: „Auf die­sem Gebiet braucht man unbe­dingt Nach­wuchs. Des­halb ist es wich­tig, den Schü­lern ihre Mög­lich­kei­ten aufzuzeigen.“

Die Sta­tio­nen, deren Bedeu­tung in der Indus­trie und die Auf­ga­ben an die Schü­ler, wer­den alle durch Klicks auf Touch­pads erklärt. An Arbeits­sta­ti­on eins, dem 3‑D-Scan­ner ist Ruhe und Fin­ger­spit­zen­ge­fühl gefragt. An Sta­ti­on zwei „Span­nungs­op­tik und Wind­ka­nal“ kann man ver­schie­de­ne Auto­mo­del­le in einen Minia­tur-Wind­ka­nal stel­len, um zu sehen, wie wind­schnit­tig das Modell ist. „Das wird vor allem in der Auto­mo­bil­in­dus­trie gemacht. Wenn man einen Sport­wa­gen ent­wi­ckeln will, dann muss der beson­ders aero­dy­na­misch sein“, so Katin­ka Ballmann.

Die drit­te Sta­ti­on, die Robo­tik hat es den Schü­lern der 10b beson­ders ange­tan. Hier müs­sen sie den klei­nen Indus­trie­ro­bo­ter so pro­gram­mie­ren, dass er mit­tels Koor­di­na­ten­ein­ga­be vor­ge­ge­be­ne Punk­te im drei­di­men­sio­na­len Koor­di­na­ten­sys­tem abfährt. „Schafft ihr das nicht, schüt­telt er sich ein­mal und fährt dann wie­der zum Aus­gangs­punkt zurück“, sagt Domi­nik Weick­ge­nannt. „Aber manch­mal tanzt er auch ein biss­chen“. Weick­ge­nannt gibt am Pad etwas ein, dar­auf­hin ertönt Musik, und der Robo­ter beginnt zu tan­zen. Der Robo­ter soll dann mög­lichst schnell die vor­ge­ge­be­nen Licht­punk­te abfah­ren. „Unser Rekord liegt bei elf Sekun­den“, sagt Katin­ka Ball­mann. Alle Grup­pen der 10b sind zwar am Ende schnell, lie­gen aber mit Ergeb­nis­sen um 13 Sekun­den noch zwei Sekun­den über dem Rekord.

An der Sta­ti­on „Intel­li­gen­te Pro­duk­ti­on“ erstel­len die Schü­ler zunächst eine Logik­schal­tung, um anschlie­ßend ein Behält­nis mit­hil­fe eines RFID-Chips durch eine Befül­lungs­an­la­ge zu steu­ern. In der „Smart Fac­to­ry“ kennt das intel­li­gen­te Pro­dukt sei­ne Auf­trags- und Fer­ti­gungs­da­ten und bestimmt sei­nen Weg durch die Pro­duk­ti­on selbst. Maschi­nen erfas­sen die Infor­ma­tio­nen zum Bei­spiel mit­hil­fe von RFID-Chips (radio-fre­quen­cy iden­ti­fi­ca­ti­on, also Iden­ti­fi­zie­rung mit elek­tro­ma­gne­ti­schen Wellen).

Bei „Logis­tik und Mate­ri­al­fluss“, der abschlie­ßen­den Sta­ti­on, geht es dar­um, wie kom­plex eine intel­li­gen­te Lager­hal­tung und fle­xi­ble Mate­ri­al­fluss­sys­te­me sind. An einem Minia­tur­la­ger simu­lie­ren sie Lager­lo­gis­tik in Echt­zeit. Vor­ge­ge­be­ne Waren­ein- und ‑aus­gän­ge müs­sen ver­staut und aus­ge­ge­ben wer­den. Die Waren müs­sen daher unter Zeit­druck schon bei ihrem Ein­tref­fen so durch­dacht plat­ziert wer­den, dass sie hin­ter­her mög­lichst schnell wie­der das Lager ver­las­sen kön­nen. Auch hier prangt der Rekord von 140 Sekun­den in roter Leuchtschrift.

Den wol­len Robin, Gian­ni und Felix auch hier kna­cken. Doch schnell mer­ken sie, dass ein so schnel­les und kon­zen­trier­tes Arbei­ten unter Zeit­druck ganz schön schwer ist. Felix meis­tert die Auf­ga­be gut, ist von 140 Sekun­den aber weit ent­fernt. Auch die ande­ren Grup­pen kom­men hier ganz schön ins Schwitzen.

In einem anschlie­ßen­den klei­nen Vor­trag erläu­tern Katin­ka Ball­mann und Domi­nik Weick­ge­nannt noch ein­mal, wie die unten gemach­ten Ver­su­che nun in der Rea­li­tät aus­se­hen kön­nen. Auch geben die bei­den einen Ein­blick, wel­che Beru­fe und Stu­di­en­fä­cher in wel­chen Berei­chen der Indus­trie gebraucht wer­den. Zum Abschluss bekommt die Klas­se noch einen klei­nen, roten Meis­ter Yoda aus den Star-Wars-Fil­men geschenkt. Den hat wäh­rend der gesam­ten Zeit der 3‑D-Dru­cker für sie hergestellt.