3D-Druck in der Schule?

Die Technik des 3D-Drucks ist in der Schule meines Wissens bisher noch weniger verbreitet, spielt dafür aber in der Wirtschaft bereits einer immer größer werdende Rolle. Der Artikel soll die Vor- und Nachteile bezogen auf die Schule darlegen, damit man für sich selbst entscheiden kann, ob 3D-Druck auch in der eigenen Schule einsetzbar ist und ggf. eine Anschaffung in Frage kommt.

Meine Auflistung beruht auf den Erfahrungen der letzten 8 Monaten, die ich mit einem 3D-Drucker in der Schule gearbeitet habe. Ich konnte zwar noch nicht alles ausprobieren, was mir vorschwebt, habe aber schon Ideen und Vorstellungen, was Vor- und Nachteile sind.

"Schlüsselanhänger"

Fangen wir mal mit den Nachteilen an:

Nachteile

  • Kosten:
    Die Anschaffung eines Druckers ist nicht gerade günstig, wobei es mittlerweile auch schon recht brauchbare Drucker für 200€ gibt. Diese Drucker sind meist China-Nachbauten von vorhandenen Druckermodellen, die zwar gute Ergebnisse liefern aber aus Sicherheitsgründen vielleicht nicht gerade unbeaufsichtigt betrieben sollten. Nach oben gibt es eigentlich keine Grenze, hier kann man schnell in den vierstelligen Bereich kommen. Der an meiner Schule eingesetzte Drucker kostete im Bausatz ca. 600€ und liefert sehr gute Ergebnisse.
    Auch die Kosten für das Druckmaterial (Filament) sind nicht zu unterschätzen. Eine 1kg-Rolle kostet zwischen 15€ und 40€, je nachdem, welches Material man verwenden möchte. Allerdings kommt man mit einer Rolle Filament auch recht lange hin.

  • Zeit:
    Der Faktor Zeit ist hier auf zwei Ebenen zu betrachten. Da sei zum Einen die reine Druckzeit zu nennen, die je nach Objektgröße gerne mal mehrere Stunden in Anspruch nehmen kann. Der Drucker ist also in der Regel nicht im regulären Unterricht einsetzbar, da innerhalb von 90 Minuten wenn überhaupt nur ein Druck fertig werden würde.
    Zum Anderen benötigt man einige Zeit sich mit dem Drucker vertraut zu machen und ihn so einzurichten, dass man brauchbare Ergebnisse bekommt. Hier kann man ggf. Zeit einsparen, wenn man höherpreisige Produkte verwendet, da diese einem schon viel Arbeit abnehmen.

  • Wissen aneignen:
    Ein 3D-Drucker ist nicht zu vergleichen mit einem 2D-Drucker, den man aufstellt, vielleicht noch einen Treiber installiert, Blätter einlegt und losdruckt. Bevor man einen 3D-Drucker einsetzen kann, muss man sich einiges an Wissen aneignen. Auch kann es vorkommen, dass der Drucker einen Defekt hat, wo dann Handarbeit angelegt werden muss. Es sollte also an der Schule einen Kollegen oder eine Kollegin existieren, die sich für das Gerät verantwortlich fühlt, technisch interessiert ist und im Zweifel helfen kann. Ich versuche parallel eine kleine Schülergruppe auszubilden, so dass die Arbeit auf mehrere Schultern verteilt werden kann. Das klappt bereits sehr gut mit Oberstufenschülern, steckt aber noch in den Kinderschuhen und soll auf niedrigere Klassen ausgeweitet werden.

  • Platz:
    Der 3D-Drucker ist je nach Bauaurt bei seiner Arbeit in der Regel zu hören und kann je nach verwendetem Material auch Gerüche erzeugen, die unangenehm sind. Ein normaler Klassenraum eignet sich meiner Meinung nach nicht als Aufstellort, da er dort den Unterricht stören kann. An meiner Schule haben wir das Glück einen separaten Raum zu haben, der wenig für unterrichtliche Zwecke genutzt wird, so dass der Drucker dort ungestört drucken kann.

Nach den ganzen Nachteilen würde wahrscheinlich jeder sagen, dass ein 3D-Drucker für die Schule unbrauchbar sei. Ihr habt aber noch nicht die Vorteile gelesen! ;)

Vorteile

  • Motivation und Spaß:
    Wir haben seit mittlerweile 8 Monaten einen 3D-Drucker in der Schule und ich bin immer noch so motiviert wie nach dem ersten Auspacken. ;)
    Auch wenn Schüler neu in den Raum kommen und den Drucker bei der Arbeit sehen, ist die Freude groß und alle wollen wissen, wie das funktioniert und was man alles damit herstellen kann.

  • Kreativität:
    Wenn man sich an dem 4K-Modell orientieren will, ist Kreativität eine der Kernkompetenzen für das 21.Jahrhundert. Der Drucker schafft die Möglichkeit seiner Kreativität freien Lauf zu lassen und Dinge einfach auszuprobieren. Das kann ein künstlerisches oder aber ein rein praktisches Projekt sein.

  • Projektarbeiten:
    Gerade wenn die Schülerinnen und Schüler gut ausgebildet sein sollen, müssen sie in der Lage sein, projektartig zu arbeiten, d.h. den Kreislauf der Planung, Umsetzung und Evaluation mal selbst erfahren haben. Hier bietet der 3D-Drucker eine gute Möglichkeit so ein Projekt durchzuführen.

  • Flexibilität:
    Der 3D-Drucker ist vielfältig einsetzbar. Von der Produktion von Ersatzteilen für die Physiksammlung über die Herstellung von Unterrichtsmaterialien bis zum Einsatz im Fachunterricht kann man mit dem Drucker sehr viel anfangen. Ich ertappe mich mittlerweile dabei, dass ich bei jedem Problem innerlich abwäge, ob es mit Hilfe des 3D-Druckers gelöst werden kann. ;)

  • Kosten:
    Moment, Kosten stand doch schon bei Nachteilen?! Ja, aber mit einem 3D-Drucker kann man auch Kosten einsparen. So lassen sich sehr günstig Unterrichtsmaterialien herstellen, für die man bei einem Verlag viel mehr investieren müsste. Natürlich bezahlt man auch mit seiner Zeit, aber sobald man einmal die Objekte erstellt hat, kann man sie beliebig oft vervielfältigen. Ich habe z.B. meiner Frau für die Grundschule robuste zweifarbige Wendeplättchen hergestellt, allerdings für ca. 5€ Materialkosten pro 300 Stück! Für unsere Kunstfachschaft probieren wir gerade eine kleine Druckerpresse aus, Druckkosten liegen hier bei ca. 5€.

  • Offenheit:
    Wie in der Softwarelandschaft findet man unter den Anbietern von 3D-Druckern sowohl Komplettpakete inklusive Software wie auch Drucker, die nach dem Open Source Prinzip hergestellt sind. Die Community ist mittlerweile riesig, so dass man auch viele fertige Lösungen meist kostenlos herunterladen und direkt drucken kann. Da die Dateiformate offen sind, kann man auch fertige Objekte weiterverarbeiten und für seine Zwecke verändern. Auch die Vermittlung dieses Prinzips “Nehmen und Geben” ist für mich ein wichtiger Aspekt in der Schule.

Das sind für mich die wesentlichen Vor- und Nachteile, die mir im Rückblick der letzten 8 Monate in den Sinn kommen. Ob die Vorteile die Nachteile überwiegen, muss jeder für sich entscheiden und natürlich muss das Geld für die Anschaffung vorhanden sein. Rückblickend aber kann ich für mich sagen, dass sich die Investion von Zeit und Geld bisher absolut gelohnt hat und ich es genauso wieder machen würde.