Conrad | 3D-Druck

     78 3D·Druck im Fachunterricht. Experimente mit digitaler Messwerterfassung. Optik klassische Schülerexperimente mit 3D-gedruckten Untersuchungsgegenständen durchführen, wo– bei die dabei verwendeten Materialien z. T. auch von den Schülerinnen und Schülern selbst hergestellt werden können. Im Besonderen aber üben die Möglichkeiten der 3D-Drucktechnologie eine sehr starke Faszination auf junge Menschen aus - der Einsatz für Unterrichtszwecke unterstützt daher auch eine hohe Motivierung der Schülerinnen und Schüler. Daher eignet sich das Themenfeld über die Schul– Experimente hinaus auch hervorragend für die eigenständige Weiterarbeit der Schülerinnen und Schü– ler im Sinne von Differenzierungsarbeiten sowie forschenden Untersuchungsaufgaben im Rahmen von Projektwochen, aber auch etwa dem Entwerfen geeigneter Dämpfungskörper für Smartphones. Für das Experimentieren sollten dabei anstatt hochwertiger Smartphones z.B. Dummys von Smartphones ver– wendet werden oder Geräte, die über eine entsprechende Schutzzertifizierung verfügen (z.B. manche Outdoor-Smartphones wie CAT S31 und höherwertige) - stoßfest nach US-MIL-810-G. Im Fachunterricht sind grundsätzlich zwei Anwendungsgebiete möglich: Der 3D-Drucker wird als Hilfsmittel eingesetzt, um bestehende Experimente zu verbessern oder zu erleichtern (Sensoradapter, Halterungen, Gehäuse für selbstgebaute Messgeräte). Die mit Hilfe von 3D-Drucktechnologie erstell baren Objekte werden selbst untersucht (Materi– aleigenschaften) Die hier vorliegenden Unterrichtsmaterialien für Schülerexperimente im Physikunterricht konzentrieren sich auf den zweiten Aspekt, die Untersuchung der 3D-gedruckten Objekte selbst. Dabei fokussieren die ersten beiden Experimente auf die Dämpfungseigenschaften flexibler 3D-Drucke. Das erste Experiment untersucht den Einfluss unterschiedlicher Dichte (lnfill-Grade) auf das Dämpfungsverhalten des l<örpers. Das zweite Experiment zielt auf die Beantwortung der Frage, ob und welche Unterschiede für einen Würfel mit 15 % Füllung beim Aufprall auf verschiedene Seitenflächen zu beobachten sind. Hier geht es demnach um die Auswirkungen der „Raumlage" des l<örpers in Bezug auf die Druckrichtung bei der Interaktionen mit dem Stoßobjekt. Ideen für weiterführende Untersuchungsfragen zu einzelnen physikalischen Teilbereichen wären z.B.: Einfluss der Temperatur beim Druck auf Materialeigenschaften Würfel in einem Wärmebad auf höhere Temperatur bringen - Einfluss der Temperatur des Würfels auf die Dämpfungseigenschaften beim l<raftstoß Absorptionseigenschaften von Licht • Hinweis: Die Vorbereitungen für die beiden ersten Experimente sind sehr ähnlich, ebenso der Versuchsaufbau. Da die Lehrer- und Schülermaterialien als l<opiervorlage entwickelt wur– den, werden diese Aspekte in den jeweiligen Lehrermaterialien eigenständig aufgeführt, damit die Verwendung im Unterricht leichter ist durch eine jeweils vollständige Anleitung. Die teilweise damit einhergehende Dopplung der Texte und Informationen ist somit beabsichtigt. Claude Blanc / lrma Mgeladze / Dr. Sergej Stoetzer / Dr. Hildegard Urban-Woldron Digitale Messwerterfassung und 3D-Druck. Ein Kooperationsprojekt von Texas Instruments, Conrad Electronic SE und T 3 © Texas Instruments, Conrad Electronic SE und T 3