Beschreibung der Beschaffung
3D-Druck Technik gewinnt zunehmend an Bedeutung in der Gesellschaft und sollte daher auch in einer zeitgemäßen Lernumgebung präsent sein. Zahlreiche große Firmen sehen in der Möglichkeit Großserien im 3D-Drucker zu produzieren den nächsten großen Schritt in der Veränderung der Produktionsstraßen und Lagerhaltung. So werden nicht länger nur alle Teile, sondern auch digitale Vorlagen vorgehalten, die bei Bedarf 3D-druckbar sind.
Für die Schülerinnen und Schüler bedeutet dies, dass eine neue Kompetenz in Zukunft für einen erfolgreichen Start in die Berufstätigkeit an Bedeutung gewinnt. Diese Kompetenz kann als 3D-Konstruktionsfähigkeit beschrieben werden. Hiermit sind sowohl handwerkliche Fähigkeiten, z. B. die Bedienung exemplarischer CAD-Software, Slicer und 3D-Drucker, als auch generell das dreidimensionale Denken und Operieren gemeint. Auch die überfachlichen Kompetenzen wie Kommunikation im Team etc. spielen für den 3D-Druck eine Rolle.
Über Erfolg oder Misserfolg des Einsatzes von 3D-Druckern entscheidet nicht allein die Verfügbarkeit von Geräten. Entscheidend wird sein, wie die 3D-Drucker z. B. im Rahmen von projektartigen Makerspaces zu Lernsettings führen, die Lernenden einen besseren Lernerfolg ermöglichen. Die Bereitstellung geeigneter Unterrichtsbeispiele kann hierbei positiv unterstützend wirken.
Wir planen daher den Einsatz des Gerätes unter anderem im Fach Mensch und Technik. Das am Zeichenbrett erlernte Technische Zeichnen wird im CAD-Programm digital angewandt und im 3D-Druck realisiert. Durch die Kombination von 3D-Druck, Lasergravur und CNC-Fräsen erhöhen sich die Einsatzmöglichkeiten. So kann das Fach Kunst einen weiteren, kreativen Zugang bieten. Die Entwicklung von 3D-Modellen erweitert die Möglichkeiten noch einmal z.B. auf die Fächer Biologie, Chemie und Mathematik und liefert einen weiteren Beitrag zur Förderung des dreidimensionalen Denkens und Operierens.
Die zu beschaffenden 3D-Drucker müssen für den Schulbetrieb und die dort zu lehrenden Inhalte geeignet sein.
Die Geräte werden in bestehende didaktische Konzepte, sowie in bestehende technische Umgebungen eingebettet. Aus diesen Gründen ergeben sich für jeden geplanten Einsatzort unterschiedlichen Anforderungen an die einzusetzenden Geräte. Die Anforderungen sind je Einsatzort genau beschrieben.
Gem. §31 Abs. 6 VgV werden Leitfabrikate angegeben, welche die angegebenen Anforderungen erfüllen. Es steht Bietern frei andere Produkte anzubieten.
Wenn andere Produkte angeboten werden, wird sich vorbehalten eine Teststellung durchzuführen. Dazu muss der betreffenden Schule kostenfrei für einen angemessenen Zeitraum (mind. 4 Wochen) ein Testgerät zur Verfügung gestellt werden. In dieser Zeit wird die Erfüllung der Anforderungen verifiziert.
a) Bischöfliche Realschule Marienberg
1 3D-Drucker
- Robuste Ausführung für den Schulbetrieb und Zulassung für den Einsatz im gewerblichen Umfeld. Trotzdem geringes Gewicht und kompakte Abmessungen.
- Rahmenmaterial vorzugsweise Aluminiumlegierung oder vergleichbar
- Gehäuse mit Acryl-Falttüren, Abgaskanal und Abluftventilator mit intelligenter Regelung und Tür-auf-Erkennung über Hall-Schalter
- Multifunktional für 3D-Druck, CNC-Fräsen, Laserschneiden/ -Gravur (Lasermodul min. 1,6 W mit eingebauter Kamera) durch den Austausch der Module
- Aluminium-Rastertisch für Lasergravieren / -schneiden
- Magnetisches beheiztes Bett mit abnehmbarem Druckbogen für den 3D Druck. Maximale Temperatur mindestens 80° C.
- Großes Druckbett, welches das Drucken mehrerer Gegenstände gleichzeitig zulässt. Arbeitsbereich daher mindestens 320 x 350 x 330 mm
- 3D-Druck:
o Schichtauflösung: min. 50-300 Mikrometer
o Düsendurchmesser: max. 0,4 mm
o Unterstützte Materialien: min. PLA, ABS, PETG, TPU, Wood PLA
- Lasergravur und Schneiden
o Eingebaute Kamera
o Laserleistung min. 1600 mW, Klasse 4
o Laser Spot: ca. 0.2 mm × 0.3 mm
o Wellenlänge sollte 450 nm sein
o Unterstützte Materialien: min. Holz, Leder, Plastik, Papier, non-transparent Acryl
- CNC Fräsen:
o Schaftdurchmesser: ca. 0.5-6.35 mm
o Spindeldrehzahl: max. 6.000 - min. 12.000 RPM
o Unterstützte Materialien: min. Holz, Acryl, PCB, carbon fiber sheet, jade
- Mindestens 5 Zoll Touchscreen mit intelligenter Bedienung und Android-Betriebssystem oder vergleichbar
- Unterstützte Dateitypen: .stl, .obj und Weitere
- Unterstützte Betriebssysteme: Windows, macOS, Linux
- Datenübertragung über Wifi, USB- Kabel und USB-Stick
b) Maximilian-Kolbe-Gemeinschaftsschule, Neunkirchen, Nikolaus-Groß-Schulen, Willi-Graf-Gymnasium sowie St. Maximin-Schule Trier
Für Maximilian-Kolbe-Gemeinschaftsschule 2 und für Willi-Graf-Gymnasium und St. Maximin-Schule je 1 ohne Fräse und für Nikolaus-Groß-Schule 2 und Maximilian-Kolbe-Gemeinschaftsschule 1 mit Fräse.
3D-Drucker unterschiedlicher Größe, davon 3 Stück inklusive CnC-Fräse
Drucker:
3-in-1 Multifunktionsgerät mit den Funktionen 3D-Druck, Lasergravur/ -schneiden und CNC-Fräsen/ -Schneiden.
- Arbeitsbereich: 400 mm × 400 mm × 400 mm
- Schnellwechselbare Werkzeugköpfe, Plattformen und hot ends
- mindestens 7-Zoll Touchscreen mit Benutzeroberfläche
- laserdichtes Gehäuse
- 3D-Druck mit einer Doppeldüse 300 °C
- Hochleistungs-Lasergravieren und -schneiden mit einer Leistung von mindestens 10 W.
- CNC-Fräsen und -Schneiden mit einer Leistung von mindestens 200 W.
- Software: kostenlose 3-in-1-Software, z.B. "Snapmaker Luban" oder vergleichbar
c) Alfred-Delp-Schule
1 Stück 3D-Drucker
Zur optimalen Umsetzung der Möglichkeiten, die das Arbeiten mit 3D-Druckern für Schülerinnen und Schüler bietet, wird ein 3D-Drucker ausgeschrieben.
Durch dieses Gerät können sowohl kleine Modelle, die z. B. von Schülern entworfen wurden, als auch größere, komplexere Modelle gedruckt werden. Der Drucker soll zudem für Multimaterial, Materialverbunde, sowie mehrfarbige Drucke und Drucke mit (löslichem) Stützmaterial verwendet werden können. Damit können Bauteile mit hoher Funktionsintegration gedruckt werden.