AG Computerwerkstatt, CNC@school, Lasercutting  und 3D-Druck

Im September 2005 wurde unsere „AG Computerwerkstatt“ als erste unserer Technik-AGs gegründet. Seitdem hat sich eine Menge verändert. In dieser Zeit ist die Computer‑AG zweimal mit allen Geräten umgezogen, und wir wurden in den IT-  und Klassenräumen zum vierten Mal hard- und softwaretechnisch neu ausgestattet – unser komplettes Hardware-Equipment sieht heute ganz anders aus als noch vor wenigen Jahren.

Würde man die informationstechnische Entwicklung an unserer Schule mit der Geschichte der Luftfahrt vergleichen, könnte man wohl sagen, wir haben in dieser Zeit einen Wandel von den Gebrüdern Wright,  hin zur modernen Raumfahrt vollzogen.

In der Entstehungsphase der Computer-AG stand noch in keinem Klassenzimmer ein PC. Es war die Zeit nach Windows 3.1. Zu dieser Zeit war die Schule mit einem Sammelsurium an verschiedensten, uralten Windows 3.1 und -95‑Geräten bestückt. Die Rechner im unteren Computerraum waren noch nicht vernetzt. Daten wurden über Disketten mit  720 KB Speicherkapazität ausgetauscht – USB gab es noch gar nicht – das etablierte sich erst später mit Windows 98. Ein damals „moderner“ 24‑Nadeldrucker war nur am Lehrerrechner angeschlossen.  Wir hatten keine Kameras, keine Beamer, keine Laserdrucker, keine Scanner und keine Farbmonitore. Das Internet war zu dieser Zeit nichts Selbstverständliches und wurde nicht permanent und auch nicht jeden Tag genutzt. Informationen wurden nur von Zeit zu Zeit über ein ISDN‑Telefonmodem abgerufen und die Übertragungsgeschwindigkeit war im Vergleich zu heute grottenlangsam – es gab zu dieser Zeit auch weit weniger Internetnutzer als heute. Mobilfunk kannte man schon, aber die Handys waren noch recht unhandlich und schwer und sie passten nicht in die Hosentasche, auch hatten sie damals noch eine Tastatur statt eines Touchdisplays. An Videostreaming oder gar mebis war mit solcher Ausstattung nichtmal ansatzweise zu denken.  

Einführung der CNC-Technik. Im Jahr 2010 hielt dann die CNC-Technik in unserer Schule Einzug.

Vor allem Schüler der Zweige I und IIIb nehmen auch heute noch das Angebot, den Umgang mit CNC‑gesteuerten Fräsmaschinen kennen zu lernen mit Begeisterung an.

Mittlerweile müssen es  wohl mehrere hundert Jugendliche sein, die in den letzten 12 Jahren einen technischen Einblick erhalten haben und ein gewisses Grundwissen über CNC-Maschinen mit G‑Code-Programmierung, CAD und Bild-vektorisierung in ihr Berufsleben mitnehmen konnten.

Für die erfolgreiche Teilnahme am Kurs „CNC@school“ erhält jeder Schüler ein Zertifikat.

 Gegen Ende des Pandemie-Schuljahres 2020/21 konnte schließlich unser neuer „Mr Beam“-Lasercutter in Betrieb genommen werden.

Im Rahmen der beiden AGs CNC@school und AG Computerwerkstatt wird damit fleißig herumgetüftelt. Erste Ergebnisse konnten bereits in den Schaukästen bewundert werden. Mit diesem Gerät lassen sich Formen und vektorisierte Bilder auf die unterschiedlichsten Materialien, wie z. B. Pappe, Filz, Kork und Holz per Computerprogramm und Lasertechnik als Graustufengravur auf das Material auflasern oder ausschneiden.

Mit der gleichen Aufmerksamkeit wie die Lasergravuren wurden die ersten Werkstücke in den Schaukästen bestaunt, die mit Hilfe unseres nagelneuen 3‑D‑Druckers „Ultimaker 2+ connect“ entstanden sind.

Die 3D-Druck-Technik funktioniert ähnlich wie das Lasercutting und das CNC‑fräsen über die drei Arbeitsachsen x, y und z. Hier wird aber, im Gegensatz zum Lasern oder Fräsen kein Material weggenommen sondern zum Modell hinzugefügt. Eine Kunststoffschnur (= Filament) wird maschinell mit einem bestimmten Vorschub durch eine, auf 210°C erhitzte Düse gepresst, wo das Material schmilzt, (ähnlich wie bei einer Heißkleberpistole). Diese Düse mit dem austretenden, flüssigen Kunststoff wird dann mit Hilfe eines Computer-programms und drei Motoren im Druckraum so hin und her bewegt, dass auf diese Weise in mehreren dutzenden oder auch mehreren hunderten Schichten ein 3D‑Modell räumlich auf einer beheizten Glasplatte (60°C) aufgebaut wird.

Aktuell werden in den Firmen vor allem Prototypen neuer Produkte mit Hilfe des 3D‑Drucks entwickelt und anschließend in Massenproduktion hergestellt. Erste sinnvolle Werkstücke, wie z. B. Modelle für das Technische Zeichnen und CAD, oder „auf mysteriöse Weise verschwundene“ Knöpfe von Seifenspendern konnten wir bereits mit dem neuen Gerät produzieren.

Schaukastenrechner. Zum besseren Verständnis für das Zusammenspiel einzelner Computerkomponenten und für das bessere Veranschaulichen des Auf- und Zusammenbaus einzelner Computerteile (s. EVA‑Prinzip) konnte heuer weiterhin ein neuer Schaukastenrechner von Schülern der Computer‑AG gebaut werden. Der PC besteht aus ausgemusterten Altteilen und ist voll funktionsfähig – in offener Bauweise – auf einer Holzplatte montiert. Der Rechner ist im Schaukasten beim CAD-Raum ausgestellt.

Wegen der vielen verschiedenen neuen C‑Techniken und PC-Anwendungen an unserer Schule hat sich das Tätigkeitsfeld der Computer AG in den letzten Jahren etwas verschoben – die Jungs der Arbeitsgemeinschaft kümmern sich aber natürlich auch weiterhin noch um „normale“ PC‑Probleme, defekte Netzwerkkabel und leere Drucker.

Microsoftfreie Zone. Da in der ganzen Schule Windows und andere Microsoft-Produkte vorherrschen, reifte in der AG weiterhin die Idee, als Gegenentwurf – oder auch als bereichernde Ergänzung – eine kostenlose „Microsoftfreie Zone“  zum testen und kennen lernen zu etablieren. Das Vorhaben konnten wir nicht zuletzt auch wegen des großen Engagements unserer „Neuen“ in der Computer-AG im vergangenen Schuljahr umsetzen. Wir verwendeten dafür ausschließlich die ausgemusterte Hardware unserer Klassenzimmer und IT‑Räume und bastelten uns in U07, direkt neben dem Kunstraum einen weiteren, voll funktionsfähigen Computerraum mit Linux statt Windows. Im Raum befinden sich aktuell dreizehn  Rechner und ein Netzwerk-drucker. Der Raum verfügt zwar momentan über keine Netzlaufwerke – über unsere schuleigene „nextcloud“ lassen sich aber auch hier beliebig Daten mit jedem Rechner mit Internetanschluss austauschen und/oder gemeinsam bearbeiten. Auf die nextcloud hat jeder Benutzer mit seinem, nur ihm bekannten „Schul-login“ und seinem „Schul-Passwort“ Zugriff (exakt wie beim einloggen an den Schulrechnern) – das funktioniert auch von zu Hause aus.

Die Hardware wartet momentan noch darauf, im Unterricht ausprobiert und getestet zu werden (z. B. für Internet-recherchen oder Referate). Auf jedem Rechner ist als officesuite LibreOffice standardmäßig installiert. Ebenso kann man wie auf jedem Windows-Rechner Videos abspielen, Bilder betrachten und Internetsurfen, z. B. mit firefox.  Das Ganze ist kinderleicht zu bedienen und intuitiv und sehr „windowsähnlich“ zu benutzen. Als Aufsicht sollte immer eine Lehrkraft im Raum anwesend sein.

Da alles bisher im Artikel Beschriebene mit Computern und im Allgemeinen mit  diversester Hardware zu tun hat, befasst sich die Computer-AG naturgemäß mit allen vorher genannten Techniken. Unsere Zehntklässler leisteten auch dieses Jahr wieder Unglaubliches und setzten sich nicht nur mit defekten Rechnern auseinander, sondern arbeiteten sich auch in neue Technologien, wie in den 3D‑Druck und das Lasercutting ein, und gaben Erfahrungen und Wissen via Tutorenprinzip an die „Erstlinge“ weiter. Aber auch die jüngeren Schüler brachten z. T. überdurch-schnittliches Computerfachwissen, ein hohes Maß an Fleiß, Ehrgeiz und guter Arbeitseinstellung in das Team ein, so dass über das gesamte Schuljahr hinweg ein harmonisches und erfolgreiches Arbeiten in der Gemeinschaft möglich war.

Die aktuellen Mitglieder der Technik-AGs:

AG Computerwerkstatt: Bauer, Felix + Frank, Benedikt + Gertz, Maximilian + Hofmann, Lukas + Krapfl, Maximilian + Meyer, Paul + Obst, Fabian + Stier, Johannes + Vogler, Felix +  Zrenner, Nick

AG CNC@school: Handtke, Ludwig + Kropf, Antonio

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