Kompetenzen
Werkstoffe
Ich kenne unterschiedliche Materialien und kann ihre grundlegenden Eigenschaften benennen.
Ich kann Materialien nach ihren Eigenschaften sortieren und für bestimmte Zwecke auswählen.
Produkte
Ich kann einfache Produkte nach Anleitung herstellen.
Ich kann Produkte planen und unter Berücksichtigung von Funktion und Design umsetzen.
Ich kann komplexe Produktentwicklungsprozesse verstehen und eigene Produktideen entwickeln und realisieren.
Produktionstechnik
Ich verstehe grundlegende Produktionsverfahren und kann sie anwenden.
Ich kann unterschiedliche Produktionstechniken vergleichen und bewerten.
Beispiel
Planen Sie die Herstellung einer Halterung für ein mobiles Endgerät, z.B. Handy. Folgende Werkstoffe stehen zur Verfügung:
- Holz
- Kunststoff
- Metall
Anforderungen an das Werkstück
- Sicherheit: Die Halterung soll weder die bedienende Person bei der Nutzung gefährden noch das mobile Endgerät beschädigen.
- Stabilität: Die Halterung soll stabil auf dem Tisch stehen können.
- Funktionalität: Das mobile Endgerät soll sich gut bedienen lassen. Dazu gehört das Bedienen aller Knöpfe und der freie Zugang auf das Display.
Vorwissen
Werkstoffe, Produkte und Produktionstechnik
Werkstoffe und Produkte
- Technik - Werkstoffe unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Kriterien
- Technik - Werkzeuge und Maschinen zur Werkstoffbearbeitung
- Technik - Kriterien für die Beurteilung eines Arbeitsprozesses und dessen Ergebnisse
- Technik - Arbeitsprozess und Ergebnisse beurteilen und optimieren
Produktionstechnik
- Technik - Serienfertigung + Praktische Umsetzung (z.B. Spielzeug, Dekorationsobjekt inkl. Zeitplanung und Kostenkalkulation)
- Technik - Produktionsvorrichtungen + Eigene Entwicklung und Fertigung (z.B. Bohrschablone, Sägevorrichtung)
- Technik - Arbeitsteilige Produktion
- Technik - Herstellungsprozess eines Serienprodukts (z. B. Arbeitsablauf, Qualität, Ressourcen, Arbeitsbedingungen)
- Technik - Optimierung von Herstellungsprozessen
- Technik - Industrielle Serienfertigung (z. B. Betriebserkundung, Expertenbefragung, Kooperation mit außerschulischen Partnern)
- Technik - Auswirkungen der industriellen Serienfertigung auf den Menschen, das Berufsleben und die Gesellschaft
- Technik - Aktuelle Entwicklungen wie die Digitalisierung der Fertigung (u. a. Smart Factory)
Skizze
Aufgabe
Skizzieren Sie Ihre Idee (welche auch aus mehreren Teilen bestehen kann) mit allen notwendigen Maßen und Beschriftungen. Aus der Zeichnung soll klar hervorgehen, welche Anforderungen an das Werkstück gestellt werden.
Lösung
Individuellere Lösung, die den Kriterien entspricht:
- Informationsgehalt
- Eindeutigkeit
- Sauberkeit
Werkstoffwahl
Aufgabe
- Entscheiden Sie sich für einen oder mehrere Werkstoffe für die Halterung.
- Begründen Sie Ihre Entscheidung und berücksichtigen Sie dabei
- Werkstoffeigenschaften bei der Bearbeitung
- Werkstoffeigenschaften bei der Nutzung
Lösung
Individuelle Lösungen müssen argumentativ nachvollziehbar sein!
A. Welche Werkstoffeigenschaften der Bearbeitung sind zu beachten? (gute Zerspanbarkeit von Holz bzw. des Kunststoffes (Kunststoff - Gefahr des Schmelzens bei der Bearbeitung) (Warm-Umformbarkeit von Kunststoffen) (Möglichkeit des Ritzbrechens von Kunststoffen) (Möglichkeit des Urformens von Kunststoffen mit dem 3D-Drucker) (verschiedene Veredelungsmöglichkeiten der Oberfläche) (eventuell gesundheitsschädliche Holzstäube) (eventuell gesundheitsschädliche Kunststoffdämpfe)
B. Welche Werkstoffeigenschaften bei der Nutzung sind zu beachten?
(Haptik von Holz)
(Holzästhetik)
(Transparenz von Kunststoffen)
(Holz empfindlich bei Flüssigkeiten - je nach Oberflächenbehandlung)
(Kratzempfindlichkeit von Kunststoff)
Stückliste
Aufgabe
Erstellen Sie eine Stückliste mit folgendem Aufbau der Spalten:
- Stückzahl
- Bezeichnung
- Material
- Maße in mm
Lösung
Individuelle Lösung.
Arbeitsplan
Aufgabe
Erstellen Sie einen Arbeitsplan für drei aufeinanderfolgende Arbeitsschritte. Gliedern Sie Ihre Tabelle in drei Spalten:
- Arbeitsschritte
- Werkzeug, Maschine, Arbeitsmittel
- Bemerkung: Arbeitssicherheit, Fertigung
Lösung
Individuelle Lösung. Beispiel "Bohren an der Tischbohrmaschine"
Vorbereitung des Bohrens
- Bohrung anreißen
- Vorstechen oder körnen
- Bohrdurchmesser bestimmen
- Bohrtiefe bestimmen
- Bohrer auswählen
Bohren
- Bohrer einspannen
- Bohrtisch einstellen
- Tiefenanschlag einstellen
- Werkstück einspannen
- Maschine einschalten
- Vorschubhebel langsam senken
- Mit gleichmäßigem Druck (Vorschub) bohren
- Vorschubhebel anheben
- Maschine ausschalten
Nachbereitung des Bohrens
- Motor auslaufen lassen
- Werkstück ausspannen
- Bohrer ausspannen
- Späne wegfegen, Arbeitsplatz aufräumen
Gravur
Aufgabe
Sie wollen Ihr Werkstück gravieren. Zeichnen Sie den Werkstücknullpunkt und die Achsen des Koordinatensystems.
Lösung
Individuelle Lösung. Werkstückecke am Schnittpunkt aller Achsen.
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