Workshop Laser-Cutter

Laser-Cutter
Allgemeine Informationen
Klassenstufe	ab Klasse 8
Zeitumfang	4 x 2 Unterrichtsstunden
Schwierigkeitsgrad	mittel
Equipment	Lasercutter, PC

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Die Idee

Wolltet ihr schon einmal ein Spiel nach eigenen Vorstellungen entwickeln? Dann seid ihr hier genau richtig.

Hier könnt ihr eine ganz neue Variante von Mensch-Ärgere-Dich-Nicht ausprobieren: mit Spielkarten, die ihr selbst entwerfen könnt und eure eigenen Spielregeln festlegen könnt. Mithilfe des Lasercutters und ein paar Programmen könnt ihr dann mit euren eigenen Spielbrettern und Spielkarten Mensch-Ärgere-Dich-Nicht spielen. Dabei lernt ihr den Umgang mit dem Lasercutter und einem CAD Programm, mit dem ihr die Karten designen könnt.

Zugrunde liegt die Idee, rechnerisches Konstruieren, Entwerfen von Oberflächen-Designs und das präzise Schneiden von Material zu erlernen.

Denn bei diesem Projekt, ist die Vorarbeit mit dem Programm QCAD eindeutig wichtiger und anspruchsvoller, als das Lasern selbst. 😉

Die Idee aus pädagogischer Sicht

Außerhalb der Alltäglichkeit von Schule kann der Schüler im Workshop folgende Kompetenzen erlernen oder festigen:

• Erstellen sinnvoller Projektskizzen
• Einhalten vorgegebener Rahmenbedingungen (z.B. Mindest- und Höchstanzahl der Karten)
• Umsetzung von Ideen mit Hilfe einer CAD-Software
• Künstlerische Kreativität bei der Ausarbeitung
• Wichtung der rechnergestützten Konstruktion gegenüber der Fertigung als ein Prinzip moderner Konstruktion
  • Vergleich: die Wichtung der Arbeit an Texten mit der abschließenden Ausgabe in ein beliebiges Format wie z.B. in Papierform (Druck)

Was kann das Fraunhofer IMWS leisten?

Neben dem technischen Wissen und dem Erfahrungsschatz unserer Mitarbeiter auch in Form von Weiterbildungen und Einführungsveranstaltungen für interessierte Pädagogen sowie verschiedener Schülerprojekte, verfügen wir über einen hauseigenen Lasercutter für erste Versuche.

Diese Materialien benötigt ihr

Technische Geräte

• Lasercuter

Software

• QCAD
• Inkscape

Sonstiges

Liste der erlaubten Materialien

• unbrennbare Materialien zum Gravieren: Metall, Glas, Keramik, Stein
• erlaubte Kunststoffe: Acrylglas (PMMA), PET (Overheadfolie, Bayer Vivak), Moosgummi, POM (Polyoxymethylen, Delrin)
• Papier, Pappe, Holz (auch Sperrholz, MDF, HDF und ähnliche Werkstoffe nur aus Holz und Leim)
• spezieller laserbarer Stempelgummi aus dem FabLab (keine Kaltlaminierfolie, diese enthält oft PVC!)
• Baumwolle (auch Viskose), Leinen
• Bastelfilz, wenn aus Viskose oder Viskose-Wolle-Mischung (reine Wolle entwickelt beim Lasern einen starken Geruch)

Anleitung

Vorbereitung

• Programm QCAD (eine 2D-Konstruktionssoftware) herunterladen und installieren.
  • QCAD ist als QCAD Community Edition kostenlos, wenn man nach der Installation die vom Programm angegebenen professionellen Bibliotheken löscht.
• Hand-Skizzen der Spielkarten anfertigen.

Arbeit mit QCAD

QCAD ist ein Programm, mit dem ihr zweidimensionale Zeichnungen anfertigen könnt und somit sehr gut für Anfänger geeignet. Hier verliert ihr nicht so leicht den Überblick und könnt euch schnell einarbeiten.

Letztendlich fügt ihr verschiedene geometrische Formen zusammen, wie Rechtecke, Kreise, oder auch einfach nur Linien und könnt so euer Design, eure Spielkarten, erstellen. Dabei ist es euch überlassen wie komplex und aufwendig ihr das Ganze gestalten wollt. Auf jeden Fall empfiehlt es sich am Angfang erst einmal auszuprobieren was ihr alles machen könnt und wollt. Vielleicht kommen euch dabei noch ganz neue Ideen, wie ihr eure Karten gestalten möchtet, vielleicht stellt ihr auch fest, dass es gar nicht so einfach ist wie gedacht. Das gehört alles zum Entwicklungsprozess dazu.

Die einzelnen Formen könnt ihr ganz einfach über Symbole einfügen und bearbeiten. Dadurch ist es sehr anschaulich und übersichtlich. Wenn ihr dann schon etwas Übung habt, könnt ihr auch mit sogenannten Shortcuts arbeiten. Dabei drückt ihr eine Tastenkombination auf der Tastatur und das Programm macht dieselben Ausführungen, wie wenn ihr auf ein Symbol klickt. Allerdings seit ihr damit etwas schneller und auch ein bisschen professioneller. Das ist aber ganz euch überlassen.

Nebenbei lernt ihr auch mit sogenanntne Layern zu arbeiten. Das ist sehr wichtig für das Lasercutten später. Ihr legt bereits hier fest, was vom Lasercutter graviert und was komplett geschnitten werden soll. Deswegen ist die Vorarbeit im CAD-Programm so ausschlaggebend. Layer sind aber auch für euch sehr hilfreich, um den Überblick zu bewahren. Bei vielen Konstruktionen empfiehlt es sich Hilfslinien zu erstellen, damit macht ihr es euch viel leichter. Die Layer helfen euch dabei Körperkanten, die später graviert werden sollen, von euren Hilfslinien zu unterscheiden, die dann natürlich nicht mehr zu sehen sind.

Trotzdem: Aller Anfang ist schwer. Deswegen findet ihr hier eine Anleitung, die euch den Einstieg in das Programm erleichtern soll. Natürlich stehen wir euch bei dem Projekt auch zur Seite und ihr könnt uns jederzeit Fragen stellen.

Konstruktion am PC

• Datei über QCAD erstellen
• Datei als SVG-Datei exportieren
• SVG-Datei in Inkscape öffnen
• Datei ggf. bearbeiten und anpassen
• Funktion: ‚Objekt in Pfad umwandeln‘ auswählen
  • wichtig: der Lasercutter kann die Datei sonst nicht lesen
• Neu abspeichern

Jetzt seid ihr fertig mit der Arbeit am Computer und wir können zum Lasercutten übergehen.

Die Arbeit mit dem Laser-Cutter

Wir verwenden bei uns den Mr-Beam Lasercutter. Ein kleines, praktisches Gerät, dass ihr sogar bei euch zu Hause aufstellen und ausprobieren könnt. Wenn ihr bei euch zu Hause oder in der Schule einen anderen Lasercutter habt, könnt ihr den natürlich verwenden. Wir haben jetzt noch ein paar Hinweise für euch, die ihr speziell beim Mr-Beam beachten solltet.

• Bei Papier und Karton die Ecken mit Magneten befestigen.
  • Wegen der Staubpartikel gibt es einen konstanten Luftzug beim Lasern. Leichtes Material kann so beim Lasern verschoben werden und euer Motiv wäre nicht mehr richtig.
• Ihr könnt eure Dateien mithilfe der eingebauten Kamera platzieren und überprüfen.
  • Die Kamera ist nicht auf den Millimeter genau, plaziert eure Datei also nicht genau am Rand. Es wäre schade wenn dann etwas vom Motiv abgeschnitten wird.

• Material und Farbe auswählen.
  • Der Laser arbeitet bei verschiedenen Materialen mit einer unterschiedlichen Schnelligkeit und Intesität. Diese ist also immer genau auf das Medium zugeschnitten. Deswegen ist es wichtig das genau vorher einzustellen.
• Anhand der unterschiedlichen Farben einstellen welchen Teil ihr ‚Schneiden‘ und ‚Gravieren‘ wollt.
• Falls es zwischendurch Probleme gibt, oder ihr etwas korrigieren müsst, könnt ihr auch Pausieren.

Tipps

für den Schüler

• probiert euch im QCAD-Programm ein bisschen aus, am Anfang wird es sehr ungewohnt und kompliziert sein, aber Übung macht den Meister
• fangt erst mal mit einfachen Sachen an und arbeitet euch dann zu komplexen hoch
• seid flexibel: es kann sein, dass ihr eure Ideen am Programm nicht so gut umsetzen könnt, dann müsst ihr ein wenig kreativ werden und nach Alternativen suchen

• mit Geduld arbeiten, Lasercutter benötigt meistens viel Zeit für den Druck
• nichts am Lasercutter schrauben und nichts verstellen

Für den Lehrer

• Mit guten Lasercuttern kann man auch Holz, Acryl oder Leder gravieren.
• Nur zweifelsfrei geeignete Materialien verwenden. Unbekannte Materialien können giftige Gase entwickeln.
• Für ausreichend Lüftung sorgen. Wenn keine Absauganlage vorhanden ist, benötigt man in Klassenräumen Feinstaubfilter.
• Solange der Laser arbeitet, muss - anders als beim 3D-Druck - immer eine Aufsichtsperson direkt beim Lasercutter anwesend sein.
• Keine Magnete in den Bauraum oder in die Nähe des Lasercutters bringen.
• Sicherstellen, dass der Laserkopf sich in seiner Ebene frei bewegen kann.
• Wenn der Laserkopf gegen etwas stößt, sofort Not-Aus betätigen.

weiterführende Links

• Anleitung-Lasercutter
• Tutorial QCAD Programm
• Online File Generator for Lasercutting