FTZ – additive Fertigung

additive Fertigung



Der 3D-Druck, so die landläufige Bezeichnung für die additive Fertigung, beschreibt den Aufbau von Werkstücken in Schichten und ohne Werkzeug. Ziel ist es durch das gezielte Einbringen, Verfestigen, Aufschmelzen oder Aushärten eines formlosen Stoffes einen dreidimensionalen Körper zu  erstellen und dabei die Nachteile der klassischen subtraktiven Fertigung zu umgehen.

Die additive Fertigung hat sich in den letzten Jahren aus der Nische des Prototypen- und Modellbaus herausgearbeitet. Nicht nur das viele Privathaushalte bereits über einfache 3D-Drucker verfügen, auch komplexere Geräte finden immer mehr Anwendung in klassischen Lohnfertigungsunternehmen der Region. Dieser Trend ist natürlich auch an der bbs|me angekommen, sodass bereits viele Fachgruppen und Bildungsgänge über einzelne Drucker verfügen. Damit werden u.a. Schülerprojekte und Anschauungsmaterialien hergestellt. Doch auch die Vermittlung von Design- und Konstruktionsregeln, der Vergleich verschiedener additiver Fertigungsverfahren und -werkstoffe oder das Bedenken neuer Fertigungsprozessstrukturen finden Eingang in den Unterricht.

Besonders in diesem Bereich ist die bbs|me gut aufgestellt: Neben den üblichen FDM-Kunststoffdruckern, die heute in fast allen allgemeinbildenden Schulen üblich sind, können bei Bedarf hochgenaue und detaillierte Druckobjekte aus Polymerharz im UV-Belichtungsdrucker hergestellt werden. Dieses Verfahren findet überwiegend bei Projekten mit geringen Festigkeitsanforderungen Verwendung.

Bei steigenden Belastungen der Druckteile kann auf FDM-Kunststoffdrucker mit unterschiedlichen Filamentarten zurückgegriffen werden.

Für besondere Anforderungen und spezielle Konstruktionsübungen werden die Highlights der Schule verwendet: Der Markforged Onyx Pro, ein Nylonfilamentdrucker, der seine Druckobjekte zusätzlich Hightechfasern schichtweise verstärkt. Mit dieser Faserverstärkung durch z.B. Glas- Carbon- oder Kevlarfaser lassen sich hochfeste und zugleich flexible Konstruktionen erreichen.

Wird zudem noch eine erhöhte Temperaturbeständigkeit bei gleichzeitig hohen Kräften gefordert ist jedoch bei den Kunststoffdruckern in der Regel schnell die Grenze der des Machbaren erreicht. Auch hier bietet die Schule eine Lösung an. Mit dem Markforged Metal X lassen sich auch 3D Objekte aus Stahl und Kupfer fertigen und durch klassische CNC-Zerspanung um weitere Aspekte modernen Fertigens ergänzen.

Auch für besonders große Druckobjekte stellt die Technikerschule eine Lösung bereit: Multimaterialdruck mit XX Litern Bauraum.

All diese Möglichkeiten werden auf unterschiedlichen Niveaus in der Schule genutzt und finden immer wieder Eingang in fach- und berufsgruppenübergreifenden Unterricht und Projekte, wie z.B. die seit 2017 regelmäßig stattfindenden Zusatzangebote der Metallberufe zum Bau oder Inbetriebnahme von 3D Druckern für den Heimgebrauch. 2021 und 2022 traten Schüler im europäischen Konstruktionswettbewerb gegen andere Schulen europaweit an und waren jeweils auf dem Siegertreppchen zu finden. Auf der Ideenexpo2022 in Hannover präsentierten Schüler der Technikerschule zusammen mit Auszubildenden der Werkzeugmechaniker die Möglichkeiten der vernetzten Fertigung ganz im Sinne eines Industrie 4.0-Ansatzes.

Derzeit befindet sich das Werkstoffprüflabor im Aufbau, um 3D gedruckte Bauteile zukünftig besser objektiv und vergleichbar Teilen der klassischen Fertigung gegenüberstellen zu können.

Das Fertigungstechnische Lernzentrum verbindet zudem unsere Partner in der dualen Ausbildung mit der Forschung. Die Planungen für gemeinschaftliche Veranstaltungen mit Niedersachsen additiv, der Laserakademie Hannover und Berufsschulen der Region laufen und werden zukünftig weiteren Aufschwung in die Welt der Fertigung bringen, nicht nur an der bbs|me.


FTZ – CAD/CAM-Programmierung

CAD/CAM-Programmierung



Bei der CAD/CAM-Programmierung wird das Konstruktionsprodukt, welches heute in den meisten Fällen als 3D-CAD-Modell vorliegt, direkt zur Erstellung des NC-Programms für die Fertigung auf der Werkzeugmaschine genutzt.

3D-CAD-Modell


Die Schülerinnen und Schüler konstruieren das zu fertigende Bauteil zunächst mithilfe eines CAD-Systems oder Sie greifen auf bereits vorhandene 3D-Modelldaten zurück. Auf den Schulungs-PCs ist die Konstruktionssoftware Inventor Professional der Fa. Autodesk installiert. Grundsätzlich ist auch das Arbeiten mit anderen Programmen wie Solidworks oder Catia der Fa. Dassault möglich.


CAM-Programmierung der Werkzeugmaschine


Das Programm für die Fräs- oder Drehmaschine wird durch eine integrierte CAM-Software, InventorCAM der Fa. SolidCAM, mit voller grafischer 3D-Unterstützung erstellt. Dabei arbeiten die Schülerinnen und Schüler in der gewohnten Umgebung der Konstruktionssoftware und nutzen die Werkzeugdatenbank und die Werkzeugwegfunktionen um zu Beginn Programme für einfache Werkstücke, bis hin zu Programmen für komplexe Werkstücken mit z.B. 3D-Freiformflächen zu erstellen.


Simulation und Fertigung


Schon während der Programmerstellung nutzen die Schülerinnen und Schüler die verschiedenen Simulationsfunktionen der CAD-CAM-Software und erkennen und korrigieren so Fehler. Dann wird das Programm zur Werkzeugmaschinen übertragen und das Bauteil durch Drehen und/oder Fräsen hergestellt.

FTZ – Fortbildungen

Fortbildungen zum Programmieren mit ShopMill und ShopTurn



Die VDW-Nachwuchsstiftung bietet, auf Grundlage von Kooperationsverträgen mit mehreren Bundesländern, Lehrkräften und Ausbildern im Metallbereich der berufsbildenden Schulen Qualifizierungsmaßnahmen an. Auch an der BBS-ME finden Fortbildungsveranstaltungen in Kooperation mit der Fa. Siemens statt.

Grundkurs CNC-Drehen: Programmieren mit SIEMENS ShopTurn Operate



Vom 15.05.2017 bis zum 19.05.2017 fand in unseren Schulungs- und Werkstatträumen ein Grundkurs CNC-Drehen: Programmieren mit SIEMENS ShopTurn Operate statt. Dieses Mal waren Teilnehmer aus drei Bundesländern vertreten.


Termine


Es sind aktuell noch keine weiteren Fortbildungen terminiert.

FTZ – Zertifizierung

Siemens Zertifikate für’s Fräsen und Drehen



Auszubildende und Schülerinnen und Schüler können bei uns Zertifikate erwerben, die ihnen CNC- Programmierkenntnisse mit der Siemens-Steuerung Operate 4.5 bescheinigen. An den PC-Arbeitsplätzen, die unmittelbar an den Fertigungsbereich angeschlossen sind, erhalten sie dazu auf die Siemenssteuerung abgestimmten Unterricht  . Hier erlernen und trainieren die Schülerinnen und Schüler die Programmierung der Fräs- und/oder Drehmaschine.

Die Siemens-Software SinuTrain bildet das Bedienpult der jeweiligen Werkzeugmaschine nach, und so können die Auszubildenden die Programme grafisch unterstützt nach der WOP-Methode (arbeitsplatzorientiertes Programmieren) erstellen.

Zertifikate

SINUMERIK ShopMill
SINUMERIK ShopTurn



Zu den Inhalten gehören unter anderem:

  • Einführung in die Funktion der Steuerung
  • Einführung in den Programmaufbau
  • Programmierung mit Standardbefehlen
  • Programmierung von Konturen
  • Programmierung mit Unterprogrammen

SPS-Labor

SPS-Labor

Die bbs|me bietet ein modernes Labor der Prozessautomatisierung.
Dieses SPS-Labor wurde entwickelt durch

• Unterstützung der Firma SIEMENS
• starke Eigenleistung der Lehrkräfte
• die engagierte Unterstützung der Ausbilder und Umschüler der Justizvollzugsanstalt Hannover

Die SPS-Geräte sind überwiegend von der Firma SIEMENS. Die Entwicklung der Peripherie – Möglichkeiten der Belegung der digitalen und analogen Aus- und Eingänge – und eine Vielzahl an Modellprozessen wurden federführend von Eberhard Meyer realisiert. Durch ein hohes Engagement der Ausbilder und Umschüler der JVA Hannover wurden die Anlagen gebaut, getestet und in Betrieb genommen.
Im Rahmen der Renovierungsmaßnahmen unserer Schule wurden im Jahr 2015/16 die SPS – Geräte der 200er- und 300er- Serien durch neue moderne SPSen der 1200er und 1500er – Baureihe ersetzt. Wieder wurde viel Eigenleistung eingebracht.
Beim Bau der S7-1200 Modelle haben uns die Firmen TENNET und NEXANS mit ihren Auszubildenen unterstützt.
Die Erstellung der Modelle für die S7-1500 war erheblich aufwendiger. Auch hier bedanken wir uns für die Unterstützung der Firmen NEXANS und KEYMILE GmbH
Für unser Hauptziel, einer zeitgemäßen Ausbildung im Bereich der Prozessautomatisierung, haben wir mit dieser Ausstattung optimale Bedingungen geschaffen.
Dafür gebührt allen Mitwirkenden unser großer Dank.


SIMIT SCE – das virtuelle SIMATIC Labor


Dank einer Spende der SIEMENS AG ist es unserer Schule möglich, komplette Prozesse/Anlagen auf dem PC zu simulieren.

So können mit der SIMIT Software von Schülern erstellte STEP 7 – Programme mit anschaulichen dynamischen Modellen getestet werden.

Für den schnellen Einstieg sind 8 modifizierbare Beispielaufgaben bereits vorhanden, eigene Modelle können in beliebiger Zahl erstellt werden.

Durch das Simulationsprogramm kann schon im Vorfeld das wesentliche Anlagenverhalten für Normalbetrieb, Anlauf und Wiederanlauf sowie das Abfahren von Störfällen getestet werden.

Laborausstattung


• Kleinsteuerungen LOGO / Easy
• SPS-Automatisierungsgeräte S7-300
• SPS-Automatisierungsgeräte S7-1200
• SPS-Automatisierungsgeräte S7-1500
• Sicherheitsrelais (Pilz/Siemens)
• Leistungsstarke Rechner für STEP7 und TIA-Portal
• Profibus DP-Stationen ET200
• SPS-kompatible Förderbänder und Torsteuerungen
• busfähige Frequenzumrichter (Lenze, Siemens, Danfoss, Schneider)
• elektronische Lastrelais (Phoenix Contact)
• Softstarter

FTZ – CNC-Programmierung mit Sinutrain von Siemens

CNC-Programmierung mit SinuTrain von Siemens



Die PC-Arbeitsplätze sind unmittelbar an den Fertigungsbereich angeschlossen. Hier programmieren die Schülerinnen und Schüler die CNC-Programme für die Fräs- und Drehmaschine.

Die Siemens-Software SinuTrain bildet das Bedienpult der jeweiligen Werkzeugmaschine nach, und so können die Auszubildenden die Programme grafisch unterstützt nach der WOP-Methode (arbeitsplatzorientiertes Programmieren) erstellen.

Unterricht Siemens Sinutrain ShopMill Sinumerik Operate FSM Betriebstechnik 2016

Arten der Programmierung

DIN/ISO
ShopTurn & ShopMill



Mittels der DIN/ISO-Programmierung werden
G-Code-Programme erstellt, wobei die Auszubildenden hier auf alle genormten Technologiezyklen zugreifen können.

Die grafisch unterstützte Arbeitsschritt-Programmerstellung für das Fräsen erfolgt mit ShopMill, für das Drehen mit ShopTurn. ShopMill und ShopTurn arbeiten mit dynamischen Grafiken für Konturelemente und Zyklen und stellen das Programm in einem übersichtlichen Arbeitsplan dar. Diese Art der Programmierung führt zu einem schnellen Ergebnis und Erfolgserlebnis.


Fertigungsablauf


Die Schülerinnen und Schüler können den gesamten Fertigungsablauf durchführen, indem sie Werkstücke programmieren, die Programme simulieren, die Werkzeugmaschine einrichten, das Programm abarbeiten lassen, die Werkstücke prüfen und gegebenenfalls erforderliche Änderungen bzw. Nacharbeit vornehmen.

Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten

Elektrofachkraft
für festgelegte Tätigkeiten (EffT)


Unseren Auszubildenden in ausgewählten Metallberufen und Schülerinnen und Schülern der Technikerschule bieten wir ein attraktives Zusatzzertifikat: Die Qualifikation zur “Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten (EffT)”.

Ein Metallfacharbeiter mit diesem Zertifikat darf dann beispielsweise selber einen Elektromotor anschließen und muss dafür nicht extra einen Elektriker kommen lassen. Den Qualifizierungsschwerpunkt bilden die Grundlagen der Elektrotechnik, das sichere Arbeiten und der fachgerechte Umgang mit Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen.

Zum Beispiel
Sebastian Giernacki:

“Durch die Zusatzqualifikation Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten- EffT habe ich sehr viel Wissenswertes über die Elektrotechnik gelernt. Das alles kann ich gut im Berufs- und Privatleben einsetzen. Durch den bestandenen Lehrgang erlangt man eine weitere Qualifikation mit Zertifikat, die sich z.B. bei einer Bewerbung positiv auswirkt.

Man geht nach dem Lehrgang ganz anders an Stromkreise und elektrische Maschienen heran, da man mehr Fachwissen besitzt. Strom und Spannung werden nicht mehr leichtsinnig unterschätzt. Die Elektrosicherheit im EffT-Lehrgang steht immer an erster Stelle. Mir persönlich gefällt der Lehrgang sehr gut. Ich kann ihn auch anderen Schülern empfehlen.”

Sebastian Giernacki
Maschinen- und Anlagenführer

Ansprechpartner:
Sven Boer
Carsten Sprick