TU Dresden: DigiKunst - Digitalisierte Kunststoff-Lehrausbildung

Das Lernkonzept unterstützt die Ausbildung mit echtzeitfähigen, animierten 3D-Modellen von Spritzgießmaschinen - (Bild: Konsortium DigiKunst).

Mit Entwicklung und Einsatz von digitalen Lernmitteln wollen Wissenschaftler des Institutes für Leichtbau und Kunststofftechnik (TU Dresden) gemeinsam mit den Projektpartnern 3D Interaction Technologies, Bildungswerk der Sächsischen Wirtschaft und Fahrzeugelektrik Pirna (FEP) die Aus- und Weiterbildung von Verfahrensmechaniker/-in für Kunststoff- und Kautschuktechnik revolutionieren.

3D-Modelle vermitteln Einblick in innere Maschinenprozesse
Bei der dreijährigen Ausbildung Verfahrensmechaniker/-in für Kunststoff- und Kautschuktechnik werden in den ersten beiden Lehrjahren die Grundlagen der Kunststofftechnik vermittelt. Im dritten Lehrjahr findet dann eine Spezialisierung beispielsweise auf die „Fachrichtung Formteile“ statt, bei der in weiterführenden Lernfeldern vertiefend auf ausgewählte Verfahren wie beispielsweise Spritzgießen eingegangen wird. Schwerpunkte liegen dabei auf dem Vermitteln eines technischen Verständnisses der Prozesse und dem Aufbau von Kompetenzen im Umgang mit den Maschinen und Anlagen.

Aufgrund der Komplexität der Prozesse kann trotz Spezialisierung meist nur ein exemplarischer Prozess vermittelt und ein ausgewähltes Fertigungsszenario eintrainiert werden. Die im Inneren der Spritzgießmaschine bzw. der Werkzeuge ablaufenden Vorgänge bleiben trotz praktischer Arbeit mit der Anlage weitgehend unsichtbar. Technisch komplexe physikalische Zusammenhänge können daher aktuell nur herkömmlich, abstrakt und mit teilweise großem Zeitaufwand dargestellt werden. Zudem können in der Industrie etablierte Technologien und Maschinentypen nur verkürzt vermittelt werden, da die vorhandene Ausstattung an Maschinen und Werkzeugen meist begrenzt ist.

In dem im Juni 2019 gestarteten Projekt „Digitalgestützte Lernwerkzeuge in der Aus- und Weiterbildung Verfahrensmechaniker/-in für Kunststoff- und Kautschuktechnik (DigiKunst)“ entwickeln die Partner ein digital gestütztes Lernkonzept, bei dem echtzeitfähige, animierte 3D-Modelle von Spritzgießmaschinen hergestellt und in Lern-Apps implementiert werden. Das Lernkonzept wird einerseits die nicht sichtbaren technischen Vorgänge der Kunststofftechnologien direkt an der Maschine vermitteln und andererseits das Erleben und Verstehen außerhalb des Technikums ermöglichen. Dabei wird im Lehr- und Lernkonzept auf wesentliche Elemente der Spritzgießanlage und der Werkzeuge sowie auf die Prozessführung eingegangen.

ILK stellt Expertenwissen bereit
Das ILK-Team um Dr.-Ing. Robert Kupfer stellt dabei das Kunststoffwissen bereit und koordiniert die Arbeiten des Projektes. Mit dem Software-Entwickler 3D Interaction Technologies, dem Bildungswerk der sächsischen Wirtschaft sowie einer berufsbildenden Schule als Anwender des Lernkonzeptes soll im Rahmen des Projektes ein zukunftsfähiges Ausbildungskonzept entstehen. In Kooperation mit dem sächsischen Spritzgießer Fahrzeugelektrik Pirna sowie weiteren KMU erfolgt die Erprobung und Evaluierung des Konzeptes.

Die Digitalisierung durchdringt zunehmend Wirtschaft und Gesellschaft. Gerade in der Aus- und Weiterbildung zeigt sich die wahre Stärke digitaler Hilfsmittel. Hier ist sie besonders für klein- und mittelständische Unternehmen interessant, die zwar eine umfassende Ausbildung gewährleisten wollen, jedoch oft nicht über einen entsprechend vielfältigen Maschinenmarkt verfügen. Informationstechnologien erweitern die Möglichkeiten der Ausbildung nachhaltig und helfen, technisch komplexe Sachverhalte schnell vermitteln. Digitale Zwillinge und Augmented-Reality-Hilfsmittel leisten hierbei wesentliche Beiträge, um das Erlernen des Einrichtens und Bedienens von Maschinen und Anlagen auch außerhalb des Technikums zu ermöglichen.

Das Projekt wird mit Mittel des Europäischen Sozialfonds (ESF) und des Freistaates Sachsen gefördert.

Weitere Informationen: tu-dresden.de/ing/maschinenwesen/ilk

Technische Universität Dresden, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Dresden

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