Lernen in Projekten

Michael Ludolph

Im Hamburger Raum sind die Holzverarbeitungsbetriebe eher klein- und mittelständisch aufgestellt. Gerade diese Betriebe, deren Arbeitsfelder zum Beispiel im Ladenbau sowie individuellen Möbel- und Innenausbau liegen, setzen verstärkt auf die C-Technologie und brauchen dafür entsprechend qualifizierte Mitarbeiter. Für die Hamburger Fachschule für Holztechnik liegt es damit nahe, die dazu notwendigen Qualifikationen zu vermitteln. Die Fachschule setzt dabei seit Langem auf verschiedene, aufeinander aufbauende Projektarbeiten, die seit 2017 in die neu eingerichteten Lernfelder integriert sind.

Der Vergleich von C-Technologien und konventioneller Fertigung ist von Beginn an ein zentrales Thema der zweijährigen Ausbildung zum/zur Staatlich geprüften Techniker/-in. So werden den angehenden Technikern/-innen vom ersten Tag an grundlegende Kenntnisse in Freihandzeichnen und CAD vermittelt, um zügig von der ersten Skizze zur Ausarbeitung genauer Fertigungsdaten zu kommen.

Das Einstiegsprojekt

Schon nach etwa zwei Monaten erhalten die Fachschüler/-innen einen Kundenauftrag, den sie in Kleingruppen bearbeiten. Auftraggeber ist hierbei in der Regel die Schule selbst, da hier intern immer genügend Auftragswünsche vorliegen. So haben Fachschulklassen ganze Klassenräume mit Mobiliar ausgestattet und z. B. Lehrerpulte entwickelt und gefertigt, die den speziellen schulischen Anforderungen entsprechend für Vorträge oder Präsentationen individuell in der Höhe verstellbar sind.

Der Kundenauftrag ist seitens der Schule weitgehend vorgeplant, denn dieses erste Projekt dient vor allem der Einführung der neuen Fachschüler/-innen in den Maschinenpark der Schulwerkstätten. In diesem Rahmen koordinieren sie erstmals einen Auftrag im Team und müssen diesen auch zeitlich steuern (Projektmanagement). Die Fachschüler/
-innen können hier an ihr in der beruflichen Praxis erworbenes Wissen anknüpfen, dieses erweitern und erste Erfahrungen an den Bearbeitungszentren der Schule sammeln.

Die aktuelle Klasse FH 18 hatte als Einstiegsprojekt den Auftrag, Prototypen für das Schulhofmobiliar zu bauen. Dabei kamen verschiedene Werkstoffe zum Einsatz, um die Witterungsbeständigkeit verschiedener (auch modifizierter) Massivhölzer in einem Probelauf zu testen. Für komplizierte Schifterschnitte mussten in diesem Fall die geometrischen Daten mittels 3D-CAD ermittelt werden. In der Fertigung kamen sowohl Standardmaschinen, die Bearbeitungszentren als auch die 4-Seitenhobelmaschine zum Einsatz.

C-Möbel- und Serienfertigung

Unter dem Oberbegriff „C-Möbel“ entwerfen und konstruieren die Fachschüler/-innen in einem zweiten, größeren Projekt selbstständig Kleinmöbel und Gebrauchsgegenstände, die fast ausschließlich am Bearbeitungszentrum gefertigt werden sollen. Das primäre Lernziel ist hierbei, Konstruktionen zu entwickeln, die nur schwerlich oder vergleichsweise unwirtschaftlich auf konventionellem Wege herzustellen wären. Hierbei lernen sie Möglichkeiten und Grenzen der Fertigung am Bearbeitungszentrum, die Programmstrukturen der verwendeten Software sowie die spezifischen Spanungsparameter der CNC-Bearbeitung, wie unterschiedliche Spannvorrichtungen und 4- und 5-Achs-Bearbeitungen, kennen.

Das dritte Projekt ist das vom Umfang her größte, denn dabei entwickelt die Klasse gemeinsam ein Möbel unter den speziellen Anforderungen der Serienfertigung. Entsprechend spielen hier Themen wie Projektplanung, Arbeitsvorbereitung, Arbeitsplatzgestaltung, Toleranzen, Wiederholgenauigkeiten, Qualitätssicherung etc. eine große Rolle. Damit nicht nur die Planung, sondern auch die Realisierung als Serie stattfindet, erwirbt jede/r Schüler/-in ein Möbel zum Materialpreis.

Das hat zur Folge, dass die Klasse in mitunter langwierigen Diskussionsschleifen Entwurfsideen, Konstruktionsvarianten und Fertigungsmöglichkeiten durchspielt, um das Projekt mit dem größtmöglichen Konsens in der von der Schule gegebenen Fertigungszeit von zwei Wochen zu realisieren.

CAD/CAM – von der Zeichnung zur Maschine

Konstruktion und Fertigung sind in der digitalen Projektbearbeitung nicht mehr exakt zu trennen. Mit der digitalen Erfassung der Konstruktions- und Materialdaten legt der Planer neben den Daten für die Materialbestellung und Lagerhaltung auch schon wesentliche Teile der Fertigung fest. Er muss also schon zu einem frühen Zeitpunkt eine klare Vorstellung davon haben, wie die Fertigung erfolgen soll. Mit diesem letzten Projekt sollen die Schüler/-innen Einblicke in die Zusammenhänge der gesamten Prozesskette erhalten und Möglichkeiten kennenlernen, Probleme in der Datenübergabe zu erkennen und zu beheben. Das lässt sich praxisnah am besten in Projekten erlernen.

Anleitung zum selbstständigen Handeln

Auch anderer Unterricht findet nicht nur im Klassenraum statt: So bestehen die (Haus-) Aufgaben z. B. im Werkstoff- oder Statik-Lernfeld nicht nur im trockenen Behandeln oder Berechnen von Beispielfällen. Unterschiedliche Werkstoffe werden im Hinblick auf zu erwartende Beanspruchungen getestet und ausgewählte Verbindungen beispielsweise aus dem Möbelbau gefertigt und in Belastungstests verglichen. Das alles setzt ein hohes Maß an Selbstständigkeit und Verantwortungsbewusstsein aufseiten der Schüler/-innen voraus. Diese können die Schuleinrichtungen auch über den Unterricht hinaus nutzen und bis nach 18 Uhr an ihrem persönlichen Schreibtisch im Klassenraum sowie in der Werkstatt an den Maschinen arbeiten.