Was macht eigentlich eine Ingenieurin? Ein Schülerpraktikum an der TU Ilmenau gibt Antworten

Mehr Beratung für den Übergang von der Schule in den Beruf, das wünschen sich laut einer aktuellen Studie der Bertelsmann Stiftung vor allem junge Menschen mit hoher Bildung zur Berufsorientierung. Neben Eltern und Lehrkräften spielten dabei vor allem Praktika und Betriebskontakte eine wichtige Rolle, um den Schülerinnen und Schülern ein realistisches Bild ihres zukünftigen Berufes zu vermitteln.

Was machen eigentlich Maschinenbauer*innen, Biomedizintechniker*innen, Physiker*innen oder Chemiker*innen? Diese Frage haben sich auch mehrere Schülerinnen und Schüler der 10. Klasse Ilmenauer Gymnasien gestellt. Im Sommer erhielten sie im Rahmen von Praktika an der TU Ilmenau Antworten auf diese Fragen und Einblicke in verschiedene Fachgebiete der Universität.

Eine von ihnen ist Ella, Schülerin des Ilmenauer Staatlichen Gymnasiums "Am Lindenberg". Eine knifflige Aufgabe, intensiver Austausch mit den wissenschaftlichen Mitarbeitern und gemeinsame Mensabesuche prägten ihr einwöchiges Betriebspraktikum am Fachgebiet Produkt- und Systementwicklung. Auf die Idee gebracht, sich an der TU Ilmenau zu bewerben, hatte die 17-Jährige eine Reihe von Youtube-Videos:

Ich folge einem Youtuber, der unter anderem verschiedene Projekte mit 3D-Druck gemacht hat. Das hat mich begeistert, und ich habe mir einfach mal angeschaut, was man studieren muss, um so etwas zu machen. Da bin ich auf Maschinenbau und die TU Ilmenau gekommen.

Nachhaltige und zukunftsorientierte Technologie in verschiedensten Branchen

Barbara Aichroth

Betreut wurde sie dabei von Felix Röhnert, technischer Mitarbeiter am Fachgebiet, der auch sein Büro mit der Schülerin teilte: „Als Ergänzung zu traditionellen Fertigungsverfahren ermöglicht der 3D-Druck als sogenanntes additives Fertigungsverfahren eine sehr individuelle und schnelle Produktion in Bezug auf die Dauer der Vorbereitung: Man ist in der Lage, Bauteile auf Anfrage schnell und ohne lange Vorlaufzeit zu produzieren.“ Auch in punkto Nachhaltigkeit bringt das Verfahren viele Vorteile mit sich, so Felix Röhnert:

Für den 3D-Druck können auch recycelte Materialien verwendet werden. Möglich ist auch die Verwendung von Filamenten aus Materialien mit einem Anteil an nachwachsenden Rohstoffen wie zum Beispiel Holz. Das sind Ansätze, um mit dieser Technologie in verschiedensten Branchen nachhaltig und zukunftsorientiert zu arbeiten - von der Automobilindustrie über die Luft- und Raumfahrt bis hin zur Medizintechnik und der Konsumgüterindustrie.

Während ihres Praktikums lernte Ella zunächst die Grundlagen der Produktentwicklung sowie moderne Fertigungsmethoden kennen. Felix Röhnert führte sie außerdem in das „additive Denken“ und die Methodik des so genannten parametrischen Modellierens mit einem 3D-CAD-System ein:

Quasi ein CAD-Crash-Grundkurs, wie ihn Bachelorstudierende in Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Mechatronik oder Wirtschaftsingenieurwesen im 1. Semester noch etwas ausführlicher erhalten. Dabei lernen die Studierenden von uns das nötige „Knowhow“, um Bauteile, Baugruppen und Zeichnungsableitungen zu erzeugen und so zukünftig eigene Ideen kompetent umzusetzen. Wir stellen ihnen also quasi eine Arbeitshilfe zur Verfügung, um Probleme konstruktiver Art schnell und effektiv lösen zu können. Indem ich Ella einfach zu einem Seminar mitgenommen habe, konnte sie sich auch davon ein Bild machen und hatte gleichzeitig einen kleinen Einblick in den Studierendenalltag.

„Toll war, dass ich danach dann die konkrete Aufgabe bekommen habe, selbständig ein Bauteil zu entwerfen, anhand dessen sich die Standardeinstellungen im Druckprozess überprüfen und gegebenenfalls verbessern lassen“, erzählt Ella. Wie könnte ein solcher Prüfkörper aussehen? Wie groß soll er sein? Wie groß ist er nach dem Drucken wirklich, das heißt um wie viel ist er geschrumpft? Und wie muss man die Einstellungen und Werte in der Software entsprechend anpassen? Über diese und ähnliche Fragen machte sich die Schülerin Gedanken.

Dafür zeichnete sie mit der Hand zunächst eine 2D-Skizze des Prüfkörpers und brachte diese anschließend in Form eines 3D-Modells in die dritte Dimension. Das so entstandene 3D-Modell wandelte sie anschließend mit Hilfe eines so genannten Slicers in Anweisungen für den Drucker um: „Diese Software zerhackt das CAD-Modell quasi in Schichten, damit der Drucker weiß, was er tun soll“, erklärt Ella. „So werden beispielsweise Informationen zur Steuerung der Temperatur, der Druckgeschwindigkeit und Anzahl der Schmelzschichten in einen Code geschrieben, der dem Drucker die notwendigen Anweisungen gibt.“

Für den Druck selbst verwendete Ella das so genannte Fused Deposition Modeling (FDM), bei dem ein Kunststoff in einer Düse erhitzt und verflüssigt und anschließend an bestimmten Stellen aufgetragen und abgekühlt wird – und das in mehreren Schichten.

„Es war super spannend und toll zu sehen, dass so am Ende tatsächlich der Prüfköper herausgekommen ist, den ich entworfen hatte“, erzählt Ella:

Das war definitiv mein bestes Praktikum bisher mit tollen Betreuern und Kollegen, und es hat mich in der Idee, Maschinenbau zu studieren, bestärkt.

Auch Betreuer Felix Röhnert ist begeistert:

Ella bringt genau die richtigen Voraussetzungen für ein Ingenieurstudium mit: Interesse, die Welt zu erforschen und Neues zu schaffen. Unsere Gesellschaft braucht junge Menschen wie Ella, die innovative und nachhaltige Lösungen für die komplexen Anforderungen der Zukunft entwickeln wollen.

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