In einer Welt, die zunehmend von digitaler Fertigung und technischer Innovation geprägt ist, bietet das Gymnasium Wiesentheid seinen Schülerinnen und Schülern mit dem Wahlfach 3D-Druck einen eigenen Maker Space, um moderne Zukunftstechnologien hautnah zu erleben. Was einst als ambitioniertes Gründungsprojekt begann, hat sich unter der Leitung von Philipp Dederichs mittlerweile zu einem festen Bestandteil des Schullebens entwickelt. Hier geht es nicht nur um das bloße Ausdrucken von Kunststofffiguren, sondern um den gesamten Prozess von der ersten Idee über die digitale Konstruktion bis hin zum fertigen Prototypen. Das Wahlfach schlägt dabei eine Brücke zwischen theoretischem Wissen und praktischer Anwendung.

Der Weg zu einem fertigen Objekt beginnt stets am Computer. Mit professioneller CAD-Software wie Shapr3D oder Fusion360 lernen die Teilnehmer, ihre eigenen Visionen in dreidimensionale Modelle zu verwandeln. Dieser Schritt erfordert ein hohes Maß an räumlichem Vorstellungsvermögen und mathematischem Verständnis. Die Schülerinnen und Schüler hantieren mit Koordinatensystemen, berechnen Volumina und müssen Skalierungen präzise festlegen. Ob es sich um individuelle Schlüsselanhänger, praktische Ersatzteile für den Haushalt oder komplexe mechanische Systeme wie Zahnräder und Hebel handelt, die Software ermöglicht es, Ideen digital zu testen, bevor der eigentliche Druckprozess startet.

Der technische Kern des Wahlfachs ist das sogenannte FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling). Dabei schmilzt der Drucker Kunststoffe wie PLA oder PETG auf und schichtet sie präzise übereinander. Die Schüler lernen nicht nur die Bedienung der Maschinen, sondern übernehmen auch Verantwortung für deren Wartung und Reparatur. Dieses technische Verständnis für Materialien und Mechanik ist eine Kernkompetenz im MINT-Bereich. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Nachhaltigkeit: Durch Projekte mit Recycling-Filament und die Herstellung sinnvoller Alltagsobjekte erfahren die Jugendlichen, wie moderne Technik dazu beitragen kann, Ressourcen zu schonen und Dinge zu reparieren, statt sie wegzuwerfen. Auch in der diesjährigen Wissenschaftswoche leistete das Wahlfach einen wichtigen Beitrag, indem es die physikalischen Versuche zur Windkraft durch präzise gefertigte Bauteile aus dem 3D-Drucker unterstützte.

Pädagogisch gesehen fungiert das Wahlfach als eine Art Reallabor, in dem der Prozess des Prototyping, also das Entwickeln, Testen und stetige Verbessern eines Objekts, die Problemlöse-Kompetenz und das „Ingenieurdenken“ schult. Wenn ein Druck nicht auf Anhieb gelingt, ist eine fundierte Fehleranalyse gefragt. Dies erfordert Ausdauer und eine gewisse Frustrationstoleranz, da komplexe Projekte oft mehrere Anläufe benötigen. In Teamprojekten, bei denen beispielsweise größere Modelle gemeinsam konstruiert werden, stehen zudem Projektmanagement und die Zusammenarbeit im Vordergrund. Die Schüler arbeiten weitgehend selbstständig und lernen, ihre Projekte eigenverantwortlich zum Erfolg zu führen.

Die Verbindung zu klassischen Unterrichtsfächern wie Physik, Kunst oder Geometrie wird im 3D-Druck-Raum des Gymnasiums Wiesentheid lebendig. Was im Mathebuch oft abstrakt bleibt, wird hier durch das haptische Erleben greifbar. So ist das Wahlfach nicht nur eine Vorbereitung auf technische Berufe oder Studiengänge, sondern ein Ort, an dem Kreativität, Logik und handwerkliches Geschick zusammenfließen. Mit jedem gedruckten Objekt wächst nicht nur die technische Kompetenz der Schüler, sondern auch ihr Verständnis für die Gestaltungsmöglichkeiten unserer modernen Gesellschaft.

Bilder: Noah Link und Philipp Dederichs

Text: Christian Schwerdtfeger und Philipp Dederichs