FORMyourself - Teamorientierte Lehr-Lern-Form für (be-)greifbare Umformtechnik

Die Vermittlung von Umformtechnik ist bislang stark durch theoretische Inhalte sowie das Vorführen fertiger Prozesse geprägt. Die Studierenden beobachten die Anlagen- und Werkzeugtechnik, können die einzelnen Schritte einer Prozessentwicklung jedoch nur eingeschränkt selbst durchführen. Dadurch bleibt insbesondere die Verbindung zwischen Theorie, digitaler Prozessplanung, praktischer Umsetzung und Qualitätssicherung abstrakt.

Gleichzeitig gewinnen durch die Digitalisierung der Produktion Kompetenzen in CAD/CAM, Messtechnik, Datenerfassung und -analyse sowie im methodischen Lösen komplexer Fertigungsaufgaben zunehmend an Bedeutung. Für eine praxisnahe Ausbildung fehlt jedoch häufig die Möglichkeit, eine vollständige Prozesskette eigenständig zu durchlaufen.

FORMyourself setzt an dieser Lücke an: Die Studierenden sollen nicht nur einen Umformprozess beobachten, sondern selbst von der Idee zum real gefertigten Bauteil gelangen.

Ziel des Projektes war die Entwicklung und Erprobung einer teamorientierten, handlungs- und praxisorientierten Lehr-Lern-Form für die Umformtechnik.

Im Mittelpunkt steht eine durchgängige Lernkette: Idee  Bauteilgeometrie  CAD/CAM  Prozessplanung  Werkzeug/Anlage  Umformprozess  Messtechnik  Datenanalyse  Qualitätsbewertung  Optimierung

Dabei sollen die Studierenden

• Fachwissen selbstständig erarbeiten und anwenden,
• eine umformtechnische Prozesskette eigenverantwortlich entwickeln,
• digitale und experimentelle Methoden miteinander verknüpfen,
• Anlagen-, Werkzeug- und Messtechnik selbstständig nutzen,
• Versuchsergebnisse erfassen, analysieren und bewerten,
• Lösungsansätze bei auftretenden Problemen entwickeln,
• sowie Team- und Projektkompetenzen aufbauen.

Das vorhandene Prozessdemonstrators sollte hierfür gezielt erweitert und eine vollständige, wiederverwendbare Lehr-Lern-Einheit einschließlich Lehrmaterialien und digitalem Wissenstransfer entwickelt werden.

Zur Umsetzung wurde ein bestehender Prozessdemonstrator für die inkrementelle Blechumformung schrittweise zu einer Lern- und Versuchsumgebung erweitert.

1. Entwicklung und Anpassung des Prozessdemonstrators

• Anpassung der Tischmaschine an die Anforderungen der studentischen Aufgabenstellungen
• Entwicklung und Erprobung konstruktiver Änderungen
• Erweiterung um Kraftmesstechnik
• Erfassung und Visualisierung von Prozesskräften
• Untersuchung des Einflusses relevanter Prozessparameter

Als wesentliches Ergebnis wurde eine komplette 13-Semesterstunden umfassende Lehr-Lern-Einheit entwickelt. Theorie- und Praxisphasen wechseln sich dabei ab und führen die Studierenden schrittweise von der Aufgabenstellung bis zum real gefertigten Bauteil.

Erreicht wurden insbesondere:

• Erweiterter Prozessdemonstrator für die studentische Nutzung
• Integration von Kraftmesstechnik zur Analyse des Umformprozesses
• Einbindung optischer 3D-Messtechnik zur Geometrieerfassung und Qualitätsbewertung
• Entwicklung einer durchgängigen Lernkette von der Idee zum Bauteil
• Entwicklung und Erprobung sämtlicher Lehr- und Lernunterlagen
• Durchführung einer 13-Semesterstunden umfassenden Lehr-Lern-Einheit
• Förderung von CAD/CAM-, Mess-, Analyse- und Umformtechnikkompetenzen
• Förderung von selbstständigem Arbeiten, Problemlösung und Teamarbeit
• Entwicklung eines umfangreichen aktiven Video-Podcasts als digitales Lern- und Transferangebot
• Überführung des Konzeptes in ein zukünftig separates, fakultatives Lehrangebot mit begrenzter Teilnehmerzahl

Besonders relevant ist dabei die Verbindung verschiedener Kompetenzen: Die Studierenden wenden nicht nur Wissen aus der Umformtechnik an, sondern verknüpfen dieses mit Konstruktion, CAD/CAM, Fertigung, Messtechnik und Datenanalyse. Dadurch wird die gesamte Prozesskette praktisch erfahrbar.