Anfang März sind wir im Rahmen des Projekts EnvironMINT (BMBF: Gelingensbedingungen guter MINT-Bildung) nach Kamp-Lintfort am Niederrhein gereist. Zusammen mit unseren Kollegen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und der Hochschule Rhein-Waal haben wir bei einer 3-tägigen Workshopreihe untersucht, was Kinder und Jugendliche zu Fab Labs hinzieht und was sie davon abhält. Die knapp 100 Kinder eines Gymnasiums vor Ort haben uns durch die Teilnahme bei Kreativ-Workshops, Fokusgruppen und Interviews dabei geholfen, ihren Alltag besser zu verstehen. Dabei haben wir sehr viel von den SchülerInnen gelernt.
Was interessiert die Kinder und Jugendlichen eigentlich? Wie sollten man Workshops gestalten, die Spaß machen und lehrreich sind? Was schreckt ab? Wie sieht der Alltag so aus?
Nach einer Führung durch das FabLab Kamp-Lintfort – Hochschule Rhein-Waal und einer kleinen IoT-Demonstration mit unseren Goodies durften sie selbst ran und ausprobieren. Dabei waren unter anderem ein selbstgedrucktes und -gebautes Mikroskop, ein ferngesteuerter Malroboter mit dem Calliope Mini, ein Synthesizer-Kit von littleBits und viele coole andere Sachen.
Wir werden im weiteren Verlauf auch mit LehrerInnen, MakerInnen und Eltern sprechen, um besser zu verstehen, wie coole MINT-Angebote aussehen sollen und was die Hürden für alle Beteiligten sind. Am Ende des Tages gestalten wir die Konzepte ja nicht für uns – sondern die Menschen die es betrifft.
Vergangene Woche fanden die MINT-Mitmachtage statt. Vom 13.09 bis zum 15.09 wurde dazu das Fab Lab Team vom Kreis Siegen-Wittgenstein auf den Vorplatz des Kreishauses eingeladen. Jedes Jahr im September nehmen rund 1000 Kinder und Jugendliche aller Schulformen und Kitas an unterschiedlichsten MINT-Angeboten zum Experimentieren, Erleben und Entdecken teil. Das Fab Lab war als außerschulischer Lernort Teil der verschiedenen Forschungs- und Entdeckungsstationen. Das Fab Lab konnte nämlich im Rahmen der REACT-EU Förderung, neue Rechner anschaffen, welche nun für Menschen ohne eigene Rechner zur Verfügung stehen.
Das Team hatte einen Workshop zur Einführung in den 3D-Druck vorbereitet. Insgesamt haben daran sechs SchülerInnengruppen ab der achten Klasse aus Hauptschulen und Gymnasien teilgenommen. In einem Zelt entstand dafür ein kleines, mobiles Fab Lab. Mitgebracht haben wir insgesamt sechs unserer acht Prusa 3D-Drucker und zehn unserer Laptops.
Zuerst erfolgte eine kleine theoretische Einführung zu Grundlagen, Designgrundsätze, Gefahren, Modellieren und Slicen. Nach einem kurzen Demonstrationsteil durften die SchülerInnen selbst Hand anlegen: Sie konnten ihre eigenen Schlüsselanhänger in dem kostenlosen Programm Tinkercad erstellen. Sobald das Modell fertig war, übertrugen die SchülerInnen diese in den Slicer, bereiteten sie für den 3D Druck vor und konnten ihre Designs anschließend selbstständig drucken. Dabei standen wir den SchülerInnen selbstverständlich für alle Fragen und Probleme zur Seite. Kreiert wurden beispielsweise Anhänger mit Initialen und Namen, oder auch Objekte, wie Schwerter und Tischtennisschläger. Diese durften die SchülerInnen am Ende des Workshops mit nach Hause nehmen.
Trotz Regens schien innerhalb des Zeltes die Sonne: Wir haben uns sehr über das Engagement und Interesse der SchülerInnen gefreut und hoffen, ihnen den 3D-Druck etwas näher gebracht zu haben!
Kommenden Durst…Donnerstag, 7. Juli, 19 Uhr: Sandstraße 26 in Siegen!
Tanzen, Zocken & Getränke die ganze Nacht. Spielt eine Runde Mario Kart (Switch & SNES) oder Street Fighter 2 (SNES) mit oder gegen uns. Lasst und das Ende des Semesters mit vielen Drinks, leckerem vegetarischem und veganem Essen sowie guter Musik feiern
Alle sind willkommen. Wir haben Essen und Bier für alle, und natürlich umsonst. Keine Anmeldung erforderlich.
Am 14. Mai waren wir mit einem Stand bei der Offenen Uni am Unteren Schloss vertreten. Mit im Gepäck hatten wir ein paar 3D-Drucker, unseren Roboterarm, sowie unsere Augmented Reality Sandbox.
Über den Unteren Schloßplatz verteilt, waren jede Menge Einrichtungen und Studiengänge und Forschungsprojekte vertreten, um sich vorzustellen. Es hat uns sehr gefreut das viele von euch uns besucht haben. Klar, das Wetter war schön und es gab‘ ja auch einen Eiscreme-Truck direkt neben unserem Zelt.
Am Stand konnten Besucher:innen lernen mit dem 3D-Drucker umzugehen, es gab‘ viele Interessierte, die schließlich mit eigenen gedruckten Teilen nach Hause gehen konnten. Unser Roboterarm, hat munter den ganzen Tag gezeigt, wie man Objekte 3D scannen und digitalisieren kann (um sie dann beispielsweise mit den 3D Drucker zu replizieren). Die Augmented Reality Sandbox kam besonders gut an. Man kann mit dem Sand eine Topografie einer Landkarte interaktiv verändern, Berge und Täler bauen, um dann anschließend mit einer Wasser- und Regen-Simulation den Fluss des Wassers auf der Karte zu beobachten. Eine tolle Möglichkeit, etwas über Topografie und Augmented Reality zu lernen.
Das Fab Lab Siegen ist neuerdings, dank der Förderung REACT-EUaußerschulischer Lernort. Dass MINT-Themen hier praktische Anwendungen finden, hat auch eine Schülerinnen-Gruppe der Gesamtschule Freudenberg herausgefunden. Im Rahmen eines Projektkurses haben die Schülerinnen das Fab Lab besucht, um mehr über die Möglichkeiten digitaler Fabrikation im Rapid Prototyping herauszufinden. Der Kurs findet im Rahmen des Kooperationsprojekts „Next Generation Design for Climate“ zwischen der Uni Siegen (Fokos und Mintus) und Schulen unserer Region statt. Gefördert wird es von der Sparkasse Siegen. Der Workshop dient als erster Aufschlag, ein breites Workshopangebot zu schaffen.
Die Schülerinnen versuchen durch konventionelles Einwegbesteck aus Kunststoff Abfälle zu reduzieren. Da Kunststoff nicht gleich Kunststoff ist, begann die Arbeit im Chemie-Labor in der Chemie-Didaktik bei Prof. Dr. Gröger unter Anleitung von Karina Souza Oliveira.
Welche Kunststoffe gibt es so? Welche Eigenschaften haben sie? Wo kommen die Rohstoffe her und wie wird man sie nach der Verwendung wieder los?
Nachdem sich die Schülerinnen über verschiedene Materialien informiert hatten, entschieden sie sich dazu, das Filament PBS (Polybutylensuccinat) zu nutzen. PBS besteht aus nachwachsenden Rohstoffen, ist CO2-neutral hergestellt und zu Hause kompostierbar. Gute Voraussetzungen also: Das dreckige Geschirr kann direkt nach der Grillparty auf den Kompost. Das eigentliche Produkt (ein Göffel – Halb Gabel, halb Löffel) sollte bei uns im Fab Lab Siegen gestaltet und hergestellt werden. Die Gruppe wurde von Marios Mouratidis in das Fused-Layer-Modelling (FLM) 3D-Druckverfahren unterwiesen und angeleitet. Über mehrere Wochen lernte die Gruppe Grundlagen über die Funktionsweise und Bedienung von FLM 3D-Druckern, verschiedene Materialien sowie die Konstruktion mit einer CAD-Anwendung kennen. Die Prototypen wurden mit Polylactid (PLA) hergestellt. PLA ist zwar nur in Industrieanlagen kompostierbar, wird aber mit Hilfe eines Fermentations- und Polymerisationsprozesses aus nachwachsenden Rohstoffen gefertigt. Es bietet gute Eigenschaften „um mal eben“ einen Prototypen zu drucken. Das Endprodukt wird dann aus PBS gefertigt, da es deutlich elastischer und hitzebeständiger ist.
Weitere Infos zum Projekt Next Generation Design for Climate findest du hier.
Konstruktion mit TinkercadFertiger EntwurfEinweisung in die FLM 3D-DruckerGespanntes Zuschauen an der DruckerfarmStützen werden nach dem abgeschlossenen Druck abgemacht.
Wir möchten gerne auf eine Veranstaltung des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Siegen zum Thema Start-Ups aufmerksam machen.
Start-ups gelten als neue Impulsgeber für die digitale Transformation des Mittelstandes. Durch Kooperationen können sich gemeinsame innovative Lösungen entwickeln, aus denen neue Geschäftsmodelle, Produkte und Dienstleistungen entstehen. Vor allem wenn es um die Umsetzung von Technologien in der Industrie 4.0 geht, birgt die Zusammenarbeit zwischen kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) und Start-ups große Potenziale. Gemäß dem Motto des Startpunk57: „Keine Idee und kein Ideengeber darf verloren gehen“ möchten wir auf die Innovationen in der hiesigen Region hinweisen und handfeste Möglichkeiten bieten, konkrete Szenarien und Produkte zu testen und auszuprobieren. Mit der Veranstaltung „Informieren-Demonstrieren-Ausprobieren – Das Softwareevent“ haben Sie dazu die Möglichkeit und kommen ohne große Hürden mit Start-Ups aber auch etablierten Unternehmen unserer Region ins Gespräch. Anhand von interessanten Beispielen und Erfahrungen aus der Praxis werden den Teilnehmenden viele motivierende und impulsgebende Möglichkeiten bestehender Software und Dienstleistungen „Made in Südwestfalen“ aufgezeigt. Sie können selbst ausprobieren und somit wertvolle Erfahrungen sammeln.
Termin und Ort:
31.05.2022 13:30 Uhr – 16:30 Uhr FabLab Siegen & Startpunkt57 im Haus der Innovation (Sandstraße 26, 57072 Siegen, 1.OG)
Wer sich schon immer gefragt hat, was ein Kunststoffbauteil aus dem 3D-Drucker aushalten kann, ist hier genau richtig. Wir haben uns, im Rahmen des Forschungsprojekts SmaP mit dem Lehrstuhl für Umformtechnik UTS zusammengetan und unsere Drucke im wahrsten Sinne des Wortes auf den Prüfstand gestellt (ja gut, vielleicht auch eher eingespannt).
Der Versuch
Der Versuch den wir durchgeführt haben ist der Zugversuch nach DIN EN ISO 527-1. Hinter dieser DIN verbergen sich die grundsätzlichen Informationen über die genaue Durchführung des Zugversuchs bei Kunstoffen.
Die Probe
Die Probe wurde nach DIN EN ISO 527-2 dimensioniert. In dieser Norm werden speziell die Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen festgelegt. In unserem Fall handelt es sich um eine Extrusionsmasse, was dem Fertigungsverfahren geschuldet ist (FDM-3D-Drucker wie die eingesetzten Drucker extrudieren flüssiges Plastik zu einer Extrusionsmasse). Unsere Probe ist eine Flachprobe vom Typ 1A, diese hat eine rechteckige Form mit sogenannten Köpfen für Spannkeile. Die Breite beträgt 10 mm und eine Dicke von 5 mm.
Versuchsdurchführung
Geprüft wurden 3 verschieden Materialien aus 2 unterschiedlichen Druckern. Es wurden je 5 Proben gefertigt. Auf einem unserer Prusa i3 MK3s-Drucker wurden Proben aus Polylactide (PLA) und aus Polyethylenterephthalat (PETG) gedruckt. Des Weiteren wurde auf dem Markforged MarkTwo Proben aus Onyx hergestellt. Onyx ist ein Nylon mit Anteilen von Carbon-Kurzfasern. Für den Versuch wird eine Materialprobe in genormter Form in eine Zerreißmaschine bzw. Zugprüfmaschine eingesetzt. Diese Maschine zieht die Probe während des Versuches in die Länge, bis sie zerreißt oder eine Dehnung ohne Bruch (sieht dann aus wie ein langgezogener Kaugummi) eintritt. Dabei wird die Probe mit genormter Geschwindigkeit (1 mm/min) gedehnt. Die Zugprüfmaschine zieht die Probe während des Versuchs kontinuierlich auseinander. Die Kraft, die die Probe dieser aufgezwungenen Dehnung entgegensetzt wird währenddessen über die Dehnung aufgezeichnet. Aus den gemessenen Daten lassen sich dann die Werte in der Auswertung bestimmen. Im nachfolgenden Video ist die Versuchsdurchführung und das Zerreißen einer Probe zu sehen.
Auswertung
In der Auswertung sind alle wesentlichen Informationen über den Versuch und seine Randbedingungen enthalten sowie ein Spannungs- Dehnungsdiagramm, die Bilder der Proben sowie die aus dem Versuch ermittelten Daten über die Materialeigenschaften.
PLA
In den Spannungs-/Dehnungsdiagrammen von PLA ist im Bereich von etwa 0 – 1,8 % der Bereich einer elastischen Verformung zu erkennen, die dann beim Erreichen der Zugfestigkeit abrupt aufhört, und in eine plastische Verformung übergeht. Aus dem Bereich der plastischen Verformung, etwa zwischen 1,8 und 2 % beginnt der recht ausgeprägte Teil der Einschnürung. Dabei lässt der Werkstoff noch etwa 1,5 % Dehnung zu bis es dann schlussendlich zum Bruch kommt.
PETG
Beim PETG lässt sich das Ergebnis nicht ganz so schön rekonstruieren wie beim PLA. Die Probe PETG_P1, im Diagramm der obere Ausreißer, wechselt etwa bei 55 MPa aus dem Elastischen in den plastischen Bereich, der dann bei 60 MPa in die Einschnürung führt und bei einer Dehnung von 5,1 % im Bruch der Probe endet. Die vier weiteren Proben verhalten sich größtenteils ähnlich und haben ebenfalls nur einen geringen Bereich der plastischen Verformung und ausgeprägten Bereich der Einschnürung. Im Vergleich zum PLA ist beim PETG der elastische Bereich ausgeprägter.
Onyx
Auch das Onyx-Material hat einen kontinuierlichen Übergang aus der elastischen in die plastische Verformung, wobei der Bereich der elastischen Verformung schwer auszumachen ist. Augenscheinlich endet dieser in etwa zwischen 8 und 10 MPa und geht dann in einen sehr ausgeprägten Teil der plastischen Verformung über, welcher anschließend bei nur geringer Einschnürung zum Bruch führt.
Vergleich
In diesem Vergleich sind in einem Spannungs- Dehnungsdiagramm alle ausgewerteten Proben zusammengefasst.
Hier ist zu sehen, dass die Proben aus Onyx (schwarz) beinahe doppelt so viel Dehnung zulassen bis es zum Bruch kommt, im Vergleich zu den Proben aus PETG (rot). Die Proben aus PLA lassen im Vergleich zu den beiden anderen Materialien noch weniger Dehnung zu und sind alle schon bei einer Dehnung von ε = 3,4 – 3,8 % zerrissen. Des Weiteren ist in dem Vergleichsdiagramm schön zu sehen wie viel Spannung die Werkstoffe aushalten können, dabei schließt PLA bis auf den einen Ausreißer (PETG_P1) am besten ab. Danach steht dann PETG und an dritter Stelle das Onyx-Material. Vergleicht man alle drei Materialien miteinander ist zu sehen, dass das PLA in seinem Bereich der elastischen Verformung am wenigsten Dehnung zulässt dafür aber auch nach dessen Überschreiten schnell zu einem Bruch der Probe führt. Daher kann man bei diesem Versuch sagen das PLA sicherlich der Werkstoff mit dem sprödesten Verhalten ist. Möchte man nun eines seiner Projekte verwirklichen, kann man sich zumindest was die Spannung und Dehnung angeht ein wenig nach diesen Ergebnissen richten, wobei die drei Werkstoffe natürlich noch weitere Stärken und Schwächen besitzen.
Wer schon mal im Freibad war, weiß, wie wichtig die gründliche Reinigung von Schwimmbecken ist. Früher schickte man da vielleicht Leute noch mit einem Lappen runter, heute machen sowas Beckenbodensauger, kleine wasserdichte Roboter aus Plastik und Elektronik, die sich nach Ladenschluss unermüdlich am Boden hin und her bewegen. Genau so einen hat das Freibad in Kaan-Marienborn und an dem war eins der Räder gebrochen.
Labmanager Marios, Frau Königsberg und Herr Wagner von der Stadt Siegen, Bürgermeister Steffen Mues, Betriebsleiter Dirk Räwel und Jonas vom Fab Lab, der das Rad gebaut hat. Foto:Stadt Siegen
Uns erreichte also eine Anfrage der städtischen Sport- und Bäderabteilung, ob wir da nicht was drucken könnten. Der ursprüngliche Hersteller war nicht mehr greifbar und ein neues Gerät hätte das coronabedingt ohnehin knappe Budget vermutlich gesprengt. Jonas und Marios haben sich also darum gekümmert, das alte Rad zunächst digital nachzubauen und dann in beständigem ABS auszudrucken. Der Bürgermeister war auch da und hat sich davon überzeugt, dass alles funktioniert – die Einsatzmöglichkeiten des Fab Lab Siegen kommen gut an. Ersatzräder sind nun also kein Problem mehr und der Roboter blickt so zuversichtlich nach vorn, er hat sogar einen Nebenjob im Hallenbad am Löhrtor angenommen!
Der fleißige Roboter sorgt dafür, dass der Pool immer schön sauber aussieht.
Dank Jonas’ guter Vorarbeit konnten erste Tests schnell starten.
Passgenau zum alten musste das Rad sein, und leuchtend rot natürlich auch.
wie ihr wisst, hatten wir in den letzten Wochen wegen der Covid-Pandemie geschlossen. Das bleibt leider auch weiterhin erstmal so. Wir können euch leider noch nicht sagen, wann wir den normalen Betrieb wieder aufnehmen. Das bedeutet, Open Lab und Sicherheitseinweisungen werden weiterhin nicht stattfinden können, das tut uns sehr leid. Wir vermissen euch auch!
Wie ihr aber sicher auch mitbekommen habt, waren wir in den letzten Wochen alles andere als untätig!
Unsere Idee der Ersthilfe mit Gesichtsvisieren hat anscheinend gut funktioniert. Alle, die wir damit ausstatten konnten, waren begeistert. Und langsam aber stetig kann der Bedarf an Gesichtsvisieren und Schutzausrüstung nun durch verschiedene Anbieter gedeckt werden. Das Hochfahren einer solchen industriellen Produktion dauert natürlich etwas und genau da konnten wir unsere Stärke als Fabrikationslabor mit 3D-Druckern und einem Laser-Cutter ausspielen.
Nur einige der produzierten Visiere
Ein Stapel eingepackter Folien, daneben die bereits montierten Visiere.
Das haben wir alles nicht alleine geschafft. Wir haben von vielen Seiten Sach- und Geldspenden erhalten, um die Visierproduktion überhaupt durchführen und am Laufen halten zu können. Auch für kommende Situationen in Sachen Corona bleiben wir so flexibel, um helfen zu können. Es wurden zum Beispiel Produktionsmaterialien wie Folien und Filament gespendet.
Als Knotenpunkt in Siegen konnten wir viel bewegen und agierten auch über die Grenzen der Region hinaus, wie mit dem Landkreis Altenkirchen.
Besonderen Dank möchten wir mit der namentlichen Nennung unserer Spenderinnnen und Spender ausdrücken:
Zudem ist die Unterstützung auf Seiten der Universität sehr stark. Wir danken allen Universitätseinrichtungen und Gremien, die uns stets hilfreich zur Seite stehen!
Nach der Schließung ist vor Produktionsbeginn. Wir mussten ja, wie viele andere öffentliche Einrichtungen unseren Betrieb am 16. März einstellen. Jetzt standen da gut ein Dutzend 3D-Drucker ungenutzt rum. MakerVsVirus und andere Ideen und Projekte, die sich Online in den folgenden Tagen entwickelten luden uns quasi dazu ein, auch irgendwas gegen das Virus zu tun.
Naja, um es kurz zu machen: wir produzieren nun Gesichtsvisiere, um die Gefahr einer Ansteckung von medizinischem Personal und andere Risikogruppen zu reduzieren(die hippen Mädchen und Jungs nennen sie auch Covid-Shields). Die Visiere werden kostenlos an medizinische Einrichtungen abgegeben.
Unsere lieben Kolleginnen und Kollegen aus der Pressestelle haben die ganze Geschichte auch nochmal mit etwas mehr Details angereichert und hier aufgeschrieben: Fab Lab der Uni Siegen druckt Gesichtsvisiere
Und was kann ich tun?
Wir können Materialspenden und Unterstützung bei der Herstellung gebrauchen!
Konkret suchen wir:
PETG-Filament 1,75mm
PETG-Platten 0.5mm, transparent und klar
Elastische Kopflochgummibänder
Firmen und Privatpersonen, die selbst 3D-Druckkapazitäten frei haben
Wendet euch gerne an Peter Kubior:
Hilfe, ich bin eine medizinische Einrichtung und brauche Visiere!
Medizinische Einrichtungen, die Interesse an den Gesichtsvisieren haben können sich per E-Mail bei Peter Kubior melden:
Ich bin von der Presse und möchte mehr wissen!!
Bitte wendet euch für weitere Fragen direkt an unsere Pressestelle.
Bleibt gesund. #physicaldistancing not #socialdistancing Euer Lab-Team!
