Arbeitsblätter & Unterrichtsmaterial für Technischer Produktdesigner

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erfassen und analysieren technische Bauteile und Systeme. Sie werten technische Dokumentationen auch in englischer Sprache aus und beschreiben funktionale Zusammenhänge technischer Systeme unter Verwendung von Fachbegriffen. Dazu führen sie anwendungsbezogene Berechnungen durch, fertigen technische Freihandskizzen an und erstellen notwendige technische Dokumente. Sie wenden Möglichkeiten technischer Dokumentationen insbesondere der normgerechten Darstellung an. Inhalte: - räumliche Darstellung, Darstellung in Ansichten - Informationsbeschaffung: Tabellenbuch, Kataloge, Internet - Stücklisten, Normteile - Bemaßung, Toleranzen - Grundbegriffe der Elektrotechnik - Berechnungen: Länge, Fläche, Volumen, Winkel, Masse, Dichte

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erstellen Datensätze für Bauteile nach Handskizzen und Zeichnungen. Dazu erzeugen und verändern sie Bauteile computerunterstützt. Hierbei erkennen und berücksichtigen sie insbesondere geometrische Zusammenhänge. Sie erstellen einfache Baugruppen unter Berücksichtigung lösbarer Verbindungen und reflektieren deren Montierbarkeit. Sie prüfen ihre Arbeitsergebnisse, führen Änderungen an den Bauteilen durch und erzeugen notwendige technische Dokumente. Die Schülerinnen und Schüler pflegen und sichern Daten in geeigneten Strukturen und beachten dabei Vorschriften des Datenschutzes. Sie setzen sich mit Gefahren des Datenmissbrauchs auseinander und reflektieren rechtliche sowie ökonomische Folgen. Inhalte: - Ansichten, Schnitte, Einzelheiten - Toleranzangaben - Datensatzstrukturierung - Kauf- und Normteile aus Bibliotheken - Stücklisten - computergestützte Berechnungen: Flächen, Volumen, Massen, Schwerpunkte - Datenformate

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler konstruieren Bauteile und informieren sich dazu auftragsbezogen über Fertigungsverfahren. Dabei berücksichtigen sie Aufbau, Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten der Werkstoffe. Sie werten Informationen über branchentypische Fertigungsverfahren und Werkstoffe aus, strukturieren diese, führen erforderliche Berechnungen durch und erkennen den Einfluss auf die Bauteilkonstruktion. Die Schülerinnen und Schüler dokumentieren und präsentieren ihre Arbeiten und setzen bei der Erstellung auch Standardsoftware ein. Sie reflektieren und beurteilen ihre Präsentationen auch unter gestalterischen Gesichtspunkten. Inhalte: - mechanische und physikalische Werkstoffeigenschaften - Werkstoffnormung - Oberflächenbeschaffenheit, Oberflächenkennzeichnung - Längen- und Volumenausdehnung - Hauptgruppen der Fertigungsverfahren - Urheberrecht, Quellennachweis

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten einen Kundenauftrag. Dazu erfassen und analysieren sie grundlegende betriebliche Abläufe und Prozesse, reflektieren eigene Erfahrungen und berücksichtigen diese bei der Auftragsausführung. Sie beschaffen sich projektbezogene Informationen auch in englischer Sprache. Bei der Auftragsabwicklung arbeiten die Schülerinnen und Schüler im Team und wenden geeignete Arbeitsstrategien an. Sie stellen ihre Lösungsvarianten dar, vergleichen und bewerten diese. Nach Abschluss des Kundenauftrags reflektieren die Schülerinnen und Schüler die Prozessabläufe. Inhalte: - Produktentstehungsprozess - Lastenheft, Pflichtenheft - Kreativtechniken - qualitätssichernde Maßnahmen - Zeitplanung - Kostenmanagement

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler berücksichtigen bei Entwicklungsprozessen metallischer Bauteile Gestaltungsregeln für Umformverfahren und wenden diese bei der Bauteilgestaltung an. Sie informieren sich über Umformverfahren und deren Wirtschaftlichkeit. Sie vergleichen die Eigenschaften einsetzbarer Werkstoffe und berücksichtigen deren Eigenschaftsänderungen. Dabei beachten sie ökologische und ökonomische Aspekte. Sie führen anwendungsbezogene Berechnungen durch. Die Schülerinnen und Schüler berücksichtigen die auftragsspezifischen Anforderungen und planen ihre Vorgehensweise. Sie erstellen 3D-Datensätze, prüfen diese und dokumentieren die Ergebnisse. Inhalte: - Biegen, Tiefziehen - Stahl, NE-Metalle und deren Legierungen, Werkstoffnormung - Biegerohlängen - Recycling

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler berücksichtigen bei Entwicklungsprozessen Gestaltungsregeln für Bauteile aus Kunststoffen in Abhängigkeit von Werkstoffen und Fertigungsverfahren. Sie beachten die auftragsspezifischen Anforderungen und planen ihre Vorgehensweise. Sie informieren sich über die Möglichkeiten der Herstellung, beurteilen diese in Bezug auf Verwendung und Wirtschaftlichkeit. Sie vergleichen die Eigenschaften einzusetzender Werkstoffe auch unter Berücksichtigung der Umweltverträglichkeit und Verfügbarkeit. Dazu beschaffen sie sich auftragsbezogene Informationen aus technischen Unterlagen zur Erstellung und Änderung von Bauteilen. Sie erstellen 3D-Datensätze, prüfen diese und dokumentieren ihre Ergebnisse. Inhalte: - Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere - Spritzgießen, Vakuumthermoformen, Extrudieren, Blasformen, Faserverbundtechnik - Rapid Prototyping

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler berücksichtigen bei Entwicklungsprozessen von Bauteilen Gestaltungsregeln für trennende, insbesondere spanende Fertigungsverfahren, und wenden diese bei der Bauteilgestaltung an. Sie informieren sich über trennende Fertigungsverfahren. Im Kontext der Baugruppe und unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit leiten sie aus der Funktion eines Bauteiles die Anforderungen an die Form und Genauigkeit ab. Sie berücksichtigen die Eigenschaften der verwendeten Werk- und Hilfsstoffe. Sie verwenden auch englischsprachige Fachbegriffe für Bauteile, Werkstoffe und Verfahren. Sie informieren sich über CNC- und CAM-gerechte Datenbereitstellung und erstellen fertigungsgerechte Zeichnungsableitungen mit Maß-, Form- und Oberflächenangaben. Inhalte: - Drehen, Fräsen, Bohren, Feinbearbeitung - Stanzen, Schneiden, Erodieren

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler berücksichtigen bei Entwicklungsprozessen metallischer Bauteile Gestaltungsregeln für Urformverfahren und wenden diese bei der Bauteilgestaltung an. Sie informieren sich über Urformverfahren und deren Wirtschaftlichkeit. Sie vergleichen die Eigenschaften einsetzbarer Werkstoffe und berücksichtigen deren Eigenschaftsänderungen. Dabei beachten sie ökologische und ökonomische Aspekte. Sie führen anwendungsbezogene Berechnungen durch. Die Schülerinnen und Schüler berücksichtigen die auftragsspezifischen Anforderungen und planen ihre Vorgehensweise. Sie erstellen 3D-Datensätze, prüfen diese und dokumentieren die Ergebnisse. Inhalte: - Gießen, Sintern - Gusseisen, Stahlguss, NE-Metalle und deren Legierungen, Werkstoffnormung - Wärmedehnung - Recycling - Fachrichtung Maschinen- und Anlagenkonstruktion (MAK)

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erstellen und verändern Datensätze von Baugruppen unter Berücksichtigung füge- und montagetechnischer Anforderungen. Sie erkennen für den Zusammenbau notwendige technische Beziehungen und ermitteln erforderliche Toleranzen. Sie beschaffen sich Informationen über Fügetechniken und Montagestrategien und wählen geeignete aus. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln Strategien zur Positionierung der Bauteile im CAD-System. Sie erstellen Baugruppen auch unter Verwendung von Normteil- und Bauteilbibliotheken. Die Schülerinnen und Schüler ergänzen notwendige Bauteilinformationen und generieren Stücklisten. Sie leiten technische Dokumente ab. Sie sichern ihre Datensätze nach betrieblichen Vorgaben. Inhalte: - Funktionsanalyse - kraft-, form- und stoffschlüssige Verbindungen - Welle-Nabe-Verbindungen - Kollisionskontrollen - Form- und Lagetoleranzen, Passungen - Ansichten, Einzelheiten, Schnitte, Explosionsdarstellungen - Montage-, Demontagepläne - Berechnungen: Kräfte, Drehmomente, Flächenpressungen - Datenimport, -export

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler analysieren technische Dokumentationen von Systemen der automatisierten Fertigung, insbesondere Schaltpläne pneumatischer und hydraulischer Steuerungen. Sie informieren sich über Funktionszusammenhänge einfacher verbindungs- und speicherprogrammierter Steuerungen. Im Kontext einer Baugruppe erstellen sie Schaltpläne, Zuordnungslisten und andere Dokumentationen für technische Systeme der automatisierten Fertigung nach Vorgaben. Dazu nutzen sie auch Herstellerunterlagen. Inhalte: - Sensoren, Aktoren - elektropneumatische und elektrohydraulische Funktionseinheiten - Berechnungen: Kräfte, Drücke - Darstellung von Funktionsabläufen

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erstellen 3D-Datensätze von Baugruppen. Dabei verwenden sie auch Maschinenelemente sowie Kaufteile und berücksichtigen ökonomische sowie montagetechnische Aspekte. Sie informieren sich über Methoden zur Konstruktion von Baugruppen und wählen auftragsbezogen geeignete aus. Sie wählen notwendige Verfahren zur Änderung von Werkstoffeigenschaften und deren Prüfverfahren aus und dokumentieren ihre Ergebnisse. Sie berücksichtigen Möglichkeiten der Anpassungs- und Variantenkonstruktion. Sie beurteilen ihre Arbeitsergebnisse mit Methoden des Qualitätsmanagements. Die Schülerinnen und Schüler wenden Möglichkeiten zur Kollisionskontrolle an, simulieren Einbau-, Bewegungs- und Montageabläufe und präsentieren diese. Sie überprüfen die Dimensionierung von Bauteilen durch Festigkeitsberechnungen. Sie leiten aus den Datensätzen der Baugruppen notwendige technische Dokumente ab. Die Schülerinnen und Schüler sichern und archivieren die Daten der Bauteile und Baugruppen. Inhalte: - Produktentwicklungsprozess - Konstruktionsmethoden: bottom up, top down - Lagerungen - Riemen-, Ketten-, Zahnradtriebe - Kupplungen - Wärmebehandlungsverfahren, Härteprüfverfahren - anwendungsbezogene Berechnungen: - Reibung, Zug-, Druck-, Scherbeanspruchung, - Übersetzungsverhältnis, Arbeit, Leistung, Wirkungsgrad, Geschwindigkeit - Produktdatenmanagement

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erstellen nach gestaltungstechnischen Vorgaben komplexe Bauteile und Baugruppen. Sie setzen die Vorgaben nach technischen, funktionalen, ergonomischen und ästhetischen Gesichtspunkten um und stellen diese in technischen Handskizzen dar. Sie führen einen Variantenvergleich zur Auswahl des optimalen Lösungskonzepts durch und modellieren die Bauteile mit Funktionen der Flächen- und Volumenmodellierung. Sie berücksichtigen gestalterische und ergonomische Anforderungen sowie die Wirkungen von Bauteilformen, Werkstoffen und Oberflächenstrukturen und übertragen die Ergebnisse auf die Modelle. Die Schülerinnen und Schüler prüfen Datensätze auf Vollständigkeit, Genauigkeit und Herstellbarkeit. Sie bewerten Arbeitsergebnisse, dokumentieren und präsentieren diese mit Hilfe von Visualisierungstechniken. Inhalte: - 2D-, 3D-Kurven, Stetigkeit - Flächenanalyse - Strukturierung von Modellen - Kriterien der Produktgestaltung - Farben und Texturen als Gestaltungsmerkmale

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler führen ein Projekt kundenorientiert aus. Dabei berücksichtigen sie Methoden des Projektmanagements und der Qualitätssicherung. In Absprache mit den Kunden ermitteln sie die erforderlichen Anforderungen. Sie analysieren den zu leistenden Arbeitsaufwand, planen Termine und Arbeitsmittel. Sie legen die einzelnen Arbeitsschritte fest und verteilen diese. Die Schülerinnen und Schüler koordinieren ihre Teamarbeit und dokumentieren diese in geeigneter Form. Bei der Bauteilentwicklung berücksichtigen sie neben funktionalen auch ökonomische und ökologische Gesichtspunkte und vergleichen Lösungsvarianten. Sie führen Kundengespräche auch in englischer Sprache. Im Produktentstehungsprozess berücksichtigen sie geeignete Fertigungsverfahren. Dabei beachten sie die Wirtschaftlichkeit der Verfahren. Sie beurteilen Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten der einzusetzenden Werk- und Hilfsstoffe. Die Schülerinnen und Schüler erstellen eine ausführliche Dokumentation des Projektes. Sie präsentieren Arbeitsergebnisse und reflektieren diese. Inhalte: - - - Fachrichtung Produktgestaltung und -konstruktion (PGK)

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erstellen und verändern Datensätze von Baugruppen unter Berücksichtigung füge- und montagetechnischer Anforderungen. Sie erkennen für den Zusammenbau notwendige technische Beziehungen und ermitteln erforderliche Toleranzen. Sie beschaffen sich Informationen über Fügetechniken und Montagestrategien und wählen geeignete aus. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln Strategien zur Positionierung der Bauteile im CAD-System. Sie erstellen Baugruppen auch unter Verwendung von Normteil- und Bauteilbibliotheken. Die Schülerinnen und Schüler ergänzen notwendige Bauteilinformationen und generieren Stücklisten. Sie leiten technische Dokumente ab. Sie sichern ihre Datensätze nach betrieblichen Vorgaben. Inhalte: - Funktionsanalyse - Werkstoffe: Metalle, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe, Glas, Papier, Pappe, Holz - kraft-, form- und stoffschlüssige Verbindungen - Clipverbindungen, Schnappverbindungen, Filmscharniere - integrierte oder differenzierte Bauweise - Kollisionskontrollen - Form- und Lagetoleranzen, Passungen - Ansichten, Einzelheiten, Schnitte, Explosionsdarstellungen - Datenimport, -export

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erstellen 3D-Datensätze nach Designvorgaben. Dazu informieren sie sich über das Produkt und führen notwendige Wettbewerbs- und Patentrecherchen auch in englischer Sprache durch. Sie vertiefen die Handfertigkeit der Skizziertechnik. Die Schülerinnen und Schüler wenden Modellierungsstrategien, insbesondere der Flächenmodellierung, für Bauteile im Baugruppenkontext an. Sie berücksichtigen gestalterisch-ökonomisch optimierte Montageaspekte. Sie berücksichtigen ergonomische Anforderungen sowie die Wirkungen von Farbe, Haptik und Material in der Wahrnehmung. Sie beurteilen ihre Arbeitsergebnisse. Die Schülerinnen und Schüler sichern und archivieren die Daten der Bauteile und Baugruppen. Inhalte: - Designvorgaben: formal-ästhetisch, konstruktiv-funktional, materialhaptisch - Produktgrafik - perspektivische Handskizzen - Kurven, Kurvenübergänge, Freiformflächen, Flächenanalyse - Flächen-, Volumen-, Hybridmodelle - Proportionen, Kontrast, Licht, Schatten, Perspektive, Farbe

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erstellen 3D-Datensätze von Baugruppen. Dabei verwenden sie Normteile sowie Kaufteile und berücksichtigen ökonomische und montagetechnische Aspekte. Sie führen anwendungsbezogene Berechnungen durch. Sie informieren sich über Methoden zur Konstruktion von Baugruppen und wählen auftragsbezogen geeignete aus. Sie berücksichtigen Möglichkeiten der Anpassungs- und Variantenkonstruktion. Die Schülerinnen und Schüler beurteilen ihre Arbeitsergebnisse mit Methoden des Qualitätsmanagements. Sie wenden Möglichkeiten zur Kollisionskontrolle an, simulieren Einbau-, Bewegungs- und Montageabläufe und präsentieren diese. Die Schülerinnen und Schüler leiten aus den Datensätzen notwendige technische Dokumente ab. Sie sichern und archivieren die Daten der Bauteile und Baugruppen. Inhalte: - Konstruktionsmethoden: bottom up, top down - Führungen - Welle-Nabe-Verbindungen - Montage-, Demontagepläne - Reibung, Flächenpressung, Drehmoment - Produktdatenmanagement

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erstellen aus Designideen komplexe Bauteile und Baugruppen. Anhand von produktsemantischen, ästhetischen, funktionalen und ergonomischen Aspekten entwickeln sie ein Designkonzept und stellen dieses in Handskizzen dar. Sie führen einen Variantenvergleich zur Auswahl des optimalen Lösungskonzepts durch. Sie erkennen, beschreiben und berücksichtigen die Wirkungen von Bauteilformen, Werkstoffen und Oberflächenstrukturen. Die Schülerinnen und Schüler führen Einbauuntersuchungen durch und prüfen ihre Datensätze auf Vollständigkeit, Genauigkeit und Herstellbarkeit. Sie dokumentieren und präsentieren diese Ergebnisse auch in englischer Sprache. Dazu wenden sie geeignete Visualisierungstechniken an. Inhalte: - Zielgruppendefinition - Corporate Design - fotorealistische Darstellung

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler führen ein Projekt kundenorientiert aus. Dabei berücksichtigen sie Methoden des Projektmanagements und der Qualitätssicherung. In Absprache mit den Kunden ermitteln sie die erforderlichen Anforderungen. Sie analysieren den zu leistenden Arbeitsaufwand, planen Termine und Arbeitsmittel. Sie legen die einzelnen Arbeitsschritte fest und verteilen diese. Die Schülerinnen und Schüler koordinieren ihre Teamarbeit und dokumentieren diese in geeigneter Form. Bei der Bauteilentwicklung berücksichtigen sie neben funktionalen auch ökonomische und ökologische Gesichtspunkte und vergleichen Lösungsvarianten. Sie führen Kundengespräche auch in englischer Sprache. Im Produktentstehungsprozess berücksichtigen sie geeignete Fertigungsverfahren. Dabei beachten sie die Wirtschaftlichkeit der Verfahren. Sie beurteilen Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten der einzusetzenden Werk- und Hilfsstoffe. Die Schülerinnen und Schüler erstellen eine ausführliche Dokumentation des Projektes. Sie präsentieren Arbeitsergebnisse und reflektieren diese. …