Lehrmodelle

Im Unterricht gilt seit jeher: 'Ich höre und ich vergesse, ich sehe und ich merke mir, ich tue und ich verstehe'. 3D-Druck (additive Fertigung) spielt dabei eine wichtige Rolle. Er ermöglicht es Lehrkräften und Lernenden, komplexe, abstrakte Inhalte in physische Objekte zu übersetzen. Von kleinsten Molekülstrukturen bis zu ganzen Landschaften: Lehrmodelle machen Lernstoff buchstäblich greifbar.

Medizinische und anatomische Modelle

Eine besonders wertvolle Anwendung findet sich in Biologie und medizinischer Ausbildung. Klassische anatomische Modelle sind oft sehr teuer und empfindlich. Mit 3D-Druck können CT- oder MRI-Daten in anschauliche Modelle von Knochen, Organen oder Gewebe überführt werden.

• Vorbereitung und Anschauung: Komplexe Abläufe lassen sich an einem patientenspezifischen oder beispielhaften Modell im Vorfeld besser besprechen und erklären.
• Biologie im Unterricht: Schülerinnen und Schüler können ein Modell eines menschlichen Herzens, einer DNA-Struktur oder eines Virus in die Hand nehmen und die innere Struktur genauer betrachten.

Naturwissenschaften und Technik (STEM)

In den MINT-Fächern bietet 3D-Druck die Möglichkeit, mathematische Formeln und physikalische Prinzipien visuell zu veranschaulichen.

• Chemie: Komplexe Kristallgitter und Molekülverbindungen werden in 3D gedruckt, um räumlich nachvollziehbar zu machen, wie Atome miteinander in Beziehung stehen.
• Maschinenbau: Studierende können Zahnradsysteme, Übersetzungen und Motoren als Demonstrationsmodelle entwerfen und drucken. So werden Toleranzen und Reibung anschaulich erklärbar.
• Topografie und Geografie: Höhenkarten und Landschaften können auf Basis von Satellitendaten als Relief gedruckt werden. Das schafft einen deutlich besseren Zugang zu Einzugsgebieten und Gebirgsformationen als eine flache Karte.

Zugänglichkeit und Kosten

Der große Vorteil von 3D-gedruckten Lehrmodellen ist die Wirtschaftlichkeit. Wo ein professionelles anatomisches Skelett oft mehrere Tausend Euro kostet, lässt sich eine gedruckte Variante deutlich günstiger umsetzen. Außerdem sind die Modelle bei Bedarf einfach ersetzbar. Wenn ein Teil im Unterricht beschädigt wird, kann es unkompliziert neu gedruckt werden.

Materialeinsatz: sicher und sinnvoll

Für Schulen und Hochschulen ist PLA (Polymilchsäure) häufig eine sehr passende Wahl für nicht-funktionale Lehr- und Ausstellungsmodelle. Es ist ein Biokunststoff auf pflanzlicher Basis, gilt als vergleichsweise unkritisch und entwickelt bei der Herstellung keine belastenden Dämpfe im üblichen Rahmen. Außerdem ist es in vielen hellen Farben erhältlich, was hilft, einzelne Bereiche eines komplexen Modells klar zu unterscheiden (zum Beispiel: Arterien rot, Venen blau).