6,5 Kilogramm verdrucktes Plastik und circa 1200 Stunden gesammelte Druckzeit: Gut ein Jahr nach Beginn des Seminars im September 2019 ist der Prototyp des Lichtenfelser P-Seminars, ein im 3-D-Druck-Verfahren hergestelltes autonom fahrendes Modell eines Range Rover Evoque, fertig. Unter der Leitung von Studienrat Johannes Mann haben die neun Schüler in ihrem Projekt-Seminar zur Studien- und Berufsorientierung erste Erfahrungen im additiven Fertigungsverfahren sowie im Konstruieren von 3-D-Objekten am Computer sammeln können.

Aufgabe des Projektseminars am Meranier-Gymnasium ist es, dass die Schüler der Oberstufe Einblicke in die Berufswelt erhalten und Kontakte zu ortsansässigen Firmen knüpfen können. Zusammen mit David Middrup, Entwicklungsingenieur im Bereich Driving Assistance Research bei Valeo in Kronach, konzipierte und fertigte das Seminar den Miniaturnachbau der von der Firma für Testfahrten im Bereich automatisiertes Fahren eingesetzten Range Rover Evoque im Maßstab 1:6. Dabei sollten viele der Detektions- und Assistenzsysteme von Valeo auch im kleinen Modellauto verbaut werden.

Zur Einführung in die Thematik des 3-D-Drucks besuchten die Schüler mit ihrem Lehrer den Makerspace Creapolis in Coburg, wo sie sich erste Grundlagen im Konstruktionsverfahren, im 3-D-Druck, in der Holzlaserfertigung, im Löten und im Programmieren aneigneten. Die Schüler konstruierten dann im Verlauf des Seminars am Computer Halterungen für Ultraschallsensoren, LiDAR-Scanner sowie Fisheye- und Long-Range-Kameras und integrierten diese an passenden Stellen in die Karosserie.

Dabei mussten in Kleingruppen verschiedene Absprachen getroffen werden: Welcher Abstand muss zwischen Sensor und Radkasten eingehalten werden, damit die Servolenkung noch voll ausschlagen kann? Wie verbreitert man den Antriebsstrang eines Modellautos so, dass er für die Maße des Prototyps passt? Wo wird die zentrale Steuerelektronik auf die Bodenplatte geschraubt, damit die verschiedenen Arbeitsgruppen ihre Sensoren möglichst effizient anschließen können?

Die Funktionen des Prototyps

Schnell entschieden sich die Schüler dafür, die Karosserie in acht Teile aufzuteilen, damit sie auf den schuleigenen 3-D-Druckern ausgedruckt werden können. Das mit Magneten befestigte, abnehmbare Dach sorgt dafür, dass man später unkompliziert Einblick in das Innenleben des Fahrzeugs erhalten kann und alle elektrischen Komponenten für die weitere Arbeit leicht zugänglich sind. Schließlich soll es später auf Messen eingesetzt werden, um die Assistenzsysteme der Firma Valeo im kleinen Maßstab demonstrieren zu können. Aber auch für erste Tests von Funktionen, die nicht direkt am großen Fahrzeug ausgeführt werden sollen, ist der kleine Prototyp gedacht.

"Wir freuen uns sehr, als Weltmarktführer für automatisiertes Fahren das Projekt-Seminar der Schüler in Lichtenfels fördern zu können", erklärte Jörg Schrepfer, Head of Driving Assistance Research DAR Germany und Standortleiter von Valeo in Kronach-Neuses. "Oberfranken entwickelt sich mit zahlreichen Projekten wie diesem zum Zentrum für autonomes Fahren, und es ist uns ein großes Anliegen, schon bei Schülern das Interesse für die spannenden Themen zu wecken, an denen wir bei Valeo Tag für Tag forschen."

Schulleiter OStD Thomas Carl zeigte sich ebenfalls glücklich: "Es beeindruckt mich sehr, was die Schüler am Meranier-Gymnasium in diesem Zeitraum geleistet haben. Durch die gewinnbringende Zusammenarbeit mit Valeo konnte ein herausragendes, zukunftsweisendes Projekt abgeschlossen werden."

Digitale Kommunikationskanäle

Freilich machte die Covid-19-Pandemie auch vor dem Seminar nicht Halt. Um trotzdem am Zeitplan festhalten zu können, stieg man auf digitale Kommunikationskanäle um. Die Arbeiten an den 3-D-Modellen konnten kollaborativ mit einer Online-Software gelöst werden. Sollte ein Bauteil zum Test ausgedruckt werden, wurde die Datei über ein Cloud-System geteilt und vom Seminarleiter in der Schule ausgedruckt. Das fertige 3-D-Modell wurde dann in einen Spind, auf den alle Mitglieder des Seminars Zugriff hatten, gelegt. So konnten die Schüler kontaktlos ihre Teile abholen und testen. Am Tag der Schlüsselübergabe merkte man den Schülern die Erleichterung über ihr erfolgreich absolviertes Projekt an. red