Schüler der Kent Roosevelt High School Manufacturing Technology posieren mit ihrem Mehrklassenprojekt.Die skelettierten Holzteile des ferngesteuerten Droiden wurden in Mastercam CAD/CAM-Software entworfen und bearbeitet.KENT, Ohio – Seit 2014 hat das Manufacturing Technology Program an der Theodore Roosevelt High School, Kent, Ohio, Hunderte von angehenden CNC-Programmierern, Maschinisten und Ingenieuren auf eine erfolgreiche Karriere in der Fertigung vorbereitet.Troy Spear, Ausbilder für CAD- und Engineering-Technologien, fortgeschrittene Tischlerei und Grundlagen der Holz- und Metallherstellung an der Theodore Roosevelt High School – auch bekannt als Kent Roosevelt High School – war die letzten 13 seiner 24 Jahre in der Ausbildung im Karriereprogramm .So wie sich Technologie und Industrie im Laufe der Jahrzehnte verändert haben, so haben sich auch die Lehrverpflichtungen von Spear geändert.„Ich bin in diese Position hineingewachsen“, sagte er.„Ich begann damit, grundlegende Holzbearbeitungskurse zu unterrichten, und brachte sie dann ins 21. Jahrhundert.“Im Jahr 2009 forderte Spear mit Unterstützung des damaligen Superintendenten und seines früheren Co-Lehrers den Distrikt auf, in eine CNC-Fräse zu investieren.Dem Antrag wurde stattgegeben und die Investition zahlt sich weiterhin aus.In den nächsten Jahren stellten die Schüler unter Anleitung eines Lehrers alles her, von kompletten kundenspezifischen Küchen für Gemeindemitglieder über Computerschränke für den Distrikt bis hin zu Stühlen und Möbeln in Kindergröße für die Vorschule des Distrikts.Das Programm von Kent Roosevelt konzentrierte sich auf architektonische Fräsarbeiten, Formteile und Tischlerei und war das einzige seiner Art im Bundesstaat Ohio.Leider hat das Bildungsministerium von Ohio das Programm aufgrund von Budgetbeschränkungen eingestellt.Obwohl das von der Industrie unterstützte CTE-Holzbearbeitungsprogramm 2013 geschlossen wurde, fand Spear bald einen Silberstreif am Horizont.„Das Ende des Holzbearbeitungsprogramms hat mir beim Übergang zum Lehren der Fertigung geholfen“, sagte er.„Was ich jetzt tue, ist ein Ergebnis dieser Holzverarbeitungsherstellung.Jetzt dreht sich alles um die Fertigung – viel mehr als das, was ich vorher getan habe.“Das 2014 gestartete Manufacturing Technology Program der Kent Roosevelt High besteht aus Junioren und Senioren aus fünf anderen örtlichen Schulbezirken sowie dem von Kent.Im Programm Computer-Aided Design and Engineering Technologies verwenden die Studenten Software und Geräte, um Arbeitszeichnungen, 3D-Volumenmodellkonstruktionen, Teile und Baugruppen zu erstellen.Ein Lasergravierer, 3D-Drucker sowie manuelle und CNC-Maschinen ermöglichen die Herstellung von Teilen aus Metall, Holz und Kunststoff.Junioren werden zunächst durch das Studium der Mess- und Messtechnik an die Fertigung herangeführt.Ausgestattet mit Mikrometern und Stahllinealen lernen sie Maßsysteme und dezimale Äquivalenzen kennen, die mit dem Unterricht im Zeichnen von Teilen zusammenfallen.Aufbauend auf diesen Grundkenntnissen führt dies zu vielseitigen Schülern, die in einem praxisorientierten Lehrplan erfolgreich sind.„Als Absolvent kann ein Student für eine College- oder postsekundäre Ausbildung zu jeder staatlichen öffentlichen Einrichtung in Ohio gehen und einen Kurs mit drei Credits mitbringen, der eine CAD-bezogene Kursanforderung erfüllt“, sagte Spear.„Es gibt einen zweiten Kurs, der Fertigungsbetriebe abdeckt.“Von Maschinengrundlagen zu CAD/CAM Zu Beginn des Programms konzentriert sich Spear auf Messen und Zeichnen und kombiniert diese Disziplinen, um Teenagern dabei zu helfen, zu verstehen, wie man Dezimaläquivalente berechnet, und dieses Wissen auf eine Maschine oder eine CNC-Steuerung zu übertragen.Obwohl die CNC-Technologie der Hauptfokus des Fertigungsprogramms von Kent Roosevelt ist, müssen die Studenten mit den Grundlagen der Bearbeitung vertraut sein.„Viele lokale Arbeitgeber sagen, dass sie Erwachsene direkt von CNC-Schulen eingestellt haben, die den Zusammenhang zwischen Dezimalzahlen und Bewegung nicht verstehen“, sagte Spear.„Alle unsere Industriepartner bitten uns, manuelle Bearbeitung zu lehren, obwohl sie mehr CNC als alles andere machen.Alle haben immer noch eine Art manuelle Bearbeitung für verschiedene Komponenten.“Nach den Grundlagen der manuellen Bearbeitung präsentiert Spear eine Einführung in die CNC, zeigt Steuerungen und hilft den Schülern, sich mit ihnen vertraut zu machen.Sie lernen Maschineneinrichtung, Teilebeladung, Schraubstockanzeige und das Ausführen von Bearbeitungsprogrammen.Hier kommt die Mastercam CAD/CAM-Software (CNC Software, LLC) ins Spiel.In einer Reihe von Lektionen arbeiten die Schüler an Zeichnungen, beginnend mit 2D-Zeichnungen, die in CAD-Software erstellt wurden.Sie wechseln zu 3D-Zeichnungen und beginnen, ihre Visualisierungsfähigkeiten zu entwickeln.Als nächstes lernen sie die 3D-Volumenmodellierung und Solidworks kennen.„An diesem Punkt sind die Studenten in der Lage, die Leistungsfähigkeit von Mastercam und all seine Funktionen hervorzuheben“, sagte Spear.„Sie können dieses 3D-Volumenmodell nehmen, einen Werkzeugweg darauf setzen, den G-Code erstellen, ihn in unser Labor bringen, den Schraubstock mit Material beladen und Werkzeuge absetzen.Sie laden den in CAD/CAM generierten G-Code ein.Durch diesen Prozess kennen, verstehen und übersetzen sie den Code, während er auf der Maschine läuft und Teile ausführt.“Zu den manuellen Maschinen von Kent Roosevelt gehören eine Clausing 13-Zoll-Motordrehbank und ein manueller Bridgeport.Das Fertigungszentrum beherbergt auch Bandsägen;eine Haas TM1 CNC-Fräse;eine Werkzeugdrehmaschine Haas TL1;ein Haas ST10 Drehzentrum;ein Wardjet-Wasserstrahl;ein RealWeld-Trainer von Lincoln Electric;und ein Omnitech Selexx Pal CNC-Fräser.„Wir haben uns schon früh dazu verpflichtet, immer mit industrietauglichen Tools zu arbeiten und nicht mit Bildungsversionen“, sagte Spear.„Nicht, dass mit diesen Maschinentypen etwas nicht in Ordnung wäre, aber unser Ziel ist es, die Schüler mit Industriemaschinen vertraut zu machen und sich damit vertraut zu machen.“Neben der Maschinenhalle und der Holzbearbeitungswerkstatt beherbergt ein Computerlabor 18 Computer plus Lehrerstationen, die alle mit Mastercam-Software ausgestattet sind.Hier lernen die Studenten die leistungsstarke und spannende Verbindung zwischen Software, Konstruktion, Programmierung und Bearbeitung kennen.Um Prototypen ihrer Entwürfe zu erstellen, haben die Schüler Zugang zu 10 3D-Druckern verschiedener Hersteller.„Der erste Schritt besteht darin, den Haken zu setzen und ihnen zu zeigen, dass die Software sehr linear und methodisch sein wird“, sagte Spear.„Dann gehen wir Schritt für Schritt bis zum Boom – wir haben etwas.Dann gehen wir zurück und arbeiten in Mastercam.“Dynamische Bewegungstechnologie Spear lehrt Wireframing, wie man zeichnet und wie man Geometrie erstellt.Letztes Jahr arbeitete die Klasse an einem Widget aus einem 2 x 3 Zoll großen Aluminiumblock.Das Teil umfasste ein Sechseck mit einer kreisförmigen Tasche mit Löchern, die in jede der Ecken des Sechsecks gebohrt wurden, sowie zwei dreieckige Taschen.Jedes der gebohrten Löcher wurde mit einem 1/4-Zoll-20-Gewindebohrer angezapft.Um das Widget zu erstellen, verwendeten die Schüler mehrere verschiedene Tools.Sie zeichneten das Teil sowohl in Wireframe als auch in Solidworks, importierten das Teil dann in Mastercam und erstellten Werkzeugwege.Die Solidworks-Zeichnungen der Schüler wurden verwendet, um die Teile in 3D zu drucken.„Die Klasse wurde mit diesem kleinen Sechskantteil in die Dynamic Motion-Technologie eingeführt – insbesondere in das dynamische Fräsen“, sagte Spear.„Ich möchte dem Mastercam-Händler FASTech Inc. einen Gruß aussprechen. Ich kann den Leuten dort nicht genug für die Hilfe danken, die wir erhalten haben.Kevin Richardson, Scott Hardy, Josh Chopp und der Rest des Teams leisten phänomenale Arbeit.„Dynamic Motion den Studenten zu präsentieren hat viel Spaß gemacht, weil wir nicht übermäßig viel Material weggeschnitten haben.Was wir geschnitten haben, wurde schnell und einfach entfernt.“Nach Abschluss des Widget-Projekts hatte jeder Schüler eine Aluminiumversion des gedruckten Teils, eine Drahtgitterversion, die er gezeichnet und programmiert hatte, und ein 3D-Volumenmodell.Das Entwerfen desselben Teils auf verschiedene Weise demonstrierte die Vielfalt und die kreativen Möglichkeiten der Fertigung.Sobald die Schüler die Grundlagen der Konstruktion, Programmierung und Bearbeitung verstanden haben, betont Spear die Bedeutung der Maschinensimulation, die den Schneidprozess auf einer virtuellen Nachbildung einer Maschine darstellt.Es gewährleistet eine sichere und genaue Werkzeugwegerstellung und verhindert Maschinenkollisionen, bevor Teile überhaupt geschnitten werden.„Ich bringe den Schülern sehr gerne bei, Backplot und Verification zu verwenden, damit sie tatsächlich simulieren oder sehen können, wie die Maschine schneiden wird“, sagte er.„Wir haben dank FASTech eine Maschinenumgebung, in der wir einen virtuellen ST10 arbeiten sehen können.Wir können die Türen öffnen und schließen und sehen, wie sich das Futter dreht.Der Turm dreht sich.Sie können sehen, ob es zu einem Absturz kommt oder ob die Kürzung machbar ist.“Das Droid-Projekt Neben der Erstellung kleiner Teile wie dem oben erwähnten Widget arbeiten mehrere Klassen im Fertigungsprogramm zusammen, um Großprojekte zu entwerfen und herzustellen, darunter einen lebensgroßen ferngesteuerten Roboter.Das klassenübergreifende Projekt mit dem Namen Droid Project wurde von einer beliebten Science-Fiction-Filmfigur inspiriert und ist nach wie vor ein Hit bei den Schülern.Bevor die Schüler auf die Idee kamen, einen Droiden zu bauen, stellten sie Lichtschwerter her.Taschenlampenartige Griffe wurden kundenspezifisch entwickelt;3D-gedruckte Ärmel bedeckten die Griffe.Das Projekt war so erfolgreich – und unterhaltsam – dass die Schüler sich dann entschieden, ihre Version eines berühmten Filmdroiden zu erstellen.Der Droide, der von einem elektrischen Fahrzeugmotor eines Aufsitzspielzeugs angetrieben wird, war die Idee von vier verschiedenen Klassen, die über einen Zeitraum von vier Jahren arbeiteten.Die letzte Klasse, die an dem Roboter gearbeitet hat, hat ihm den Spitznamen R5-V7 gegeben.Spears erste Klasse zeichnete und konstruierte die Sperrholzteile in Solidworks, lernte, wie man sie zusammenbaut, verschachtelte und schnitt sie auf der CNC-Fräse aus.Bis zum Jahresende hatten sie den Droiden zusammengebaut.Im nächsten Jahr hatten die Studenten das Droid Project während des Rekrutierungsprozesses gesehen und waren bereit und willens, sich einzuarbeiten. Sie zeichneten und fertigten die Haut mit dem Wardjet-Wasserstrahl und Aluminiumblech sowie 3D-gedrucktem Zubehör.Die Schüler schnitten die Füße aus und schweißten sie, die die Räder und Motoren hielten.Jeff Bee, Spears Co-Lehrer, ließ seine Senioren an den Knöchelformen arbeiten, die die Füße mit den Holzbeinen verbanden.Bee war in der Lage, Dynamic Milling in dieser Klasse einzuführen, da sie sich dafür entschieden, dickes Aluminium einzustecken, um die Unterseite der Droidenbeine zu umrunden.Berufliche Fähigkeiten Während sich die Ausbilder der Kent Roosevelt High auf Klassenprojekte und das Lehren von Software-, Computer- und Maschinenkenntnissen konzentrieren, spielt eine andere Gruppe von Leuten eine Schlüsselrolle bei der Vorbereitung der Schüler auf Beschäftigungsmöglichkeiten.Ein Beratungsgremium aus lokalen Herstellern gibt Auskunft darüber, welche Fähigkeiten für Berufseinsteiger wichtig sind.Neben dem Austausch von Branchenwissen laden die Partner Spears und seine Studenten zu Exkursionen in ihre Produktionsstätten ein und präsentieren ihnen die Möglichkeit einer zukünftigen Beschäftigung.Im Frühjahr werden Unternehmensvertreter zur Kent Roosevelt High School eingeladen, um an Scheininterviews mit Junioren teilzunehmen.„Ich sage meinen Schülern, dass hinter jedem Scheininterview ein potenzieller Job steckt“, sagte Spear.„Letztes Frühjahr hatten wir eine Explosion von Anfragen von Leuten, von denen wir noch nie zuvor in der Branche gehört hatten.Sie sagten: „Wir haben gehört, dass Sie das Programm haben.Wir brauchen Arbeiter – wen haben Sie?Wir wollen sie heute.'“Während der Vorstellungsgespräche können die Studierenden einem Industriepartner mitteilen, dass sie an einer zukünftigen Beschäftigung interessiert sein könnten, und den Gesprächspartner bitten, ihre Lebensläufe aufzubewahren.Die Erfahrung ist eine Networking-Möglichkeit und eine Chance für Sommerjobs und Praktika im Abschlussjahr.Die bezahlten Praktika sind mit Studienleistungen im Manufacturing and Technology Program gekoppelt.Theodore-Roosevelt-Highschool-Studenten für Computer-Aided Design und Engineering Technology sind nach dem Abschluss erfolgreich.Dank des umfassenden Lehrplans der Schule werden sie gut auf eine Karriere in der Fertigung vorbereitet.Ein Bereich, den sowohl Spear als auch Bee in den Lehrplan aufnehmen möchten, ist der Formenbau.Die Schule besitzt bereits eine Kunststoff-Spritzgussmaschine, daher ist es der nächste logische Schritt, den Schülern beizubringen, wie man sie benutzt.Angesichts des Standorts der High School ist die Vorbereitung zukünftiger Programmierer und Maschinisten auf Karrieren in der Kunststoffindustrie ein kluger, zukunftsorientierter Plan.„Unser Korridor des Staates ist ein riesiger Schimmelkorridor“, sagte Spear über die Nähe seiner Schule zu Akron.„Mit unserer Spritzgießmaschine möchten wir Studenten an den Formenbau und die Konstruktion heranführen.Dies kommt wirklich der Dynamic Motion-Technologie zugute, für die Mastercam bekannt ist.Das ist ein Bereich, auf den wir uns freuen.“Quelle: Mastercam.Weitere Informationen finden Sie unter mastercam.com.Etwas zu sagen haben?Teilen Sie uns Ihre Gedanken in den Kommentaren unten mit.Melden Sie sich für den Woodworking Network Newsletter anErhalten Sie täglich die neuesten Schlagzeilen Abonnieren Sie