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Bearbeiten von Metallen und Kunststoffen - Baugeräteführer - 1. Ausbildungsjahr - LB1-4

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Einleitung

Du arbeitest im ersten Ausbildungsjahr zum Baugeräteführer oder zur Baugeräteführerin und lernst, wie du Metall- und Kunststoffteile für einfache, nicht sicherheitsrelevante Werkstattaufträge auswählst, bearbeitest, verbindest und prüfst. Der beispielhafte Auftrag lautet: Fertige einen kleinen Demonstrationshalter aus Stahlblech mit einem Schutzstück aus PE-HD. Du liest die Zeichnung, wählst Werkstoffe und Werkzeuge, erstellst einen Arbeitsplan, beurteilst Gefährdungen, ermittelst Maße und dokumentierst die Qualität. Am Ende kannst du deine Entscheidungen fachlich begründen und ein prüfbares Arbeitsergebnis vorlegen.

Einordnung: Der KMK-Rahmenlehrplan für Baugeräteführer/Baugeräteführerinnen vom 13.03.1997 nennt „Bearbeiten von Metallen und Kunststoffen“ als Lernfeld 4 mit einem Zeitrichtwert von 40 Stunden im ersten Schuljahr. Im weiterhin beim BIBB nachgewiesenen Ausbildungsberuf enthält § 3 Nr. 10 beziehungsweise die Anlage der Ausbildungsordnung von 1997 Grundlagen des Be- und Verarbeitens von Metallen und Kunststoffen; thermische Bearbeitung und bestimmte Fügeverfahren sind zeitlich auch dem zweiten Ausbildungsjahr zugeordnet. Hier werden sie deshalb überblicksartig erschlossen, nicht als unbeaufsichtigte praktische Tätigkeiten. Prüfe alle Zuordnungen mit betrieblichem Ausbildungsplan, zuständiger IHK und geltendem Landeslehrplan. Dieser Kurs ist keine amtliche Prüfung oder Unterweisung und ersetzt weder Betriebsanweisungen noch fachliche Aufsicht.

Dein Kompetenzziel: Du kannst einen realistischen Arbeitsauftrag analysieren, planen, sicher und begründet bearbeiten, prüfen und dokumentieren. Für gefährliche Verfahren nutzt du ausschließlich angeleitete Praxis oder eine papierbasierte, digitale beziehungsweise ungefährliche Modellalternative.

Werkstoffe erkennen und fachgerecht auswählen

Metalle im Baugerätebereich

Eisenmetalle wie Baustahl sind im Gerätebau häufig, weil sie je nach Güte fest, bearbeitbar und wirtschaftlich sind. Unlegierter Stahl kann korrodieren; Beschichtungen, geeignete Werkstoffwahl und Wartung wirken dagegen. Nichteisenmetalle wie Aluminium werden dort genutzt, wo geringe Masse und geeignete Korrosionsbeständigkeit wichtig sind. Auch Kupferlegierungen kommen etwa in Verbindungselementen vor. Ein Werkstoff darf niemals allein anhand seiner Farbe für eine tragende oder sicherheitskritische Reparatur freigegeben werden: Werkstoffbezeichnung, Zeugnis und Herstellerfreigabe sind maßgebend.

Wichtige Eigenschaften:

Festigkeit: Widerstand gegen Versagen unter Belastung; sie ist nicht mit Härte gleichzusetzen.
Elastizität: Ein Bauteil verformt sich unter Last und kehrt nach Entlastung innerhalb seines elastischen Bereichs zurück.
Plastizität: Eine bleibende Formänderung nach Überschreiten eines geeigneten Verformungsbereichs.
Härte: Widerstand gegen lokales Eindringen; Härte und Härtbarkeit sind unterschiedliche Begriffe.
Härtbarkeit: Eignung eines Stahls, durch eine geeignete Wärmebehandlung ein bestimmtes Härtegefüge auszubilden. Das ist nicht gleichbedeutend mit hoher Ausgangshärte.
Korrosionsverhalten: Veränderung durch Reaktionen mit der Umgebung, etwa Rostbildung bei ungeschütztem Stahl.

Beispiel Werkstoffentscheidung: Eine robuste Lehrwerkstatt-Probe aus gewöhnlichem Stahlblech eignet sich gut zum Anreißen, Feilen und Prüfen. Eine Kunststoffschutzauflage kann Kontaktflächen schonen. Ein Aluminiumteil wäre leichter, ist aber nicht ohne Weiteres ein gleichwertiger Ersatz für ein belastetes Stahlteil. Erstelle vor der Werkstofffreigabe eine kleine Vergleichsmatrix mit Einsatz, Festigkeit, Masse, Korrosion, Bearbeitbarkeit und Kosten.

Kunststoffe unterscheiden

Thermoplaste wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS) oder Polyvinylchlorid (PVC) können innerhalb geeigneter Temperaturbereiche erweichen und nach dem Abkühlen erneut erstarren. Duroplaste wie ausgehärtete Phenolharze (PF) und Epoxidharze (EP) sind stark vernetzt und lassen sich nach der Aushärtung nicht wie Thermoplaste erneut aufschmelzen. Elastomere wie viele Gummiwerkstoffe oder geeignete Polyurethan-Elastomere (PUR) zeigen große reversible Verformungen. PUR kann je nach Rezeptur auch Schaumstoff oder ein anderer Werkstofftyp sein; der Stoffname allein beweist nicht die Klasse. Silicone können je nach Vernetzung elastomere Eigenschaften besitzen.

Werkstoffklasse	Kennzeichnendes Verhalten	Beispiel im Baugeräteumfeld	Typischer Fehler
Thermoplast	unter geeigneten Bedingungen erneut thermisch formbar	PE-HD-Gleitauflage oder Schutzprofil	Temperaturbeständigkeit ohne Datenblatt annehmen
Duroplast	nach Aushärtung nicht wieder schmelzbar	Formteil aus ausgehärtetem Harz	durch starkes Erhitzen „umformen“ wollen
Elastomer	deutlich elastisch rückstellend	Dichtung oder Schwingungsdämpfer	Dichtung ohne Medienbeständigkeit wählen

Bild: Kunststoffgranulate als Ausgangsmaterial; die Granulatfarbe ist kein verlässlicher Werkstoffnachweis. Cjp24, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons.

Schematische vernetzte Polymerketten eines Duroplasts, keine Maßstabszeichnung. Koh Wei Teck, gemeinfrei, Wikimedia Commons.

Fachvideo: Die deutschsprachige Werkstoffkunde-Einführung erläutert die drei Kunststoffklassen. Übertrage die Aussagen danach auf PE-HD als Schutzauflage; ein Video ersetzt kein Werkstoffdatenblatt.

Quelle: Nachhilfe Muenster, „Kunststoffe erklärt: Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere“ (2024); externes Video, keine behauptete freie Nachnutzungslizenz.

Werkstoffkennwerte berechnen und darstellen

Die mechanische Spannung ist vereinfacht Kraft je beanspruchte Querschnittsfläche: σ = F / A. Bei einer rein rechnerischen Zugkraft von 1.000 N und einer Querschnittsfläche von 20 mm² ergibt sich σ = 1.000 N / 20 mm² = 50 N/mm². Die Dehnung ist ε = ΔL / L0. Bei einer Verlängerung um 0,2 mm auf einer Ausgangsmesslänge von 100 mm erhältst du ε = 0,2 / 100 = 0,002 = 0,2 %. Diese Zahlen sind Lernwerte, keine nachgewiesene zulässige Last für ein Baugerät.

In einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm steht auf der waagerechten Achse die Dehnung, auf der senkrechten die Spannung. Zeichne als eigenes vereinfachtes Modell beispielsweise die Punkte (0 %; 0 N/mm²), (0,1 %; 20 N/mm²), (0,2 %; 40 N/mm²). Die Gerade illustriert einen proportionalen Modellbereich, nicht die vollständige Werkstoffkennlinie. Reale Kennwerte werden mit qualifizierten Prüfverfahren, etwa Zugversuchen nach DIN EN ISO 6892-1:2020-06, und belegten Werkstoffangaben ermittelt. Eine Sicherheitszahl darf nicht frei geraten werden; sie folgt aus konkreter Konstruktion, Regelwerk und verantwortlicher Berechnung. Beschrifte Achsen mit Einheiten und unterscheide Diagramm-Modell und Messdaten.

Zeichnungen, Bemaßungen und Messmittel

Technische Angaben lesen

Lies zuerst Bauteilbezeichnung, Zeichnungsstand, Werkstoff, Maßstab, Ansichten, Schnitte, Maße, Toleranzen und Oberflächenanforderungen. Bei technischen Ansichten darf eine verdeckte Bohrung nicht allein aus einer einzigen Darstellung erraten werden. Eine Schnittansicht zeigt innere Geometrie; eine Bemaßung definiert Nennmaße und gegebenenfalls zulässige Abweichungen. Verbinde Maßlinien nicht wahllos zu unübersichtlichen Ketten. Für die normgerechte Angabe von Maßen und Toleranzen ist die bei DIN Media als aktuell geführte DIN EN ISO 129-1:2022-02 relevant. Passungsbegriffe sind in DIN EN ISO 286-1:2019-09 beschrieben. Verwende beim Auftrag die tatsächlich freigegebene Zeichnung, nicht ausgedachte Normmaße.

Lernbeispiel: Auf der Übungszeichnung steht 120,0 ± 0,5 mm. Damit sind 119,5 bis 120,5 mm zulässig. Ein Istmaß von 120,3 mm liegt im Bereich; 120,7 mm liegt außerhalb. Die Angabe „± 0,5 mm“ ist hier eine eigens für die Schulungsprobe festgelegte Übungstoleranz, keine generelle Normvorgabe.

Messschieber, Messschraube und Lehren einsetzen

Mit einem Messschieber kannst du je nach Bauart Außenmaße, Innenmaße und Tiefen ermitteln. Prüfe vorher den Nullpunkt, reinige die Messflächen, setze ihn ohne Verkanten an und dokumentiere Anzeige, Einheit und Messstelle. Bei einem Nonius werden zunächst die ganzen Millimeter an der Hauptskala und dann der fluchtende Teilstrich der Nebenskala gelesen. Eine Messschraube ermöglicht je nach Ausführung feinere Messungen an dafür geeigneten Außenmaßen; Prüfkraft und Einsatzbereich beachten. Eine Grenzlehre beantwortet je nach Ausführung vor allem „Gut/Ausschuss“, eine Fühlerblattlehre prüft kleine Spaltweiten.

Messschieber mit Nonius: Haupt- und Nebenskala bewusst unterscheiden. Jeremyida002, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Messbeispiel: Sollmaß 40,0 ± 0,5 mm, Messwert 39,9 mm. Unterstellt, dass das Messmittel für die Aufgabe geeignet ist und die Messunsicherheit die Entscheidung zulässt, ist das Ergebnis innerhalb der Übungsgrenzen. Häufige Fehler sind schräges Anlegen, Ablesen einer falschen Skala, Verschmutzung sowie das Verwechseln von Nennmaß und Grenzmaß. Bei knappen Toleranzen muss die betriebliche Prüfstrategie zusätzlich die Messunsicherheit berücksichtigen.

Trennen, Spanen, Richten und Oberflächen bearbeiten

Vom Anreißen zum prüfbaren Werkstück

Die Arbeitsfolge ergibt sich aus Zeichnung und Werkstoff: Rohteil prüfen, Bezugskante festlegen, Maße übertragen und anreißen, geeignet trennen, gegebenenfalls feilen beziehungsweise bohren, entgraten, reinigen und Maße kontrollieren. Körnen erzeugt bei geeigneten Metallen eine kleine Vertiefung als Ansatzhilfe für den Bohrer. Nicht jedes Material darf gekörnt werden, etwa spröde Bauteile ohne Prüfung der Eignung. Fachbegriffe der Schneidgeometrie: Spanwinkel, Freiwinkel und Keilwinkel beeinflussen Spanbildung und Schneidverhalten. Die Schneidenform und Schnittdaten müssen zum Material und zur Werkzeugausführung passen.

Manuelles Trennen mit einer Metallsäge kann kleine Werkstücke zweckmäßig ablängen. Eine Feile entfernt Material und kann Kanten nacharbeiten. Beim Zerspanen wird Werkstoff in Form von Spänen abgetrennt; Bohren, Fräsen und Drehen unterscheiden sich durch Werkzeug- und Werkstückbewegung. Spanloses Umformen verändert die Gestalt ohne Abtragen von Spänen, beispielsweise Biegen. Werkzeugwechsel, Werkstückspannung und Maschineneinsatz sind unterwiesenen und befugten Personen vorbehalten.

Metallsäge für eine angeleitete Bearbeitung am Werkstück. Evan-Amos, gemeinfrei, Wikimedia Commons.

Säulenbohrmaschine im Werkstattumfeld; das Foto ist keine Sicherheitsfreigabe für die abgebildete Bedienweise. LHOON, CC BY-SA 2.5, Wikimedia Commons.

Fachvideo zur Einordnung: Das deutschsprachige Lehrvideo erklärt Aufbau und Funktion eines Bohrers im ersten Ausbildungsjahr. Beachte beim Anschauen besonders die Differenz zwischen Prinziperklärung und betrieblicher Bedienungsanweisung.

Quelle: „Lehrvideo KFZ Mechatroniker / erstes Ausbildungsjahr / Metallbearbeitung / Bohrer“, Kanal secret A (2022); berufsübergreifendes externes Lernvideo, keine behauptete OER-Lizenz.

Entgraten und die Oberflächengüte prüfen

Beim Entgraten entfernst du unerwünschte scharfe Kanten und aufstehende Grate. Geeignete Werkzeuge sind zum Beispiel Handentgrater oder Feilen; die Wahl hängt von Werkstoff, Form, Erreichbarkeit und geforderter Oberfläche ab. Ein unvollständig entgratetes Loch kann Hände verletzen oder Kunststoffauflagen beschädigen. Zu starkes Entgraten verändert dagegen unerwünscht Maße. Oberflächenvergleich, Sichtkontrolle und geeignete Messung sind voneinander zu unterscheiden.

Beispiel eines Handentgraters. Wizard191, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons.

Begründete Schnittdaten statt Raten: Für eine theoretische Bohrberechnung gilt n = (1000 · vc) / (π · d), wenn vc in m/min und der Werkzeugdurchmesser d in mm eingesetzt werden; n wird dann in Umdrehungen je Minute berechnet. Setze als reine Übungswerte vc = 20 m/min und d = 6,5 mm: n ≈ 20.000 / (3,1416 · 6,5) ≈ 979 min⁻¹. Dieser Rechenwert ist keine Freigabe oder Einstellempfehlung. In der Praxis gelten Werkzeug- und Werkstoffdatenblatt, konkrete Maschinen- und Spannbedingungen, Herstellerangaben, Gefährdungsbeurteilung und Freigabe durch Fachpersonal. Die Hoffmann Group beschreibt für ihren ToolScout die werkstoff- und werkzeugspezifische Ermittlung solcher Daten.

Fügeverfahren und thermische Bearbeitung verstehen

Lösbare und unlösbare Verbindungen

Eine Schraubverbindung lässt sich bei sachgerechtem Zustand wieder lösen. Zu unterscheiden sind Durchgangs- und Gewindebohrung, Schraube, Mutter, Unterlegscheibe, Anzugsvorgabe und Sicherungskonzept. Eine Keilverbindung kann Kräfte beziehungsweise Bewegungen über geneigte Flächen übertragen; eine Passfeder dient in geeigneten Welle-Nabe-Verbindungen der Drehmomentübertragung. Zeichnung und Herstellerangaben legen fest, ob ein Verbindungselement wirklich passt.

Unlösbare Verbindungen umfassen beispielsweise geeignete Niet-, Löt- und Schweißverbindungen. Beim Löten schmilzt der Zusatzwerkstoff, nicht notwendigerweise der Grundwerkstoff; beim Schweißen entsteht die Verbindung in der Schweißzone unter anderen thermischen Bedingungen. Auswahlkriterien sind Lastfall, Werkstoffe, Zugänglichkeit, Reparierbarkeit, Qualitätssicherung und Qualifikation. Einfache Kunststoffteile können auch durch geeignete mechanische Verbindungen gefügt werden; Kleben erfordert zusätzliche Oberflächen- und Stoffverträglichkeitsprüfung. Die Bezeichnung „unlösbar“ bedeutet nicht, dass eine Verbindung niemals zerstörend getrennt werden könnte.

Richten, Brennschneiden und Schweißarbeiten: fachliche Grenzen

Kaltrichten und Warmrichten unterscheiden sich durch die Temperaturführung und die Auswirkungen auf den Werkstoff. Brennschneiden trennt geeignete Metalle durch thermische Reaktionen und Strahlwirkung; es ist nicht für jeden Metall- oder Kunststoffwerkstoff geeignet. Schweißen und Löten bergen Gefährdungen durch Hitze, Strahlung, Rauch, elektrische Energie und Brand. An Baugeräten können zusätzlich Restenergien, Druck in Hydraulikanlagen oder beschädigte Tragstrukturen eine Rolle spielen. Diese Tätigkeiten erfolgen ausschließlich nach Freigabe durch qualifizierte Fachkräfte, geeigneter Arbeitsplatzabsicherung und wirksamer Absaugung. Eine Anleitung zum Brennschneiden oder Schweißen an realen Baugeräten ist nicht Gegenstand dieses Grundkurses.

Sichere Lernalternative: Vergleiche Fotos, Werkstoffdatenblätter und fertige Muster; konstruiere die Fügeverbindung mit einem CAD-Modell und beschreibe Vor- und Nachteile. Prüfzeichnungen mit Symbolen für Schraub-, Schweiß- und Lötverbindungen dienen dem Lesen technischer Unterlagen, nicht als eigenständige Ausführungsfreigabe.

Arbeits-, Gesundheits- und Umweltschutz sowie Digitalisierung

Gefährdungsbeurteilung vor Arbeitsbeginn

Vor Beginn eines Auftrags klärst du Zuständigkeiten, Unterweisung, Materialdaten, Maschine, Werkzeugzustand, Arbeitsumgebung und Notfallorganisation. Bohren: Werkstück in einer geeigneten Spannvorrichtung fixieren, Schutzbrille und vorhandene Schutzeinrichtungen nutzen, lange Haare sichern, eng anliegende Kleidung tragen und keine Handschuhe an rotierenden Bohrmaschinen tragen. Späne nie mit der Hand bei laufender Maschine entfernen; erst sicheren Stillstand herstellen und geeignete Hilfsmittel verwenden. Schleifen oder thermisches Trennen: zusätzliche Gefahr von Funken, Staub, Lärm und Brand; nur nach spezieller Unterweisung und Schutzmaßnahmen. Defekte oder manipulierte Schutzeinrichtungen führen zum Arbeitsstopp. Beachte die DGUV-Information 202-082, die DGUV-Regel 109-607, die DGUV-Information 209-002 und die konkrete Betriebs- und Herstelleranweisung.

Kunststoffstäube und Dämpfe: beim Sägen, Schleifen oder Erhitzen können Expositionen entstehen; Stoffdatenblatt, Gefährdungsbeurteilung, Absaugung und geeignete Entsorgung sind maßgeblich. PVC niemals zu Demonstrationszwecken erhitzen; Kunststoffe weder offen verbrennen noch unbeaufsichtigt schmelzen. Die aktuelle GefStoffV sowie die von der BAuA fortgeschriebene TRGS 900 liefern den fachlichen Rahmen. Persönliche Schutzausrüstung ist kein Ersatz für eine sichere technische und organisatorische Gestaltung des Arbeitsplatzes.

Nachhaltigkeit und digitale Dokumentation

Plane Zuschnitte so, dass möglichst wenig Restmaterial entsteht. Trenne Metallschrott nach betrieblichen Vorgaben von Kunststoffspänen; verschmutzte Hilfsstoffe und Kühlschmiermittel gehören in die zugelassenen Entsorgungswege. Vermeide unnötige Erwärmung, übermäßigen Werkzeugeinsatz und unkontrollierte Freisetzung von Kunststoffgranulat. Bei Ersatzteilen gilt: Reparieren und Wiederverwenden nur dann, wenn Materialeignung, Zustand und sicherheitsrelevante Freigabe nachgewiesen sind.

Nutze eine digitale Arbeitskarte mit Zeichnungsversionsnummer, Materialbezeichnung, Arbeitsschritten, Prüfkriterien, anonymen Messwerten und Datum. Ein Foto des Werkstücks kann die Qualität belegen; fotografiere keine Personen, Kennzeichen, Kundendaten oder interne Betriebsinformationen ohne Berechtigung. Speichere nur erforderliche Daten nach den Regeln des Ausbildungsbetriebs. CAD- oder Tabellenprogramme helfen beim Entwurf, der Toleranzrechnung und beim Vergleich von Materialalternativen; ein automatisch generierter Vorschlag bleibt fachlich zu prüfen.

Praxisfall: Demonstrationshalter aus Stahl und PE-HD

Auftrag, Zeichnungsdaten und Entscheidung

Eine Ausbildungswerkstatt benötigt ein nicht tragendes Modellteil zum Demonstrieren von Maßprüfung, Bohren, Entgraten und lösbarer Verbindung. Es darf nicht an einem laufenden Baugerät, einer Schutzeinrichtung oder einem tragenden Bauteil verwendet werden. Material: ein Stahlblechstreifen als Grundplatte, eine PE-HD-Schutzauflage und eine geeignete Schraubverbindung als Anschauungsmuster. Die Baugruppe bleibt im Lernraum.

Übungszeichnung (selbst festgelegte Angaben)	Soll und Zulässigkeit	Zweck
Grundplatte aus Stahl	Länge 120,0 ± 0,5 mm; Breite 40,0 ± 0,5 mm; Dicke 3 mm als Ausgangshalbzeug	stabile, gut prüfbare Demonstrationsprobe
Zwei Durchgangsbohrungen	Durchmesser 6,5 mm, Übungsgrenzen 6,3 bis 6,8 mm	Schraubdurchgang ohne Gewinde
Bohrungsmitten	auf Breitenmitte y = 20,0 mm; x = 15,0 mm und x = 105,0 mm ab einer Bezugskante	Abstand der Mitten 90,0 ± 0,5 mm
PE-HD-Auflage	30 × 40 × 4 mm als Zuschnitt; mittige Öffnung nach bestätigter Montagezeichnung	einfache Schutzauflage, kein tragendes Teil
Bearbeitete Kanten	gratfrei, handhabungssicher und ohne unzulässige Maßänderung	Verletzungs- und Beschädigungsrisiko vermindern

Die Zahlen sind synthetische Übungsdaten, keine DIN-Vorgabe und keine Fertigungsfreigabe. Bei fehlender konkreter Toleranz auf einer echten Zeichnung darfst du sie nicht eigenmächtig annehmen. Lege für den Modellfall die Bezugskanten eindeutig fest und skizziere Draufsicht und Seitenansicht mit korrekt gekennzeichneten Bohrungen.

Muster-Arbeitsplan und rechnerische Vorbereitung

Schritt	Arbeit / Kontrolle	Hilfsmittel und Schutz	Erwarteter Nachweis
Auftrag klären	Modellzweck, Maße, Materialkennzeichnung und Zeichnungsstand prüfen	Zeichnung, Stoffdatenblatt, Unterweisung	freigegebene Planungsunterlagen
Rohmaterial planen	Verschnitt minimieren und Werkstoff zuordnen	Zuschnittschema, Materialliste	Zuschnittskizze mit Menge
Maße übertragen	Bezugskante, Länge, Breite und Bohrungsmitten auf einer Papier- oder CAD-Vorlage markieren	Stahllineal, Winkel, CAD	bemaßte Skizze
Bearbeitung vorbereiten	Geeignete Werkzeuge, sichere Spanntechnik und Schutzmaßnahmen fachlich bestimmen	Gefährdungsbeurteilung, Betriebsanweisung, Herstellerangaben	unterschriebene Freigabe der Aufsicht für reale Praxis
Fertigen oder simulieren	Sägen, Nacharbeiten und Bohren nur unter autorisierter Aufsicht; alternativ Karton-/CAD-Modell	passende Einrichtung; kein eigenmächtiger Maschinenstart	Modellteil oder prüfbares Digitalmodell
Oberfläche und Montage	Grate kontrollieren; PE-HD-Auflage als unkritisches Anschauungsteil zuordnen	sicher gewählte Handwerkzeuge, Schraubmuster	sauber dargestellte lösbare Verbindung
Qualitätsprüfung	Abmessungen, Bohrabstände, Oberflächen und Dokumentation beurteilen	passender Messschieber, Sichtkontrolle, Protokoll	Ist-Soll-Tabelle und Prüfurteil

Rechenweg A – Mittenabstand: Die Bohrungsmitten liegen bei x1 = 15 mm und x2 = 105 mm. Also Abstand a = x2 − x1 = 90 mm. Bei der für das Modell festgelegten Toleranz ± 0,5 mm sind 89,5 bis 90,5 mm zulässig.

Rechenweg B – vereinfachtes Rohteilvolumen: V = 120 mm × 40 mm × 3 mm = 14.400 mm³ = 14,4 cm³. Bei rein beispielhaft angenommener Stahldichte 7,85 g/cm³ ergibt sich eine Rohteilmasse von 14,4 × 7,85 = 113,04 g vor Bohrungen und Materialabtrag. Der genaue Wert hängt von der tatsächlichen Dichte und den fertigen Abmessungen ab.

Rechenweg C – Bohrungsfläche: Für zwei kreisförmige Durchgangsbohrungen mit d = 6,5 mm beträgt die projizierte entfernte Fläche 2 × π × (6,5 mm / 2)² ≈ 66,37 mm². Einfache Flächenmodelle ersetzen keine Festigkeitsberechnung.

Prüfprotokoll und Bewertungsraster

Prüfkriterium	Sollbereich	Beispiel-Istwert	Musterentscheidung
Länge	119,5–120,5 mm	120,2 mm	innerhalb
Breite	39,5–40,5 mm	39,9 mm	innerhalb
Bohrungsmittenabstand	89,5–90,5 mm	90,3 mm	innerhalb
Bohrungsdurchmesser	6,3–6,8 mm	6,6 mm	innerhalb
Kanten	handhabungssicher, ohne fühlbare scharfe Grate	Sicht-/Tastkontrolle nur am stillstehenden, gesicherten Teil	gesondert protokollieren
Dokumentation	Zeichnung, Material, Prüfmethode, Datum und anonymisierte Messwerte vorhanden	im digitalen Modellprotokoll abgelegt	nachvollziehbar

Das Bewertungsraster beurteilt Lernen, nicht die Einsatzfähigkeit eines realen Bauteils:

Kompetenz	0 Punkte	1 Punkt	2 Punkte
Auftrag und Zeichnung	wesentliche Angaben fehlen	teilweise vollständig	vollständig, widerspruchsfrei und begründet
Werkstoff-/Werkzeugwahl	nicht geeignet	teilweise plausibel	werkstoff- und aufgabengerecht begründet
Sicherheit und Umwelt	erhebliche Gefährdungen ignoriert	einzelne Maßnahmen genannt	Risiko, sichere Alternative und Entsorgung berücksichtigt
Berechnungen und Prüfen	unplausibel oder fehlend	weitgehend richtig	mit Einheiten, Grenzen und Begründung korrekt
Dokumentation und Reflexion	kaum nachvollziehbar	lückenhaft	vollständig, datensparsam und verbesserungsorientiert

Auswertung: Maximal 10 Punkte. 9–10 = besonders sicher und nachvollziehbar begründet, 7–8 = überwiegend erfüllt, 5–6 = weitere Übung notwendig, 0–4 = Auftrag mit Betreuung wiederholen. Bei einem gravierenden Sicherheitsverstoß gilt der praktische Teil unabhängig von Punkten als nicht freigegeben. Häufige Fehler sind fehlende Bezugskante, falsch interpretierte Toleranzen, Bohren ohne sichere Spannung, ungeprüfte Werkstoffannahmen und ein Protokoll ohne Istwerte.

Interaktive Aufgaben

Hinweis: Beantworte die Fragen zunächst selbst. Prüfe unsichere Antworten an den Fachkapiteln und erstelle anschließend eine kurze persönliche Fehleranalyse. Die richtige Multiple-Choice-Antwort steht aus technischen Gründen im Quellformat jeweils zuerst; in der Lernansicht übernimmt MOOCwiki die Aufgabenpräsentation.

Quiz: Prüfe dein Wissen

Was beschreibt die Plastizität eines metallischen Werkstoffs? (Die Möglichkeit einer bleibenden Verformung) (!Die Fähigkeit alle Lasten ohne Änderung zu tragen) (!Den Widerstand gegen Rost allein) (!Eine stets rückgängig werdende Längenänderung)

Welche Werkstoffklasse lässt sich bei geeigneter Temperatur wiederholt erweichen und umformen? (Thermoplaste) (!Duroplaste) (!Keramiken) (!Ausgehärtete Epoxidharze)

Wozu dient das Maß 120,0 plusminus 0,5 Millimeter in der Übungszeichnung? (Es gibt den Nennwert und den zulässigen Maßbereich an) (!Es ist die Masse des Werkstücks in Gramm) (!Es beschreibt die Oberflächenrauheit) (!Es erlaubt jede Länge von 120 bis 125 Millimetern)

Welches Messmittel eignet sich zum Ermitteln eines Außenmaßes am Übungsblech? (Ein dafür geeigneter Messschieber) (!Eine einfache Gewindelehre) (!Ein Spannungsprüfer) (!Ein Körner)

Was ist beim Bohren an einer rotierenden Ständerbohrmaschine eine zentrale Schutzmaßnahme? (Das Werkstück sicher in einer geeigneten Vorrichtung einspannen) (!Das Werkstück während des Bohrens mit der Hand festhalten) (!Die Schutzvorrichtung für bessere Sicht entfernen) (!Handschuhe unmittelbar am rotierenden Bohrer tragen)

Wie groß ist der Abstand zweier Bohrungsmitten bei x gleich 15 und x gleich 105 Millimetern? (90 Millimeter) (!105 Millimeter) (!120 Millimeter) (!15 Millimeter)

Welche Verbindung kann für ein Unterrichtsmodell ohne Zerstörung grundsätzlich wieder gelöst werden? (Eine geeignete Schraubverbindung) (!Eine durchgehende Schweißnaht) (!Eine stoffschlüssige Lötverbindung) (!Eine ausgehärtete Klebefuge)

Welche Aussage zur Berechnung von Spannung ist richtig? (Spannung ergibt sich aus Kraft geteilt durch beanspruchte Querschnittsfläche) (!Spannung ist immer Kraft mal Länge) (!Spannung ist dasselbe wie die Werkstoffdichte) (!Spannung wird ausschließlich in Millimetern angegeben)

Wie gehst du bei unbekannter Werkstoffbezeichnung an einem sicherheitsrelevanten Bauteil vor? (Du stoppst die Bearbeitung und klärst Werkstoff und Freigabe fachlich) (!Du schätzt die Legierung anhand der Lackfarbe) (!Du verwendest ungeprüft einen beliebigen Ersatzwerkstoff) (!Du erhöhst sofort die Maschinendrehzahl)

Welche Maßnahme unterstützt nachhaltige und datensparsame Werkstattarbeit? (Zuschnittreste sortieren und nur notwendige anonymisierte Prüfdaten speichern) (!Alle Kunststoffspäne ohne Prüfung vermischen) (!Interne Kundendaten öffentlich in ein Lernvideo übertragen) (!Jede kleine Restplatte unabhängig vom Zustand wegwerfen)

Memory

Ordne den Fachbegriff der passenden Erklärung zu. Jeder Begriff und jede Definition kommen genau einmal vor.

Elastizität	Rückkehr in den Ausgangszustand nach Entlastung im geeigneten Bereich
Messschieber	Messgerät für Außenmaße und je nach Ausführung weitere Maße
Entgraten	Entfernen scharfer aufstehender Kantenreste
Duroplast	Stark vernetzter nach Aushärtung nicht wieder schmelzbarer Kunststoff
Passfeder	Maschinenelement zur Drehmomentübertragung bei geeigneter Welle-Nabe-Verbindung
Korrosion	Unerwünschte werkstoffverändernde Reaktion mit der Umgebung

Drag-and-drop

Ordne jeder Tätigkeit den passenden Arbeitsnachweis zu.

Passende Tätigkeit	Arbeitsnachweis
Zeichnung auswerten	Bemaßte Skizze mit klarer Bezugskante
Werkstoff auswählen	Materialliste mit begründeter Eignung
Gefährdungen beurteilen	Schutzmaßnahmen und Freigabe dokumentieren
Maßkontrolle durchführen	Tabelle aus Sollwerten und Istwerten
Reststoffe behandeln	Nach Werkstoff und Verschmutzung getrennte Entsorgungsliste

Kreuzworträtsel

Finde die passenden Fachwörter anhand der Beschreibungen.

Messschieber	Werkzeug zum Messen von Innen- und Außenmaßen
Entgraten	Entfernen von Graten nach einer Bearbeitung
Thermoplast	Kunststoffklasse mit wiederholter thermischer Formbarkeit
Bohrung	Zylindrisch hergestellte Öffnung im Bauteil
Elastomer	Kunststoffklasse mit großer elastischer Rückstellung
Korrosion	Veränderung eines Werkstoffs durch chemische oder elektrochemische Reaktionen

LearningApps

Suche zusätzliche Übungen zum Thema; die externe Suche ist kein geprüfter einzelner Lernstandstest.

Lückentext

Ergänze pro Satz genau einen fachlich passenden Begriff oder Messwert.

Beim Metallzuschnitt trennt eine geeignete Säge den Werkstoff durch

.

Der Vorgang zum Entfernen scharfer Kanten heißt

.

Für Außenmaße am Demonstrationsblech verwendest du einen

.

Wiederholt thermisch formbare Kunststoffe heißen

.

Eine dauerhaft elastisch rückstellende Kunststoffklasse heißt

.

Die Spannung berechnest du als Kraft geteilt durch die

.

Der Abstand von x gleich 15 bis x gleich 105 Millimetern beträgt

Millimeter.

Bei fehlender Maschinenfreigabe verwendest du statt Praxisbearbeitung eine

.

Zum Schutz persönlicher Informationen verwendest du im Prüfprotokoll

Werte.

Offene Aufgaben

Leicht

Werkstoffvergleich: Erstelle eine Übersicht mit Stahl, Aluminium, PE-HD und einem Elastomer. Notiere je zwei Merkmale, eine sinnvolle Nutzung und eine Grenze; begründe mindestens einen Vergleich.
Technische Zeichnung: Zeichne die Grundplatte des Praxisfalls mit zwei Ansichten und bemaße Länge, Breite, Bohrungsmitten und Bezugskanten. Gib alle Maße in Millimetern an.
Messmittel: Erstelle mit einem demonstrierten Messschieber eine bebilderte Anleitung zum Nullpunktcheck und zur Außenmaßmessung; benutze ausschließlich ein ungefährliches Musterstück.
Arbeitsschutz: Entwerfe für den Bohrarbeitsplatz eine übersichtliche Checkkarte mit fünf Risiken und jeweils einer wirksamen Schutzmaßnahme; die Maschine bleibt ausgeschaltet.

Standard

Fertigungsplanung: Plane den vollständigen Ablauf der Stahlgrundplatte mit Material, Werkzeugwahl, Verantwortung und Soll-Ist-Prüfung. Unterscheide schriftliche Planung und ausschließlich angeleitete Maschinenpraxis.
Toleranzrechnung: Rechne die Grenzmaße für Länge und Bohrungsabstand aus und beurteile vier selbst festgelegte, plausible Istwerte mit Einheit und Messunsicherheit.
Werkstoffprüfung: Vergleiche PE-HD, ein ausgehärtetes Epoxidharz und ein geeignetes Elastomer anhand von Datenblättern hinsichtlich Verformbarkeit, Temperatur und möglicher Schutzfunktion; dokumentiere die Quellen.
Kreislaufwirtschaft: Erstelle einen digitalen Zuschnittplan für drei Modellplatten und untersuche, wie Reststreifen, Metallspäne und Kunststoffreste getrennt gesammelt werden können.

Schwer

Werkstattprojekt: Produziere unter befugter Aufsicht eine ungefährliche Übungsprobe oder als Alternative ein maßhaltiges CAD-Modell des Praxisfalls. Dokumentiere Abweichungen, Foto ohne Personenbezug und Nacharbeit.
Verbindungstechnik: Vergleiche Schrauben, Nieten, Schweißen und Kleben für zwei fiktive Baugruppen. Begründe Reparierbarkeit, Werkstoffverträglichkeit, erforderliche Qualifikation und die Grenzen einer unzulässigen Eigenreparatur.
Spannungsdehnungsdiagramm: Erstelle aus einer vorgegebenen Modell-Messreihe ein sauber beschriftetes Diagramm und rechne Spannung und Dehnung für zwei Datenpunkte. Begründe, warum daraus keine Freigabe eines tragenden Baugerätteils folgt.
Digitales Qualitätsmanagement: Entwirf eine datensparsame Prüfvorlage mit Versionskontrolle, Grenzwerten, Messmitteln, Prüfschritten und Eskalation bei Abweichungen. Überprüfe sie anhand von zwei simulierten Fehlteilen und erläutere Verbesserungen.

Lernkontrolle

Auftragsanalyse: Erläutere für den Demonstrationshalter die Anforderungen, Gefährdungen, Materialoptionen und Prüfschritte und benenne drei Informationen, die vor einer realen Fertigung fehlen könnten.
Werkstoffentscheidung: Entscheide für ein fiktives bewegtes Kontaktteil zwischen ungeschütztem Stahl, Aluminium und PE-HD. Nenne Eigenschaften und Gründe, weshalb Herstellerangaben die Auswahl verändern können.
Berechnungen: Berechne zulässige Grenzwerte für 120,0 ± 0,5 mm und 90,0 ± 0,5 mm. Prüfe dann 120,7 mm und 89,8 mm und begründe beide Urteile.
Arbeits- und Gesundheitsschutz: Analysiere einen Fall, in dem beim Bohren ein loses Werkstück, lange Haare und Handschuhe vorkommen. Leite die erforderliche Unterbrechung, Sicherung und Unterweisung ab.
Fügeentscheidung: Vergleiche eine demontierbare Schraubverbindung und eine geschweißte Verbindung bei Wartungsarbeiten. Erkläre, welche Qualifikationen und Freigaben für die jeweilige Ausführung wichtig sind.
Prüfbericht: Entwerfe einen einseitigen anonymisierten Bericht, der Zeichnungsstand, Maße, Toleranzen, Messmittel, Material und Korrekturbedarf verständlich dokumentiert.

Lernnachweis

Dein Lernnachweis besteht aus einem Portfolio mit (a) Anforderungsanalyse, (b) Werkstoffvergleich einschließlich Datenblättern, (c) bemaßter Skizze mit Bezugskanten, (d) begründetem Arbeits- und Schutzplan, (e) CAD-Modell oder unter Aufsicht gefertigter ungefährlicher Probe, (f) mindestens vier nachvollziehbaren Soll-Ist-Messungen mit Grenzwertprüfung, (g) Recycling- und Datenschutzüberlegungen und (h) kurzer Reflexion über einen entdeckten Fehler sowie eine Verbesserung.

Kompetenzprüfung: Du kannst Unterschiede zwischen Eisen- und Nichteisenmetallen sowie Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren erklären; geeignete Trenn-, Füge- und Messverfahren auswählen; eine einfache Berechnung mit Einheiten durchführen; Abweichungen erkennen und die Arbeitsfreigabe bei Gefahren verweigern. Bewerte dich mit dem 10-Punkte-Raster des Praxisfalls und diskutiere auffällige Ergebnisse mit deiner Lehrkraft oder Ausbilderin. Belege nicht nur ein schönes Endprodukt, sondern auch sichere Planung und reproduzierbare Messung. Keine echten Kunden-, Betriebs- oder Schülerdaten hochladen.

OER und Wikipedia

Berufs- und Rechtsquellen (geprüfte Einstiegslinks; Stand der Recherche Oktober 2026):

BIBB – Berufsprofil Baugeräteführer/Baugeräteführerin, Rechtsgrundlagen und Rahmenlehrplan. Der BIBB-Eintrag nennt die Verordnung von 1997.
Ausbildungsrahmenplan – Anlage zu § 4 der Baugeräteführer-Ausbildungsverordnung. Die zeitlichen Richtwerte und Inhalte des Bereichs Metall/Kunststoff sind mit dem betrieblichen Plan abzugleichen.
KMK-Rahmenlehrplan von 1997, Lernfeld 4, Seite 5. Historische Unterrichtsplanung, keine automatische Übernahme veralteter Sicherheitsverfahren.
DGUV Information 202-082 – „Sicheres Arbeiten mit Metall“, Ausgabe 2023.
DGUV Regel 109-607 – Branche Metallbau. Schutzmaßnahmen im Kontext und aktuelle betriebliche Anwendung prüfen.
DGUV Information 209-002 – Schleifen. Nur fachlich freigegebene Anwendung.
BAuA – Hinweise zur Gefahrstoffverordnung in der Fassung Dezember 2025.
BAuA – TRGS 900, Arbeitsplatzgrenzwerte; Änderungen vor Anwendung erneut prüfen.
DIN Media – DIN EN ISO 129-1:2022-02, Bemaßungsgrundlagen, als aktuell geführt.
DIN Media – DIN EN ISO 286-1:2019-09, Toleranzen/Passungen, als aktuell geführt.
DIN Media – DIN EN ISO 6892-1:2020-06, Zugversuch, als aktuell geführt. Geschützte Normentexte werden hier nicht kopiert.
Hoffmann Group – ToolScout. Werkzeug- und werkstoffbezogene Schnittdaten als Hersteller-/Anbieterbeispiel; zusätzlich immer die konkrete Maschinenbetriebsanleitung und gültige Werkzeugdatenblätter nutzen.

Geprüfte deutschsprachige Lernmedien:

HubbS: Anzeichnen, Anreißen und Körnen, Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft; berufliche Lehrvideo-Ressource. Keine pauschale Nachnutzungserlaubnis behauptet.
HubbS: Ablesen des Nonius, involas, CC BY-SA 4.0, interaktives Video und alternative Übung.
Lehrvideo über Bohren im ersten Ausbildungsjahr, Kanal secret A; öffentliches Video, Urheberrechte beim Rechteinhaber.
Kunststoffklassen in der Werkstoffkunde, Kanal Nachhilfe Muenster; öffentliches Video, Urheberrechte beim Rechteinhaber.

Bild- und Grafiknachweise: Alle sechs nachstehenden Dateiseiten wurden hinsichtlich Dateiname, Urheber und Lizenz eingesehen. Bei Nachnutzung Lizenzbedingungen wie Namensnennung, Lizenzlink und gegebenenfalls Weitergabe unter gleichen Bedingungen beachten.

Eingebundene Commons-Datei	Original und Urheber	Lizenz und Nachweis
File:Bags of plastic granules.jpg	Cjp24, eigenes Foto	CC BY-SA 3.0
File:Polymer Chain - Thermoset.svg	Koh Wei Teck, eigene Grafik	Gemeinfrei laut Dateiseite
File:Vernier Caliper.jpg	Jeremyida002, eigenes Foto	CC BY-SA 4.0
File:Tool-hacksaw.jpg	Evan-Amos, eigenes Foto	Gemeinfrei laut Dateiseite
File:Drillpress.jpg	LHOON, Foto einer Säulenbohrmaschine	CC BY-SA 2.5
File:Deburring tool.jpg	Wizard191, eigenes Foto	CC BY-SA 3.0

Freier Hintergrundartikel: Der deutschsprachige Wikipedia-Artikel zum Zerspanen ist zur ergänzenden Begriffsklärung geeignet, ersetzt aber keine geltende Norm oder Unterweisung.

Weiterlesen: Kunststoff, Metallbearbeitung, Messschieber, Arbeitsschutz, Technische Zeichnung, Nachhaltigkeit.

Verknüpfte Lernbereiche

Der Stoff verbindet Werkstoffkunde, Technische Mechanik, Technische Zeichnung, Messtechnik, Fertigungstechnik, Qualitätssicherung, Arbeitssicherheit, Umweltschutz und Digitale Dokumentation. Folge den Schritten Planen – Ausführen beziehungsweise Simulieren – Prüfen – Reflektieren und nutze erkannte Fehler für eine verbesserte zweite Entwurfsfassung.

Ausbildung Baugeräteführer

aiMOOC-Projekte

Projekt 1 – Werkstoffdetektive: Vergleicht sichere Materialmuster und erstellt ein gemeinsames bebildertes Nachschlagewerk mit Werkstoffbezeichnung, Merkmalen, Funktion und Quellen.

Projekt 2 – Digitale Modellwerkstatt: Erstellt als Lerngruppe das CAD-Modell des Demonstrationshalters, eine anonyme Fertigungskarte und einen Recyclingplan. Prüft einander die bemaßten Zeichnungen und verbessert dokumentierte Abweichungen.

Projekt 3 – Sicherheit erklärt: Gestaltet eine eigene kleine Lernstation mit einer abgeschalteten Demonstrationsmaschine, Schutzkarten, Zuordnungsaufgaben und einem Kurzvideo ohne erkennbare Personen oder interne Betriebsinformationen. Führt keine gefährliche Praxis ohne befugte Aufsicht aus.