aiMOOC

Fachübungen 1 – Fertigen von Bauelementen mit handgeführten Werkzeugen - Metallbauer

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Einleitung

Dieser vollständige aiMOOC richtet sich an Auszubildende im Beruf Metallbauerin und Metallbauer im 1. Ausbildungsjahr. Du lernst, einen Fertigungsauftrag aus technischen Unterlagen abzuleiten, geeignete handgeführte Werkzeuge zu begründen, Werkstoffe und Mengen zu kalkulieren, Messwerte zu prüfen, Qualitätsfehler zu erklären und ein Fachgespräch zu führen. Lernfeld 1 heißt „Fertigen von Bauelementen mit handgeführten Werkzeugen“; im KMK-Rahmenlehrplan sind dafür 80 Unterrichtsstunden vorgesehen.

Ausbildungsbezug: Die veröffentlichte Ausbildungsordnung von 2008 und der BIBB-Berufssteckbrief beschreiben eine dreieinhalbjährige Ausbildung mit den Fachrichtungen Konstruktionstechnik, Metallgestaltung und Nutzfahrzeugbau. Dieses gemeinsame Grundlagenlernfeld ersetzt keine betriebliche Unterweisung, Gesellenprüfung oder kammerbezogene Ausbildungsinformation. Die Gesellenprüfung ist in zwei Teile gegliedert; konkrete Prüfungstermine, Gewichtungen und Originalaufgaben werden hier bewusst nicht behauptet.

Sicherheit und Datenschutz: Aufgaben, Kundenaufträge, Preise, Prüfergebnisse und Zeichnungen dieses Kurses sind synthetisch. Es gibt keine reale Maschinen- oder Fertigungsfreigabe. Praktische Arbeit mit Sägen, Feilen, Schlagwerkzeugen, Maschinen, Strom, Gefahrstoffen und sonstigen möglichen Gefährdungen darf ausschließlich nach betrieblicher Gefährdungsbeurteilung, Unterweisung und unter qualifizierter Anleitung erfolgen. Jede Aufgabe lässt sich als Bildschirm-, Tabellen- oder Papieraufgabe lösen. Verwende keine echten Kundendaten, realen Betriebspläne oder personenbezogenen Lernendendaten.

Fertigungsauftrag analysieren und technische Unterlagen lesen

Funktion, Einzelteilzeichnung und Stückliste

Ein Fertigungsauftrag beschreibt die Funktion und Qualitätsanforderung eines Bauteils. Die Technische Zeichnung vermittelt Geometrie, Ansichten, Maße, Toleranzen, Werkstoff und gegebenenfalls Oberflächenangaben. Eine Einzelteilzeichnung stellt die Eigenschaften eines Bauteils dar; eine Baugruppenzeichnung zeigt das Zusammenwirken verschiedener Teile. Die Stückliste nennt Benennung, Anzahl und Material. Vor Arbeitsbeginn klärst du, ob sich alle erforderlichen Maße, Bezugskanten und Vorgaben eindeutig erkennen lassen. Fehlende Angaben werden nicht geraten, sondern rückgefragt.

Unterrichtsmodell: Eine Anschlaglasche hat eine nominelle Länge von 100,0 mm, eine Breite von 30,0 mm und eine Materialdicke von 4,0 mm. Länge und Breite besitzen in diesem frei erfundenen Auftrag jeweils ±0,5 mm als ausdrücklich vereinbarte Einzel-Toleranz. Es wird keine allgemeine ISO-Toleranz ohne Zeichnungsangabe vorausgesetzt.

             100,0 mm
      <------------------->
      +-------------------+
      |                   |   30,0 mm
      |   Anschlaglasche  |
      +-------------------+
        Dicke: 4,0 mm
   Skizze nicht maßstäblich

Diese selbst erstellte Schemazeichnung erläutert die Aufgabenstellung, ist aber keine normgerechte Freigabezeichnung. Ein prüffähiges Musterarbeitsprodukt ergänzt Maßlinien, Ansichten, Materialangabe, Funktions- und Bezugskanten sowie Zeichnungskopf.

Maßeinheiten und Toleranzen

Wandle Zahlen vor der Rechnung in einheitliche Maße um: 1 cm = 10 mm, 1 cm² = 100 mm² und 1 cm³ = 1000 mm³. Bei einer Maßangabe von 100,0 ±0,5 mm beträgt der untere Grenzwert 100,0 − 0,5 = 99,5 mm und der obere Grenzwert 100,0 + 0,5 = 100,5 mm. Beide Grenzen gehören zum erlaubten Intervall. Werte von 99,4 oder 100,6 mm liegen rechnerisch außerhalb.

Typische Fehler: Eine Zahl ohne Maßeinheit zu notieren, cm mit mm zu vermischen, eine Toleranz nur nach oben zu berücksichtigen, einen gemessenen Grenzwert ohne Beachtung der Messunsicherheit unmittelbar freizugeben oder die Nenndicke eines Halbzeugs ohne Nachweis als exaktes Istmaß anzunehmen.

Technische Kommunikation am Beispiel
Dokument	Leitfrage	Nachweis im Lernportfolio
Auftragsbeschreibung	Welche Funktion muss die Lasche erfüllen?	kurzer funktionaler Satz
Einzelteilzeichnung	Welche Fertigmaße gelten?	maßbezeichnete Zeichnung
Stückliste	Wie viele Teile und Ausgangsprofile werden benötigt?	Anzahl und Werkstoff
Arbeitsplan	Welche Schritte und Prüfungen sind sinnvoll?	Reihenfolge mit Sicherheitsgrenzen
Prüfprotokoll	Stimmen Soll und Ist überein?	Tabelle und begründete Entscheidung

Vollständige Handlung als Regelkreis

Die Arbeit lässt sich in Informieren → Planen → Entscheiden → unter qualifizierter Aufsicht Ausführen → Kontrollieren → Bewerten gliedern. Im Unterricht erfolgt die Durchführung ersatzweise virtuell oder als dokumentierte, von einer Fachperson geleitete Übung. Entdeckte Maß- oder Funktionsfehler fließen zurück in Planung und Entscheidung. Gute Dokumentation zeigt nicht nur, was getan wurde, sondern warum ein Arbeitsschritt fachlich sinnvoll war.

Werkstoffe, Halbzeuge, Materialbedarf und Nachhaltigkeit

Werkstoffgruppen erkennen

Stahl ist ein eisenbasierter Werkstoff, der bei gewöhnlichen Baustählen je nach Anwendung Korrosionsschutz erfordern kann. Aluminium hat eine geringere Dichte als Stahl; mechanische Eigenschaften hängen von der Legierung und dem Zustand ab. Messing ist eine Kupferlegierung. Technische Kunststoffe verhalten sich bei Wärme, Beanspruchung und Bearbeitung je nach Sorte anders als Metalle. Eine fachliche Wahl bewertet Funktion, Belastung, Umgebung, Kosten, Bearbeitbarkeit und Recyclingmöglichkeiten. Eine bloß geringere Masse begründet für sich allein keine Eignung.

Halbzeug nennt man vorgefertigtes Ausgangsmaterial, etwa Flachstahl, Winkelprofil, Rundstab oder Blech. Die Angaben „Flachstahl 30 × 4 mm“ bezeichnen die Profilabmessungen; eine gewünschte Stücklänge ist zusätzlich festzulegen. Normteile wie Schrauben werden dagegen nach definierten Standards hergestellt. Reale Werkstoffbezeichnungen, Lieferbedingungen und erforderliche Prüfnachweise müssen auf tatsächlich vorliegenden Unterlagen beruhen.

Werkstoffauswahl für den theoretischen Bauteilauftrag
Werkstoff	mögliche Eigenschaft	fachliche Rückfrage
unlegierter Baustahl	üblicher Konstruktionswerkstoff	welcher Korrosionsschutz ist vorgesehen?
Aluminiumlegierung	niedrigere Dichte	trägt die konkrete Legierung die geforderte Last?
Messing	Kupferlegierung	ist die Werkstoffwahl technisch und wirtschaftlich begründet?
Kunststoff	nichtmetallisch, sortenabhängig	sind Temperatur und Belastung verträglich?

Zuschnitt, Schnittfuge und Materialausnutzung

Beim Sägen wird ein Teil des Werkstoffs als Schnittfuge entfernt. Das Mussmaß wird deshalb nicht einfach mit der Stückzahl multipliziert, wenn jede Abtrennung eigenen Verlust verursacht. Modellannahme: Aus einem 900-mm-Stab werden acht Laschen zu 100 mm mit je 1,2 mm Schnittfuge je vollständig abgetrenntem Teil geplant. Benötigte Länge: 8 × (100 + 1,2) = 809,6 mm; Rest: 900 − 809,6 = 90,4 mm. Neun Teilstücke benötigen 9 × 101,2 = 910,8 mm und sind nicht möglich. In der wirklichen Fertigung können Aufmaße, Spannbereiche und weitere Verluste hinzukommen. Die Modellrechnung ist somit keine Zuschnittfreigabe.

Datendiagramm zum Materialfluss, eigener Modellansatz
Materialanteil	Länge	Anteil	schematischer Balken
Nutzlängen	800,0 mm	88,89 %	██████████████████
Trennfugen	9,6 mm	1,07 %	▏
nutzbarer oder zu verwertender Rest	90,4 mm	10,04 %	██

Die Balken sind nur anschaulich und nicht maßstäblich. Eine sinnvolle Materialstrategie prüft zuerst, ob ein Reststück für ein anderes geeignetes Bauteil verwendet werden kann. Fremde Metallarten und Betriebsabfälle werden nicht wahllos gemischt, sondern nach örtlichen Betriebsregeln getrennt.

Volumen, Dichte und Masse

Für rechteckigen Flachstahl gilt V = Länge × Breite × Dicke. Die Fertiglasche besitzt V = 100 × 30 × 4 = 12 000 mm³ = 12 cm³. Für die Übungsrechnung mit angenommener Stahldichte ρ = 7,85 g/cm³ ergibt sich m = ρ × V = 7,85 × 12 = 94,2 g je fertiger Lasche. Acht Idealteile ergeben 753,6 g. Der 900-mm-Ausgangsstab hat dagegen 900 × 30 × 4 = 108 000 mm³ = 108 cm³ und damit 847,8 g = 0,8478 kg. Die bezogene Rohmaterialmenge ist für die Einkaufskosten ausschlaggebend. Du musst angeben, ob du Roh- oder Fertigmasse berechnest.

Fehlerdiagnose: Die Verwechslung von 12 000 mm³ und 12 000 cm³ würde die Masse um den Faktor 1000 verfälschen. Ebenso darfst du Kilogramm und Gramm beim Multiplizieren mit einem Preis in €/kg nicht durcheinanderbringen.

Handwerkzeuge fachgerecht auswählen und Abläufe erklären

Werkstück halten, markieren und bearbeiten

Für einen einfachen handgeführten Prozess kommen nach fachlicher Prüfung unter anderem Schraubstock, Handmetallsäge, eine Handfeile mit intaktem Heft, Maßstab, Anschlagwinkel und Messschieber infrage. Ein Schraubstock hält das Werkstück; geeignete Schonbacken können Oberflächen schonen. Anreißen bedeutet, eine Bearbeitungsmarkierung auf das Werkstück zu übertragen. Körnen setzt eine kleine Vertiefung als Positionierhilfe, beispielsweise vor Bohrarbeiten. Die Modelllasche besitzt kein Loch, daher wird für sie kein Körnen benötigt.

Werkbankschraubstock; Hannes Grobe, CC BY 3.0. Siehe Mediennachweis.

Körner als Beispiel eines Schlagwerkzeugs; Luke Milburn, CC BY 2.0. Keine Anleitung zur unüberwachten Verwendung.

Die reale Verwendung von Spann- und Schlagwerkzeugen erfordert geeigneten Arbeitsplatz, Unterweisung, sichere Werkstücklage und fachkundige Beurteilung. Dieser Kurs legt keine konkreten Arbeitsfreigaben fest. Fehlende oder ungeeignete Schutzausrüstung, unkontrollierte Späne, scharfe Kanten oder beschädigte Werkzeuge begründen das Abbrechen einer praktischen Übung und Rücksprache mit der betreuenden Fachperson.

Sägen und Schnittqualität

Eine Handmetallsäge trägt Werkstoff mit den Zähnen eines Sägeblattes ab. Die Auswahl geeigneter Zahnteilung, das korrekte Einspannen des Werkstücks und die sichere Werkzeugführung wirken sich auf Ergebnis und Gefahren aus. Schnittfuge und mögliche Bearbeitungszugaben werden bereits bei der Planung berücksichtigt. Ist eine Trennfläche schief, sind mögliche Ursachen ein falsch übertragener Anriss, unpassender Werkstückhalt oder ein ungeeigneter Werkzeugzustand; ohne Beobachtung lässt sich keine einzelne Ursache beweisen.

Schematische Bügelsäge, Pearson Scott Foresman, gemeinfrei.

Detail eines Metallsägeblatts, Rhetos, CC0 1.0.

Feilen: Schruppen, Schlichten und Entgraten

Eine Handfeile trägt Material mit vielen kleinen Schneiden ab. Schruppen bezeichnet gröberen Abtrag; Schlichten dient dem kontrollierten Erreichen von Endmaß und Oberflächeneigenschaft. Beim Entgraten werden störende scharfe Materialreste beseitigt, ohne Funktionskanten unkontrolliert zu verändern. In jeder Nachbearbeitung musst du prüfen, ob noch genügend Material für das geforderte Endmaß vorhanden ist. Ein bereits zu kurzes Werkstück lässt sich durch zusätzliches Feilen nicht verlängern.

Feilen und Raspel im Vergleich, Michaelkurek011, CC BY-SA 4.0. Eine Raspel ist keine passende Metallfeile.

Video: Svens Werkstube „Die Feile – Aufbau und Nutzung – Metall richtig feilen“. Verifizierter Videoverweis; Nutzungsrechte verbleiben beim Anbieter.

Weiteres frei lizenziertes Fachmedium: HubbS: Grundlagen Feilen – Schruppen und Schlichten von involas Institut für berufliche Bildung, Arbeitsmarkt- und Sozialpolitik GmbH, CC BY-SA 4.0. Der Lernfilm führt die Begriffe vor; eine praktische Nachahmung ist allein qualifiziert angeleitet zulässig.

Typische Fehler: Mit beschädigtem Feilenheft arbeiten, Maßkontrollen auslassen, Gratfreiheit mit beliebig starkem Abrunden gleichsetzen oder nach einer Abweichung ohne Ursachenanalyse weiter abtragen. Lernziel ist nicht ein möglichst schneller Werkzeuggebrauch, sondern ein begründeter, sicherer und überprüfbarer Plan.

Messmittel, Prüfprotokolle und Qualitätsregelkreis

Messen, Lehren und Prüfen unterscheiden

Beim Messen ermittelst du eine Größe als Zahlenwert; beim Lehren vergleichst du mit einer festen Grenze oder Form; beim Prüfen beurteilst du, ob das Werkstück eine Vorgabe erfüllt. Der Messschieber kann abhängig von Bauart und Messbereich Außen-, Innen- und Tiefenmaße ermitteln. Für die Beurteilung einer rechten Ecke ist ein geeigneter Winkel relevant. Vor einer Messung prüfst du Nullstellung, Sauberkeit, Messflächen und Eignung des Messmittels. Eine Anzeige mit vielen Nachkommastellen bedeutet nicht automatisch eine entsprechend geringe Messunsicherheit.

Messschieber, Ulfbastel, gemeinfrei.

Schematische Darstellung eines Messschiebers, Pearson Scott Foresman, gemeinfrei.

Frei nutzbare Fachvideos zur theoretischen Vertiefung: Handhabung des Messschiebers und Ablesen des Nonius, involas, jeweils CC BY-SA 4.0. Die konkrete Geräteeignung richtet sich nach Messaufgabe und Prüfmittelangaben, nicht allein nach dem Video.

Grenzwertentscheidung dokumentieren

Das vorgegebene Längenmaß 100,0 ±0,5 mm erlaubt rechnerisch 99,5 bis 100,5 mm. Ein Istwert von 100,5 mm liegt an der Grenze, 100,6 mm darüber. Bei grenznahen Messungen müssen Messunsicherheit und gegebenenfalls betriebliche Entscheidungsregeln berücksichtigt werden. Ein korrektes Einzelmaß bedeutet noch keine Gesamtfreigabe, wenn zum Beispiel Rechtwinkligkeit oder Gratfreiheit nicht erfüllt sind.

Synthetische Teilprüfung
Merkmal	Soll	Ist	Aussage
Länge	99,5 bis 100,5 mm	100,2 mm	im Zahlenintervall
Breite	29,5 bis 30,5 mm	30,1 mm	im Zahlenintervall
Rechtwinkligkeit	gemäß Zeichnung und Prüfvorgabe	auffälliger Lichtspalt	Klärung notwendig
Gratfreiheit	nach Auftragsanforderung	scharfer Grat sichtbar	nicht erfüllt

Fehlerbaum und Rückmeldung

Prüfe Ursachen systematisch: fehlerhafte Zeichnungsinterpretation → ungenauer Anriss → Schnittfuge falsch geplant → ungeeigneter Werkzeugzustand → zu viel Materialabtrag → unpassende Messmethode. Das ist eine Liste von möglichen, nicht bewiesenen Ursachen. Für jede Hypothese werden Beobachtung, Prüfmethode und präventive Maßnahme benannt. Unklare oder sicherheitsrelevante Abweichungen werden nicht durch unautorisiertes Weiterarbeiten „repariert“. Sie sind zu dokumentieren und qualifiziert zu beurteilen.

Vollständiger Modellfall: acht Anschlaglaschen

Synthetischer Fertigungsauftrag M-01

Für eine rein virtuelle, nicht belastete Übungsbaugruppe sollen acht rechteckige Anschlaglaschen aus einem 900 mm langen Flachstahl 30 × 4 mm geplant werden. Jede Lasche soll 100,0 ±0,5 mm lang und 30,0 ±0,5 mm breit sowie nach gesonderter Vorgabe gratfrei sein. Die Rechtwinkligkeit ist ein separates Prüfmerkmal. Das Modell enthält weder Bohrung noch Schweißung und keine reale Maschinenfreigabe.

Arbeitsprodukt 1 – Auftragsanalyse: acht Fertigteile, Ausgangsmaterial ein 900-mm-Flachstahl, Zielmaß 100,0 × 30,0 mm bei Nennmaterialdicke 4 mm, Toleranzen, funktionale Anforderungen, mögliche Risiken und offene Vorgaben. Arbeitsprodukt 2 – Ablaufplan: Auftrag lesen, Zeichnung/Abmessungen kontrollieren, Werkstoff- und Werkzeugwahl begründen, Schnittfugen und Kosten kalkulieren, unter qualifizierter Aufsicht real bearbeiten oder digital simulieren, Soll-Ist-Vergleich vornehmen und Fehlerauswertung dokumentieren.

Musterlösung A: Zuschnitt und Masse

Modellannahme: je abgetrenntem Teil 1,2 mm Schnittfugenverlust; keine weiteren Bearbeitungs- oder Spannzugaben. Längenbedarf: 8 × (100,0 + 1,2) = 809,6 mm. Rest: 900,0 − 809,6 = 90,4 mm. Neun Teile wären bei 9 × 101,2 = 910,8 mm unmöglich; der Modellplan erlaubt höchstens acht. Für den Materialnachweis darf der Rest nicht mit bereits verbrauchter Schnittfugenlänge verwechselt werden.

Masse einer Lasche: 100 × 30 × 4 = 12 000 mm³ = 12 cm³; mit angenommener Dichte 7,85 g/cm³ ergibt dies 94,2 g. Fertigmasse aller acht Laschen: 8 × 94,2 = 753,6 g. Rohstabmasse: 900 × 30 × 4 / 1000 = 108 cm³; 108 × 7,85 = 847,8 g oder 0,8478 kg. Bei der Kostenermittlung wird die Rohstabmasse angesetzt, nicht nur die fertige Nutzmasse.

Musterlösung B: vollständige fiktive Vorkalkulation

Unterrichtsannahmen: Rohmaterial 3,50 €/kg, betriebliche Arbeitskosten als fiktiver Rechensatz 36,00 €/h, Rüstzeit 4 min, Arbeitszeit 12 min je Bauteil, Werkzeugpauschale 2,40 €, Hilfsmittelpauschale 1,60 €. Alle Werte sind erfunden, keine Marktpreise.

Muster-Kostenrechnung, didaktisch
Position	Rechenweg	Betrag
Material	0,8478 kg × 3,50 €/kg = 2,9673 €	2,97 €
Arbeit	(4 + 8 × 12) min = 100 min; 100/60 × 36 €/h	60,00 €
Werkzeuganteil	fiktive Pauschale	2,40 €
Hilfsmittelanteil	fiktive Pauschale	1,60 €
Gesamt	2,97 + 60,00 + 2,40 + 1,60	66,97 €

Pro geplantes Bauteil entspricht dies 66,97 / 8 = 8,37125 €, auf Cent gerundet 8,37 €. Bei Ausschuss und Nacharbeit steigen die tatsächlichen Kosten pro akzeptiertem Teil, wenn zusätzliche Aufwände anfallen. Das Beispiel erlaubt keine Aussage über einen echten Angebotspreis.

Musterlösung C: Messdaten und Nacharbeit

Acht fiktive Längenmessungen stehen zur Bewertung an. Der erlaubte Bereich ist 99,5 bis 100,5 mm einschließlich der Grenzen:

Synthetisches Prüfprotokoll, nur Länge
Bauteil	Istwert	Erster Befund	weitere Planung
A	100,2 mm	innerhalb	weitere Merkmale prüfen
B	99,8 mm	innerhalb	weitere Merkmale prüfen
C	100,6 mm	Übermaß	mögliche Nacharbeit unter Aufsicht beurteilen
D	99,7 mm	innerhalb	weitere Merkmale prüfen
E	100,0 mm	innerhalb	weitere Merkmale prüfen
F	99,4 mm	Untermaß	nicht durch weiteres Abtragen verlängerbar
G	100,1 mm	innerhalb	weitere Merkmale prüfen
H	100,3 mm	innerhalb	weitere Merkmale prüfen

Erstprüfquote der Länge: 6 / 8 × 100 % = 75 %. Falls eine fachlich genehmigte theoretische Nacharbeit an C auf 100,2 mm gelingt, wären 7 / 8 Längen innerhalb, das sind 87,5 %. Teil F bleibt zu kurz. Selbst die sieben passenden Längen sind noch nicht automatisch als Gesamtbauteile akzeptiert: Breite, Rechtwinkligkeit und Gratfreiheit sind zusätzlich nachzuweisen. Werden die bisherigen 66,97 € hilfsweise auf sieben längenbezogen akzeptierte Teile verteilt, ergibt sich 66,97 / 7 ≈ 9,57 € je Teil, ohne Zusatzkosten der Nacharbeit und Ersatzbeschaffung. Die Zahl ist lediglich eine Kennzahl, kein endgültiger Verkaufspreis.

Fachliches Bewertungsraster und Transfer

Bewertungsraster für das Modellportfolio, 100 Punkte
Fachkriterium	Punkte	Erwartete Leistung
Auftrag und technische Unterlagen	15	Maße, Funktion, Bezugskanten, Toleranzen eindeutig erfasst
Material, Stückzahl und Masse	15	809,6 mm, 90,4 mm, 0,8478 kg mit Einheiten richtig begründet
Werkzeug- und Sicherheitsplanung	20	Werkzeugwahl passend, tatsächliche Arbeit nur beaufsichtigt
Qualitätsprüfung und Fehlerdiagnose	25	75 % Erstprüfquote, Unter- und Übermaß sachgerecht beurteilt
Prüfprotokoll und Fachkommunikation	15	nachvollziehbarer Soll-Ist-Vergleich, offene Merkmale benannt
Kosten, Ressourceneinsatz und Reflexion	10	66,97 € begründet; Ausschuss und Restmaterial bewertet
Gesamt	100	vollständige Lernleistung

Qualitäts- und Sicherheitsregel: Eine gute Punktzahl ersetzt niemals eine technische oder betriebliche Freigabe. Das Raster bewertet die fachliche Planung. Für den Transfer ändere die Schnittfuge von 1,2 auf 2,0 mm: Acht 100-mm-Teile beanspruchen 816 mm, Rest 84 mm. Erhöhe die Einzelstücklänge auf 110 mm: Mit 1,2-mm-Schnittfuge entstehen 889,6 mm Bedarf und 10,4 mm Rest; mit 2,0 mm ergibt sich 896 mm Bedarf und 4 mm Rest. All diese Varianten sind rechnerische Simulationen ohne zusätzliche Zuschnittzugaben.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste dein Wissen

Welche Reihenfolge kennzeichnet eine vollständige berufliche Handlung? (Auftrag analysieren, planen, kontrolliert ausführen, prüfen und bewerten) (!Sofort sägen, danach Maße schätzen) (!Ausschließlich Stückkosten ermitteln) (!Nur die Werkzeugliste abschreiben)

Rückmeldung: Alle Handlungsschritte greifen ineinander; Prüfergebnisse verändern gegebenenfalls die Planung.

Welche Unterlage listet die Anzahl gleicher Einzelteile auf? (Stückliste) (!Feilenkarte) (!Sicherheitsplakat) (!Prüfmittelausweis)

Rückmeldung: Die Stückliste enthält Positionen und Mengen; ein Prüfprotokoll enthält dagegen Ergebnisse.

Welche Längengrenzen gelten bei 100,0 mm plus minus 0,5 mm? (99,5 mm bis 100,5 mm) (!99,0 mm bis 101,0 mm) (!100,5 mm bis 101,5 mm) (!98,0 mm bis 99,0 mm)

Rückmeldung: Du subtrahierst beziehungsweise addierst 0,5 mm zum Nennmaß.

Welches Volumen hat ein Bauteil mit 100 mm mal 30 mm mal 4 mm? (12 Kubikzentimeter) (!120 Kubikzentimeter) (!1200 Kubikzentimeter) (!1,2 Kubikzentimeter)

Rückmeldung: Die Rechnung ergibt 12000 Kubikmillimeter, entsprechend 12 Kubikzentimeter.

Was ist eine Schnittfuge? (Der beim Trennen abgetragene Materialbereich) (!Die Materialdicke nach dem Lackieren) (!Die Messunsicherheit eines Messschiebers) (!Der Spalt zwischen zwei fertigen Schrauben)

Rückmeldung: Die Säge nimmt Material weg, weshalb der Schnittverlust bei der Zuschnittplanung zu berücksichtigen ist.

Wofür wird ein Schraubstock bei einer Handarbeit geplant? (Zum geeigneten Festhalten des Werkstücks) (!Zum Ersetzen der Unterweisung) (!Zum automatischen Bestimmen des Materialpreises) (!Zum präzisen Ablesen eines Nonius)

Rückmeldung: Das Spannmittel kann Werkstücke halten; seine sichere Verwendung muss zuvor beurteilt werden.

Was bedeutet Schlichten beim Feilen? (Kontrollierte Endbearbeitung auf Maß und Oberfläche) (!Möglichst großer Materialabtrag ohne Kontrolle) (!Markieren von Bohrungsmittelpunkten) (!Transport der fertigen Teile)

Rückmeldung: Schlichten ist die feine Endbearbeitung und erfordert die fortlaufende Prüfung des Ergebnisses.

Was ist vor einer Messung mit dem Messschieber fachlich geboten? (Nullstellung und Eignung des Messmittels prüfen) (!Alle Anzeigen ohne Einheit notieren) (!Jeden Messwert ungeprüft aufrunden) (!Jede Formprüfung durch eine Längenmessung ersetzen)

Rückmeldung: Nur ein geeignetes, korrekt verwendetes Messmittel ermöglicht eine belastbare Beurteilung.

Wie viele 100-mm-Teile ergeben sich modellhaft aus 900 mm bei 1,2 mm Verlust je Teil? (Acht Teile) (!Neun Teile) (!Zehn Teile) (!Elf Teile)

Rückmeldung: Acht brauchen 809,6 mm, neun 910,8 mm und passen daher nicht in den Stab.

Welche Aussage gilt für einen zu kurz bearbeiteten Rohling? (Weitere spanende Bearbeitung macht ihn nicht länger) (!Feilen verlängert Metall beliebig) (!Ein glatter Grat macht das Untermaß zulässig) (!Der Zeichnungswert darf ohne Nachweis geändert werden)

Rückmeldung: Bei Untermaß musst du fachlich über Ersatz oder andere Verwendung entscheiden lassen.

Memory

Ordne die Fachbegriffe den eindeutigen Erklärungen zu.

Schnittfuge	Materialverlust beim Trennen mit einem Sägeblatt
Stückliste	Übersicht von Bauteilen und ihren benötigten Mengen
Schlichten	Feinbearbeitung auf geforderte Maße und Oberfläche
Messschieber	Messmittel für geeignete Innen-, Außen- und Tiefenmaße
Halbzeug	Vorprodukt wie Flachstahl oder Winkelprofil
Prüfprotokoll	Dokumentation von Soll, Ist und Ergebnis

Drag-and-drop

Ordne jeder Fachhandlung die richtige Beschreibung zu.

Passender Begriff	Beschreibung
Auftragsanalyse	Anforderung und Maße aus Unterlagen klären
Anreißen	Bearbeitungsmarkierung auf die Oberfläche übertragen
Sägen	Einen Werkstoff mit Spanabtrag trennen
Entgraten	Störende scharfe Kantenreste entfernen
Prüfen	Ein Ergebnis mit festgelegten Kriterien vergleichen

Kreuzworträtsel

Sechs Fachwörter; jede Lösung besteht aus genau einem Wort.

Messschieber	Welches verschiebbare Prüfmittel dient zur Maßermittlung?
Feile	Welches Handwerkzeug trägt Werkstoff mit kleinen Schneiden ab?
Bügelsäge	Welche Handsäge hat ein in einen Rahmen gespanntes Blatt?
Körner	Welches Schlagwerkzeug setzt eine kleine Markierung in Metall?
Toleranz	Wie heißt der erlaubte Bereich einer Maßabweichung?
Schraubstock	Welches Bankwerkzeug hält das Werkstück zwischen Backen?

LearningApps

Die thematische LearningApps-Suche liefert zusätzliche Aufgaben verschiedener Anbieter. Die einzelnen Suchtreffer sind nicht Bestandteil der fachlichen Kursprüfung.

Lückentext

Ergänze die entscheidenden Fachbegriffe. Pro Satz ist nur eine Lücke auszufüllen.

Eine technische

beschreibt Form und Maße eines Bauteils.

Die erforderlichen Mengen nennt die

.

Flachstahl wird als vorgefertigtes

beschafft.

Die

verursacht Materialverlust beim Sägen.

Mit einer

kannst du einen Werkstoff von Hand fein bearbeiten.

Die feine Endbearbeitung heißt

.

Mit dem

misst du geeignete Außen- oder Innenmaße.

Eine zulässige Maßabweichung wird durch die

begrenzt.

Im

vergleichst du Sollwert und Istwert.

Arbeitskosten hängen von Zeit und

ab.

Offene Aufgaben

Du bearbeitest jeweils vier Aufgaben auf drei Niveaus und dokumentierst Rechenwege und Entscheidungen. Alle Aufträge können vollständig als virtuelle oder schriftliche Aufgaben gelöst werden.

Leicht

Aufgabe 1 – Skizze: Beschrifte eine selbst gezeichnete Lasche mit 100 × 30 × 4 mm und trage die vorgegebenen Maßgrenzen ein. Musterprodukt: bemaßte Skizze.
Aufgabe 2 – Mengen: Erstelle für acht synthetische Anschlaglaschen und ihren Ausgangsstab eine übersichtliche Stückliste. Musterprodukt: Tabelle.
Aufgabe 3 – Werkzeugzuordnung: Erkläre schriftlich Aufgabe und je ein Sicherheitskriterium von Schraubstock, Metallsäge, Feile und Anschlagwinkel. Musterprodukt: vier Lernkarten.
Aufgabe 4 – Einheiten: Berechne Volumen und Masse einer 100 × 30 × 4 mm großen Stahl-Modelllasche bei 7,85 g/cm³. Musterprodukt: Rechenblatt.

Standard

Aufgabe 5 – Arbeitsfolge: Entwickle einen sicheren, rein theoretischen Arbeits- und Prüfplan mit Informations-, Planungs-, Kontroll- und Dokumentationsschritt. Musterprodukt: Ablaufdiagramm.
Aufgabe 6 – Materialwahl: Vergleiche Stahl und Aluminium unter den Kriterien Masse, Korrosion, Bearbeitung und Kosten; begründe eine bedingte Wahl. Musterprodukt: Entscheidungstabelle.
Aufgabe 7 – Messdaten: Prüfe die acht Messwerte A bis H aus dem Modellfall mit den angegebenen Toleranzen; ermittle die Erstprüfquote. Musterprodukt: Protokoll.
Aufgabe 8 – Vorkalkulation: Rechne 0,8478 kg Rohmaterial zu 3,50 €/kg, 100 min zu 36 €/h und die beiden Pauschalen zu 2,40 und 1,60 € nach. Musterprodukt: Kostenblatt.

Schwer

Aufgabe 9 – Fehlerbaum: Erstelle zu einem schiefen Trennschnitt drei überprüfbare Fehlerhypothesen und ordne ihnen Nachweise und Präventionsideen zu. Musterprodukt: Ursachenmatrix.
Aufgabe 10 – Zuschnittvarianten: Vergleiche die vier Fälle aus 100 oder 110 mm Stücklänge mit 1,2 oder 2,0 mm Schnittverlust je Teil; benenne Grenzen des Modells. Musterprodukt: Variantentabelle.
Aufgabe 11 – Nacharbeit: Beurteile die hypothetischen Teile C und F, unterscheide mögliche Nacharbeit und Untermaß und beziehe Messunsicherheit und weitere Qualitätsmerkmale ein. Musterprodukt: begründete Stellungnahme.
Aufgabe 12 – Optimierung: Entwickle zwei alternative Beschaffungs- oder Reststückkonzepte und untersuche Kosten, Nutzmaterial, Ressourcen und Sicherheitsaspekte. Musterprodukt: Fachbericht.

Musterlösungen und Bewertungskriterien

Aufgabe	Musterlösung oder Kernbefund	Bewertungskriterium
1	100 × 30 × 4 mm; Länge 99,5 bis 100,5 mm	vollständige Maße und Einheiten
2	acht Soll-Laschen und ein 900-mm-Rohstab	Mengen und Fertig- sowie Rohmaterial unterschieden
3	Schraubstock hält, Säge trennt, Feile trägt Späne ab, Winkel prüft	Unterweisung und sicherer Werkzeugzustand benannt
4	12 000 mm³ = 12 cm³; 94,2 g	Umrechnung und Dichteformel belegt
5	informieren, planen, qualifiziert beaufsichtigt ausführen oder simulieren, prüfen, bewerten	Sicherheitsgrenzen und Rückkopplung vorhanden
6	stoffspezifische Unterschiede, keine pauschale Eignung	Entscheidung an Einsatzbedingungen gebunden
7	A, B, D, E, G, H im Bereich; C zu lang, F zu kurz; 75 %	grenzwertgerechter Soll-Ist-Vergleich
8	2,97 + 60,00 + 2,40 + 1,60 = 66,97 €	Rohstabmasse und Stunden korrekt verwendet
9	Anriss, Spannlage, Werkzeugzustand jeweils mit Prüfnachweis	Ursachen sind überprüfbare Hypothesen
10	Restlängen 90,4; 84,0; 10,4; 4,0 mm	vier Rechenfälle, ohne reale Zusatzverluste
11	C potenziell nacharbeitbar, F durch Abtrag nicht verlängerbar	Messunsicherheit und vollständige Qualitätsprüfung angesprochen
12	Restmaterialnutzung und passende Beschaffung fachlich verglichen	nachvollziehbarer Aufwand, Zielkonflikte und Grenzen

Fachliche Maßstäbe: Im leichten Niveau zählen richtige Bezeichnungen und Einheiten; im Standardniveau Rechenwege, nachvollziehbare Entscheidungen und Vollständigkeit; im schweren Niveau Varianten, Fehlerdiagnose, dokumentierte Annahmen und sicherer Transfer. Reine Zahlenergebnisse ohne Herleitung sind für die schwereren Aufgaben nicht ausreichend.

Lernkontrolle

Hier folgen sechs zusätzliche Anwendungs- und Transferaufgaben, die nicht zu den zwölf offenen Aufgaben gezählt werden.

Lernkontrolle 1: Eine Länge beträgt 100,5 mm. Warum liegt sie mathematisch im Intervall und was bleibt messtechnisch zu klären? Muster: inklusive obere Grenze; Messunsicherheit und Prüfentscheidung beachten.
Lernkontrolle 2: Reichen 800 mm Stab für acht 100-mm-Stücke mit 1,2-mm-Schnittverlust je Teil? Muster: Nein, 809,6 mm Bedarf, 9,6 mm Fehlmenge.
Lernkontrolle 3: Berechne Volumen und Modellmasse für 50 × 20 × 4 mm Stahl bei 7,85 g/cm³. Muster: 4 cm³ und 31,4 g.
Lernkontrolle 4: Die Länge passt, aber ein scharfer Grat ist dokumentiert. Warum darf keine vollständige Qualitätsfreigabe erfolgen? Muster: unabhängiges Qualitätsmerkmal nicht erfüllt.
Lernkontrolle 5: Der fiktive Auftrag benötigt 20 weitere Arbeitsminuten. Wie steigen die Arbeitskosten bei 36 €/h? Muster: 20/60 × 36 = 12,00 € Mehrkosten.
Lernkontrolle 6: Wie entscheidest du, ob ein synthetisches 90,4-mm-Reststück wiederverwendet wird? Muster: Maße, Material, Bedarf, Funktionsanforderung und Sicherheit dokumentiert prüfen.

Lernnachweis

Dein vollständiges Portfolio enthält Auftragsanalyse, eine bemaßte Skizze, Stückliste, geplante Werkzeugauswahl, Arbeitsschutzbegründung, Material- und Volumenrechnung, Zuschnittplan mit Verlusten, Kostenrechnung, Prüfprotokoll, Fehlerbaum und eine begründete Alternative. Ein simuliertes berufliches Fachgespräch lässt dich erklären: Warum ist eine Zeichnung vor dem Fertigen nötig? Warum darf ein zu kurzes Teil nicht weiter auf Länge gefeilt werden? Weshalb werden Materialabfall und Ausschuss in der Kalkulation berücksichtigt? Was unterscheidet eine mathematisch zulässige Länge von der Freigabe eines gesamten Werkstücks?

Bewertung in drei Stufen: Leicht: Fachbegriffe und Einheiten sicher anwenden; Standard: vollständigen Auftrag planen, berechnen und überprüfen; Schwer: Alternativen, Unsicherheiten, Fehlerursachen und Wirtschaftlichkeit fachlich bewerten. Es werden keine echten Schülerinnen-, Schüler-, Beschäftigten- oder Kundendaten erhoben. Der Online-Lernnachweis ersetzt weder eine qualifizierte praktische Einweisung noch eine echte Betriebsfreigabe.

OER und Wikipedia

Geprüfte Grundlagen und Rechtsquellen, Recherche 28.10.2026:

KMK-Rahmenlehrplan für den Beruf Metallbauer/Metallbauerin, Beschluss 14.05.2002, Lernfeld 1 mit 80 Stunden.
BIBB: Metallbauer/Metallbauerin – Konstruktionstechnik, Grundlagen des Ausbildungsberufs und Rechtsgrundlage.
Metallbauer-Ausbildungsverordnung vom 25. Juli 2008, veröffentlichte Regelung in jeweils geltender Fassung.
Landesbildungsserver Baden-Württemberg: Metall, weiteres fachliches Unterrichtsmaterial mit je eigenen Nutzungsbedingungen.
HubbS: Feilen – Schruppen und Schlichten, HubbS: Handhabung Messschieber und HubbS: Nonius, Herausgeber beziehungsweise Urheber involas Institut für berufliche Bildung, Arbeitsmarkt- und Sozialpolitik GmbH, jeweils CC BY-SA 4.0.

Nachweis der sieben tatsächlich eingebundenen Wikimedia-Commons-Bilder:

eingebundene Datei	Urheber	Rechte	Quelle
File:Schraubstock-gruen hg.JPG	Hannes Grobe	CC BY 3.0	Dateiseite · Lizenz
File:Centre Punch.jpg	Luke Milburn	CC BY 2.0	Dateiseite · Lizenz
File:Hacksaw (PSF).png	Pearson Scott Foresman	gemeinfrei	Dateiseite
File:Sägezähne (Metallsäge).jpg	Rhetos	CC0 1.0	Dateiseite · Erklärung
File:Hand files and rasps.jpg	Michaelkurek011	CC BY-SA 4.0	Dateiseite · Lizenz
File:Messschieber2.jpg	Ulfbastel	gemeinfrei	Dateiseite
File:Vernier Caliper (PSF).png	Pearson Scott Foresman	gemeinfrei	Dateiseite

Videoquelle und Rechte: Svens Werkstube – Die Feile ist ein verifizierter, thematisch geeigneter Film. Er ist lediglich eingebettet; eine offene Lizenz wird nicht behauptet. Die ergänzenden HubbS-Lernfilme sind nach ihren jeweiligen Quellseiten CC BY-SA 4.0 und werden verlinkt. Freie Nachnutzung: Eigene Texte, synthetische Zahlen und eigene Tabellen dieses aiMOOC stehen zur OER-Nutzung unter CC BY-SA 4.0; Rechte Dritter an Bildern, Videos, Quellen und Marken bleiben unberührt. Für die Nachnutzung fremder Werke sind jeweilige Urheberangaben und Lizenzbedingungen zu beachten.

Weiterführender Artikel: Metallsäge zur Einordnung der handgeführten Metallsäge.