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Herstellen von Bauteilen durch Zerspanen - Technischer Modellbauer - LF 1

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Einleitung

Wie wird aus einem Rohling ein maßhaltiges Bauteil für ein technisches Modell, eine Lehre oder eine Vorrichtung? Im Lernfeld 1 „Herstellen von Bauteilen durch Zerspanen“ lernst du, einen berufstypischen Fertigungsauftrag vollständig zu bearbeiten: Informationen beschaffen – planen – begründet entscheiden – sicher ausführen – prüfen – verbessern – dokumentieren und präsentieren. Das Lernfeld ist im KMK-Rahmenlehrplan für das 1. Ausbildungsjahr mit 80 Unterrichtsstunden ausgewiesen. Du bearbeitest Metall, Kunststoff und Holzwerkstoffe mit handgeführten Werkzeugen und geeigneten Maschinen. Die angegebenen Lernziele schließen Zeichnungen, CAD, Berechnungen, Normen, Arbeitsschutz und ökologische Gesichtspunkte ein.

Wichtig zur Einordnung (Stand: Oktober 2026): Die beim BIBB dargestellte Ausbildungsordnung für Technische Modellbauerinnen und Modellbauer von 2009 in geänderter Fassung gilt noch bis 31. Juli 2027; eine neu geordnete Ausbildung tritt am 1. August 2027 in Kraft. Dieser Kurs erschließt ausdrücklich das genannte KMK-Lernfeld 1 des Rahmenlehrplans von 2009. Maßgeblich für deine konkrete Ausbildung bleiben der betriebliche Ausbildungsplan, der gültige Landeslehrplan, die zuständige Handwerkskammer oder Industrie- und Handelskammer sowie die jeweils einschlägigen Übergangsregelungen. Dieser Kurs ist keine amtliche Prüfung oder Zulassung.

Sicherheitsrahmen: Sägen, Bohren, Senken, Reiben, Meißeln und maschinelles Schleifen sind nur nach Unterweisung, Gefährdungsbeurteilung und unter befugter Aufsicht am dafür freigegebenen Arbeitsplatz durchzuführen. Als sichere Alternative dienen CAD, Papiermodelle, Simulationen und die Auswertung bereits gefertigter Muster. Der folgende Übungsauftrag verwendet nur erfundene Daten.

KMK-Rahmenlehrplan, Lernfeld 1, gedruckte Seite 10 · BIBB: aktuell geltendes Berufsprofil · BIBB: Neuordnung ab 2027

Auftrag und technische Unterlagen verstehen

Auftrag analysieren und Anforderungen festlegen

Ein Fertigungsauftrag benennt Funktion, Stückzahl, Material, Form, zulässige Maßabweichungen, Oberfläche, Lieferzeit und Prüfnachweise. Ein Halbzeug ist beispielsweise eine Platte, ein Profil oder eine Leiste, aus dem ein Bauteil gefertigt wird. Ein Normteil ist ein standardisiertes zugekauftes Teil; seine Eigenschaften sind nicht frei zu erfinden. Beginne mit der Frage: Welche Merkmale sind für die Funktion unverzichtbar und welche darfst du selbst entscheiden?

Beispiel: Für eine fiktive Montagelehre wird eine rechteckige Platte mit einer Durchgangsbohrung benötigt. Die Bohrung muss gegenüber zwei Bezugskanten liegen; die Platte darf keine scharfen Grate aufweisen. Ein schönes Aussehen allein reicht nicht: Entscheidend sind Funktion, Lage, Sicherheit und dokumentierte Maße. Unklare Angaben werden vor Arbeitsbeginn mit der auftraggebenden Person geklärt – nicht geraten.

Zeichnungen, CAD und englischsprachige Angaben

Einzelteilzeichnung = die Maße und Anforderungen eines Teils; Gesamtzeichnung = das Zusammenwirken mehrerer Teile; Stückliste = Bauteilbezeichnungen, Mengen, Werkstoffe und ggf. Normteile. Eine Technische Zeichnung enthält Ansichten, Maßlinien, Durchmesserzeichen, Hinweise zu Kanten, Toleranzen und Oberflächen. Prüfe Maßstab und Einheit: Eine Bildschirmdarstellung im Maßstab 2:1 bedeutet nicht, dass die Fertigmaße verdoppelt werden dürfen. Eine CAD-Datei erlaubt eine 2D-/3D-Ansicht, ersetzt aber nicht die freigegebenen Maß- und Prüfanforderungen.

Einfaches Fachenglisch aus Datenblättern: overall length = Gesamtlänge, width = Breite, thickness = Dicke, through hole = Durchgangsbohrung, deburr = entgraten, surface finish = Oberflächenbeschaffenheit, tolerance = Toleranz. Übersetze den Sinn anhand der Zeichnung, nicht nur Wort für Wort. Sichere die freigegebene Zeichnungsrevision und dokumentiere Änderungen mit Datum; verwende im Unterricht nur anonymisierte oder selbst erstellte CAD-Dateien.

Maße, Toleranzen und Oberflächen richtig deuten

Ein Nennmaß ist der vorgegebene Wert; die Toleranz begrenzt zulässige Abweichungen. Beispiel: 60,0 ± 0,5 mm ergibt 59,5 bis 60,5 mm (beide Grenzen eingeschlossen). Für eine Bohrung Ø6,0 +0,2/0 mm gilt 6,0 bis 6,2 mm. Die hier genannten Werte sind didaktisch festgelegte Einzelmaße, keine pauschale Allgemeintoleranztabelle. Wird keine Toleranz angegeben, darfst du nicht eigenständig eine inzwischen eventuell veraltete Normfassung unterstellen: Zeichnungslegende, Vertragsunterlagen und gültige Normausgaben abgleichen.

Oberflächenangaben beschreiben beispielsweise zugelassene Rauheit und Bearbeitung; sie entscheiden über Passung, Haptik und Funktion. Die konkrete Kennzahl und Prüfweise müssen zur Zeichnung passen. Die aktuelle Normenreihe Geometrische Produktspezifikation DIN EN ISO 21920 behandelt Profil-Oberflächenangaben, ersetzt aber nicht die Einweisung in die betriebliche Zeichnungspraxis. Typischer Fehler: bloß „glatt“ zu schreiben, ohne zu wissen, welche funktionsrelevante Fläche geprüft werden muss.

Arbeitsplan und digitale Hilfsmittel

Ein Arbeitsplan enthält jeweils Arbeitsgang, Zielmaß, Werkzeug, Spann-/Hilfsmittel, Schutzmaßnahme, Qualitätskontrolle und Dokumentationsort. Eine Tabellenkalkulation oder ein CAD-Arbeitsblatt kann Reihenfolgen, Mengen, Materialausnutzung und Prüfprotokolle strukturieren. Beachte Versionskennzeichen, Zugriffsrechte und Datensparsamkeit. Digitale Daten dürfen nicht ohne Freigabe in öffentliche KI-Dienste hochgeladen werden; trainiere hier mit synthetischen Maßen und Dateien.

Werkstoffe und Zerspanungsverfahren auswählen

Was beim Zerspanen passiert

Zerspanen ist das gezielte Trennen von Material: Schneiden oder Schleifkörner lösen Späne, während die gewünschte Form entsteht. Bei Sägen, Feilen, Bohren und Reiben wirken Schneiden; beim Schleifen viele kleine, geometrisch unbestimmte Schneiden. Maß, Grat, Oberflächenqualität, Spanbildung und Werkzeugverschleiß hängen von Werkstoff, Werkzeug, Spannung, Bewegung und Bearbeitungsparametern ab. Handbearbeitung kann wirtschaftlicher sein als aufwendiges Maschineneinrichten – besonders bei Einzelstücken.

Vier Werkstoffgruppen im Modellbau

Werkstoff	Typische Eigenschaft	Auswahl- und Schutzfrage
Eisenmetalle, z. B. unlegierter Stahl	vergleichsweise hohe Festigkeit; die Bearbeitung kann größere Kräfte und Werkzeugverschleiß verursachen	Welche Werkzeuggeometrie und Bearbeitbarkeit sind laut Datenblatt zulässig?
Nichteisenmetalle, z. B. Aluminiumlegierung	häufig geringe Dichte; unter ungeeigneten Bedingungen kann Material an der Schneide haften	Wie vermeidet man Gratbildung und nutzt geeignete Schneidwerkstoffe?
Kunststoffe, z. B. PMMA oder POM	wärme- und teils kerbempfindlich; manche Sorten neigen zu Schmelzen oder Reißen	Welche Absaugung, Werkzeuge und Herstellerhinweise gelten für das konkrete Polymer?
Holz und Holzwerkstoffe	faser- oder lagenabhängiges Verhalten; Staubemissionen möglich	Welche Faser-/Plattenrichtung und welche wirksame Absaugung sind erforderlich?

Werkstoffentscheidungen beruhen nicht nur auf Härte: Dichte, Kosten, Feuchteverhalten, Stabilität, Wiederverwendbarkeit und Entsorgungsweg gehören dazu. Beim Modellbau können wiederverwendbare Reststücke für eine Spann- oder Prüflehre geeigneter sein als neue Rohlinge. Die Holz- und Kunststoffbearbeitung erfordert jeweils passende Staub- und Emissionsschutzmaßnahmen.

Von der Geometrie zum Verfahren

Für gerade Außenkanten kann Sägen mit Feilzugabe sinnvoll sein; für ein genaues Außenmaß folgt Feilen/Abrichten; für zylindrische Durchgangslöcher Bohren; für eine Schraubenkopfsenkung Senken; für erhöhte Bohrungsgenauigkeit gegebenenfalls Reiben nach geeignetem Vorbohren; für definierte Oberflächen Schleifen mit geeignetem Verfahren. Meißeln im Metall oder Stemmen im Holz kann Material lokal abtragen, wenn Material und Geometrie dies erlauben. Alle Schritte sind abhängig vom betrieblichen Sicherheitskonzept und der geforderten Qualität.

Verfahrensentscheidung als Vergleich: Ein Einzelstück aus 8-mm-Aluminiumplatte soll auf Länge gebracht werden. Hand-Sägen mit anschließender Feilbearbeitung braucht wenig Rüstaufwand, erzeugt aber Handarbeit und Maßstreuung. Eine maschinelle Trennlösung könnte bei großen Stückzahlen sinnvoller sein, erfordert jedoch Freigabe, Einweisung und geeignete Schutzmaßnahmen. Entscheide nach Toleranz, Oberfläche, Losgröße, Materialverbrauch und Sicherheitsaufwand – nicht allein nach Geschwindigkeit.

Metallbügelsäge als Beispiel für ein handgeführtes Trennwerkzeug; Quelle und Lizenz siehe Mediennachweise.

Feile zur kontrollierten Nachbearbeitung von Kanten und Flächen.

Hilfsstoffe und Nachhaltigkeit

Hilfsstoffe sind u. a. Reinigungsmedien, geeignete Schmier- oder Kühlmittel und Oberflächenhilfen. Sie sind kein Standardrezept: Eignung, Dosierung, Hautschutz und Entsorgung ergeben sich aus Herstelleranleitung, Sicherheitsdatenblatt und Gefährdungsbeurteilung. Wo es technisch sicher möglich ist, helfen sparsame Mengen, sortenreine Spansammlung und materialeffiziente Zuschnitte. Das Kreislaufprinzip lautet: vermeiden – weiterverwenden – stofflich verwerten – fachgerecht entsorgen. Vermische belastete Späne oder Kühlschmierstoffe nicht mit sauberem Wertstoffmaterial.

Werkzeuge, Maschinen und Bearbeitungsabläufe

Anreißen, Sägen, Feilen, Meißeln und Abrichten

Beim Anreißen wird die Form aus einer Zeichnung auf das Werkstück übertragen; Bezugskanten und eine eindeutige Bemaßung verhindern Kettenfehler. Ein Körnerpunkt kann die Bohrungsposition markieren, wenn dies für Material und Verfahren vorgesehen ist. Beim Sägen lässt man Bearbeitungszugabe, damit Feilen oder Abrichten das Zielmaß ermöglicht; eine negative Zugabe lässt sich nicht anfeilen. Beim Feilen muss die Feile einen festen, unbeschädigten Griff besitzen und das Werkstück sicher gespannt sein. Beim Meißeln beziehungsweise Stemmen gelten spezielle Werkzeug-, Splitter- und Schutzregeln, die vorab geschult werden. Abrichten bedeutet eine plane und/oder winklige Bezugsfläche herstellen; beim Holz erfolgt das mit geeigneten Hand- oder zugelassenen Maschinenverfahren.

Fehleranalyse: Wird nur von nacheinander angezeichneten Kanten gemessen, addieren sich Fehler. Nutze stattdessen eine festgelegte Referenzkante; messe vor dem finalen Abtrag an mehreren Positionen. Bei schiefen Flächen sollte nicht nur „weitergefeilt“, sondern die Spann- und Messsituation kontrolliert werden.

Darstellung eines Feilenaufbaus: fester Griff und intaktes Werkzeug sind Grundvoraussetzungen.

Video: Anreißen und Körnen, HubbS / Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft – beobachte die Übertragung der Maße aus einer Zeichnung; führe die dargestellten Handlungen nur beaufsichtigt aus.

Bohren, Senken und Reiben

Bohren erzeugt eine Bohrung, Senken bearbeitet deren Eintrittsbereich, beispielsweise als Entgratung oder für einen Schraubenkopf, und Reiben kann eine zuvor hergestellte Bohrung auf ein genaueres Maß und eine bessere Oberfläche bringen. Nicht jeder Bohrer oder Senker ist für jedes Material geeignet. Die Verfahrensfolge hängt von Werkstoff, gewünschtem Durchmesser, Toleranz und der bereitgestellten Maschine ab. Prüfe beim Senken, ob kegelförmiges Senken oder zylindrisches Plansenken gefordert ist; die beiden Formen sind nicht gleich.

Perspektivdarstellung eines Spiralbohrers als geometrische Lernhilfe.

Links/rechts dargestellte Senkformen im Schnitt unterscheiden: Anforderung der Zeichnung beachten.

Deutschsprachiges Fachvideo zum Senken, HubbS – frei ansehbar, aber nicht als frei lizenziert ausgewiesen. Keine ungeprüfte Weiterverbreitung des Videos.

Scheiben-, Band- und Schwingschleifen

Scheibenschleifen nutzt ein rotierendes Schleifmittel, Bandschleifen ein umlaufendes Schleifband, Schwingschleifen schwingende Schleifbewegungen. Geeignete Kornart und Körnung, Werkstofffreigabe, abgesicherte Auflage, Staubabsaugung und Prüfziel sind zu bestimmen; falscher Anpressdruck kann Überhitzung, Maßverlust und gefährliche Einzugsstellen verursachen. Maschinenschleifen ist keine einfache Alternative, um fehlende Ausbildung zu umgehen. Für die Simulation reichen papierbasierte Oberflächenvergleiche, Fotos von Musterteilen und Messprotokolle.

Werkstückspannung und Werkzeugprüfung

Vor jedem Maschinenarbeitsgang wird beurteilt, wie das Werkstück gegen Verrutschen, Mitdrehen oder Herausschleudern gesichert ist. Die passende Spannvorrichtung ist arbeitsplatz- und maschinenspezifisch; niemals mit der Hand ein lose liegendes Werkstück gegen eine rotierende Schneide halten. Prüfe Werkzeugzustand, Betriebsanleitung, Schutzvorrichtungen und zugelassenen Arbeitsbereich. Bei Defekt oder unklarer Situation Maschine nicht einschalten, sondern die Aufsicht informieren. Ein sauberer Arbeitsplatz und klar getrennte Zuständigkeiten gehören zum Arbeitsplan.

Technologische Größen nachvollziehbar berechnen

Maße, Volumen, Dichte und Masse

Für einen rechteckigen Rohling gilt V = l · b · h. Eine Durchgangsbohrung entfernt näherungsweise das Zylindervolumen V_B = π · d² · h / 4; Fasen und Grate werden bei einer einfachen Massenrechnung vernachlässigt. Die Masse ist m = ρ · V. Achte auf einheitliche Maßeinheiten: 1 cm³ = 1 000 mm³; die Dichte einer Beispiel-Aluminiumlegierung kann für eine Überschlagsrechnung mit 2,70 g/cm³ angesetzt werden – der echte Wert ist aus der Werkstoffspezifikation zu übernehmen.

Beispielrechnung für einen Übungsrohling: Platte 60 mm × 40 mm × 8 mm, Durchgangsbohrung Ø6 mm. V_Rechteck = 60 · 40 · 8 = 19 200 mm³. V_Bohrung = 3,1416 · 6² · 8 / 4 = 226,2 mm³. Nettovolumen = 18 973,8 mm³ = 18,9738 cm³. Masse näherungsweise = 18,9738 · 2,70 = 51,23 g. Ein reales Teil weicht durch Fasen, Werkstoffdichte und Fertigungsabweichungen leicht ab. Typischer Fehler: Millimeter-Werte direkt mit einer Dichte in g/cm³ multiplizieren.

Schnittgeschwindigkeit und Umdrehungsfrequenz

Die Schnittgeschwindigkeit v_c ist die Umfangsgeschwindigkeit der Schneide, meist in m/min. Mit Werkzeugdurchmesser d in mm und Drehzahl n in min⁻¹ gilt näherungsweise v_c = π · d · n / 1000, umgestellt n = 1000 · v_c / (π · d). Rechenbeispiel ausschließlich für ein Simulationsblatt: Für einen angenommenen theoretischen Wert v_c = 18 m/min und d = 6 mm ergibt sich n = 18 000 / (3,1416 · 6) = rund 955 min⁻¹. Das ist kein Bedienwert und keine Freigabe für eine reale Bohrmaschine. Tatsächliche Schnittwerte müssen aus dem Hersteller-Datenblatt für Werkzeug und Werkstoff, aus der Maschine und aus der Gefährdungsbeurteilung gewählt werden.

Plausibilitätscheck: Wird bei gleichem v_c der Werkzeugdurchmesser verdoppelt, halbiert sich n. Häufige Fehler sind falsche Umrechnung m zu mm, das Verwechseln von Vorschub und Drehzahl und die Annahme, jeder Werkstoff vertrage denselben Wert.

Kraft, Weg und mechanische Arbeit

Für eine didaktische Kraftrechnung gilt bei gegebener Kraft und Verschiebung in Kraftrichtung W = F · s. Drückt eine geeignete Vorrichtung ein ruhendes Prüfstück mit 120 N über 0,02 m, beträgt die idealisierte Arbeit 2,4 J. Das beschreibt keine tatsächlich benötigte Bohr- oder Schnittkraft; diese hängt zusätzlich von Material, Spanquerschnitt, Reibung und vielen weiteren Größen ab. Ein gemessener oder vom Hersteller freigegebener Kraftwert darf nicht ohne Begründung aus einem anderen Verfahren übertragen werden. In einer sicheren Übung kann Kraft mit einem freigegebenen Federkraftmesser an einem nicht schneidenden Modell dargestellt werden.

Sicherheit, Prüfung und Prozessverbesserung

Gefährdungen vor dem Start beurteilen

Gefährdung bezeichnet eine mögliche Schadensquelle wie rotierende Werkzeuge, scharfe Späne, Lärm, Staub, elektrischer Strom, heiße Oberflächen oder Gefahrstoffe. Schutzmaßnahme ist zum Beispiel technische Abschirmung, Absaugung, sichere Spannung, organisatorische Unterweisung oder passende persönliche Schutzausrüstung. Das STOP-Prinzip priorisiert Substitution, technische, organisatorische und personenbezogene Schutzmaßnahmen. Die Aufsicht entscheidet anhand der Gefährdungsbeurteilung und der Maschine, was freigegeben ist.

Bei Bohr- und anderen rotierenden Arbeiten: Schutzbrille, keine Handschuhe im Einzugsbereich, Haare sichern, Schmuck ablegen, passende Kleidung. Späne niemals bei laufender Maschine entfernen; dazu Maschine sicher stillsetzen und geeignete Hilfsmittel verwenden. Handschuhe können dagegen bei geeigneten ruhenden Handhabungs- und Transporttätigkeiten nach Gefährdungsbeurteilung erforderlich sein. Die BGHM-Praxishilfe „Arbeiten mit Handbohrmaschinen“ und die DGUV Information 209-066 bilden weiterführende Quellen; sie ersetzen weder die aktuelle Betriebsanweisung noch den konkreten Maschinentyp.

BGHM Arbeitsschutz Kompakt 011 · DGUV Information 209-066 · Betriebssicherheitsverordnung

Prüfen, Messen, Bewerten

Prüfen heißt festzustellen, ob ein Merkmal erfüllt ist; Messen liefert einen Zahlenwert. Ein Messschieber kann Außen-, Innen- und Tiefenmaße erfassen; ein Anschlagwinkel kontrolliert die Rechtwinkligkeit. Für höhere Anforderungen kommen fachgerecht gewählte Lehren, Messgeräte und Oberflächenmessverfahren hinzu. Messunsicherheit und Auflösung müssen zur Toleranz passen; eine Digitalanzeige mit vielen Nachkommastellen ist kein Beweis für die tatsächliche Genauigkeit. Wiederholte Messungen und saubere Messflächen verhindern Scheingenauigkeit.

Nonius eines Messschiebers: im Bild ist 3,58 mm angezeigt; die Ablesung ist zu begründen.

Deutschsprachiges Fachvideo „Messen mit Messschiebern – Häufige Fehler und wie sie sich vermeiden lassen“, DICTUM GmbH (2021). Beobachtungsauftrag: Nenne zwei Messfehler und eine Gegenmaßnahme. Das Video ist nicht als freie Lizenz ausgewiesen.

Offenes interaktives Erklärvideo zur Nonius-Ablesung, involas, CC BY-SA 4.0

Rückmeldung, Nacharbeit und Datenschutz

Erstelle eine Prüftabelle mit Merkmal, Soll, Untergrenze, Obergrenze, Ist, Messmittel und Entscheidung. Bei einer Abweichung zuerst Ursache klären: falscher Nullpunkt, Grat am Messort, schräg gespanntes Teil oder fehlerhafte Zeichnungsrevision? Nacharbeit ist nur sinnvoll, wenn Material und Toleranzen sie erlauben. Ein übermäßig abgetragenes Maß lässt sich nicht durch weiteres Feilen retten. Gute Dokumentation benennt die Abweichung und die genehmigte Entscheidung; sie verschweigt Ausschuss nicht. Zeige auf Fotos möglichst nur Werkstück und freigegebene Werkzeuge – keine Personen, Kundenpläne, Seriennummern oder personenbezogenen betrieblichen Informationen.

Praxisfall: Montageplatte für eine Modellbaulehre

Synthetischer Auftrag und überprüfbares Ergebnis

Auftrag: Für eine fiktive Montagelehre soll eine kleine rechteckige Aluminiumplatte hergestellt oder sicher simuliert werden. Stückzahl: 1; Endmaß 60,0 ±0,5 mm × 40,0 ±0,5 mm × 8,0 ±0,3 mm. Die einzige Durchgangsbohrung hat Ø6,0 bis Ø6,2 mm; ihr Mittelpunkt liegt 15,0 ±0,5 mm von der linken und 20,0 ±0,5 mm von der unteren Bezugskante. Beide Bezugskanten müssen nach der freigegebenen Unterrichtsvorgabe rechtwinklig sein; scharfe Grate sind unzulässig. Die Materialangabe „Aluminium, für die konkrete Bearbeitung freigegebene Legierung“ wird erst im Betrieb anhand des Datenblatts präzisiert. Diese Toleranzen sind nur für diesen Übungsfall definiert.

Rohteilplanung: Ausgangsplatte beispielsweise 64 × 44 × 8 mm, sofern der Betrieb die tatsächlich verfügbare Dicke und Bearbeitungszugabe prüft. Je Außenkante stehen bei zentrischem Abtrag theoretisch 2 mm Zugabe zur Verfügung. Für die Übung kann die Zeichnung in einem lokalen CAD-Programm erstellt und eine Pappschablone im Maßstab 1:1 gefertigt werden. Alle gefährlichen Arbeitsschritte an Metall bleiben der unterwiesenen Ausbildungsperson und einem beaufsichtigten Arbeitsplatz vorbehalten.

Arbeitsplan für Realfertigung oder Simulation

Arbeitsgang	Fachliche Entscheidung und Hilfsmittel	Prüfbarer Zwischenstand und Sicherheit
1 Auftrag lesen	Skizze und freigegebene Zeichnung erstellen; Bezugskanten, Toleranzen und Stückliste festlegen	Zeichnungsrevision und fünf Sollmaße nachvollziehbar; ausschließlich synthetische Daten
2 Werkstoff und Rohling wählen	Zulässige Aluminiumlegierung, Plattenhalbzeug und Werkzeuge anhand Betriebsunterlagen auswählen	Materialquelle, Reststücknutzung und Bearbeitungszugabe begründen
3 Bezugsflächen vorbereiten	Kanten anreißen; Säge- und Feilarbeit bzw. Pappsimulation planen	Länge, Breite und Winkel kontrollieren; reales Werkstück sicher spannen
4 Bohrung festlegen	Mittelpunkt von den Bezugskanten anreißen; geeignetes Bohrverfahren und Spannmittel wählen	Lage vor dem Bohren prüfen; Maschine nur unter befugter Aufsicht
5 Bohrung bearbeiten	Bohrung und erforderliches Entgraten/Senken nach Freigabe durchführen oder digital simulieren	Durchmesser und Lage dokumentieren; keine Späne bei laufender Maschine entfernen
6 Fertigteil prüfen	Messschieber, Winkel und ggf. geeignete Lehre nutzen; Sichtprüfung	Soll-Ist-Tabelle vollständig, Abweichungen und Entscheidungen erklärt
7 Auftrag abschließen	Arbeitsplatz und Restmaterial ordnen; Kurzpräsentation und Version der Dateien sichern	Zeichnung, Arbeitsplan, Rechenblatt, Prüfprotokoll und Reflexion abgeben

Stückliste (Beispiel): eine Aluminiumplatte (Halbzeug), keine montierten Normteile, gegebenenfalls eine vorhandene Prüf- oder Spannhilfe. Hilfsstoffe werden nur aus betrieblicher Freigabeliste ausgewählt. Für den Unterricht reichen Pappmodell, Bemaßungszeichnung und Messwertsimulation als vollständig sichere Alternative.

Rechenblatt und Soll-Ist-Prüfprotokoll

Rechnung: Geometrisches Endvolumen ohne Fasen 18,9738 cm³; mit angenommener Dichte 2,70 g/cm³ ergibt sich 51,23 g. Für eine nur rechnerisch angenommene Bohr-Schnittgeschwindigkeit 18 m/min ergibt sich bei 6-mm-Durchmesser theoretisch 955 min⁻¹. Beide Ergebnisse sind mit Rechenweg und Einheiten vorzulegen. Kein berechneter Schnittwert darf ungeprüft als reale Maschineneinstellung übernommen werden.

Beispiel eines simulierten Prüfprotokolls (keine echten Messdaten):

Merkmal	zulässiger Bereich in mm	simuliertes Ist in mm	Entscheidung
Länge	59,5 bis 60,5	60,2	erfüllt
Breite	39,5 bis 40,5	39,8	erfüllt
Dicke	7,7 bis 8,3	8,1	erfüllt
Bohrungsdurchmesser	6,0 bis 6,2	6,1	erfüllt
Lochmitte von linker Bezugskante	14,5 bis 15,5	15,6	nicht erfüllt
Lochmitte von unterer Bezugskante	19,5 bis 20,5	20,1	erfüllt

Fachliche Entscheidung: Die simulierte Lochlage ist um 0,1 mm oberhalb der Obergrenze. Das Bauteil darf nicht einfach als maßhaltig gekennzeichnet werden. Prüfe zuerst Messverfahren und Bezugsfestlegung; bleibt die Abweichung, muss die verantwortliche Fachperson entscheiden, ob eine Änderung zulässig ist oder das Teil neu gefertigt werden muss. Zum Lernnachweis gehört gerade diese begründete Sperr- oder Nacharbeitsentscheidung. Rechtwinkligkeit und Gratfreiheit werden zusätzlich mit zuvor vereinbarten Sicht-/Prüfmerkmalen dokumentiert, nicht stillschweigend als bestanden verbucht.

Bewertungsraster (100 Punkte)

Kompetenznachweis	Punkte	Was überprüft wird
Auftragsanalyse und technische Zeichnung	20	Funktion, Maße, Bezugskanten, Toleranzen, Zeichnungsrevision und Stückliste sind nachvollziehbar
Verfahrens-/Werkstoffwahl und Arbeitsplan	20	begründete Arbeitsschritte, Werkzeug-/Hilfsstoffwahl, Sicherheit und Ressourceneffizienz
Rechenblatt	15	korrekte Einheiten, Volumen, Masse und theoretische Umdrehungsfrequenz mit Plausibilitätscheck
Prüfprotokoll und Qualitätsentscheidung	25	geeignete Messmittel, vollständig ausgefüllte Soll-Ist-Tabelle, richtiges Erkennen der Lochlagenabweichung
Sicherheit, Umwelt und Datenschutz	10	Aufsicht, Schutzmaßnahmen, Abfalltrennung und nur synthetische Daten werden beachtet
Dokumentation, Präsentation und Reflexion	10	nachvollziehbare Dateien, kurze fachliche Präsentation, Verbesserungsvorschlag

Bewertungsprinzip: Erreichte Punkte jeder Zeile anhand beobachtbarer Nachweise vergeben; beispielsweise 90–100 = umfassend, 75–89 = überwiegend, 60–74 = teilweise, unter 60 = wesentliche Nachweise fehlen. Diese Unterrichtsrubrik ist keine amtliche Prüfungsordnung. Eine reale Fertigung wird nur bei erfüllten Sicherheitsvoraussetzungen durchgeführt; eine hochwertige Simulation kann denselben fachlichen Planungs- und Prüfnachweis erbringen, aber keine praktische Maschinenunterweisung ersetzen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Prüfe dein Fachwissen

Welches Dokument zeigt die Maße und Anforderungen eines einzelnen Bauteils? (Einzelteilzeichnung) (!Gesamtzeichnung ohne Einzelteilmaße) (!Wartungsplan für die Werkstatt) (!Nur eine mündliche Beschreibung)

Welche Aussage beschreibt das zulässige Maß bei 60,0 ±0,5 mm korrekt? (59,5 bis 60,5 mm) (!60,0 bis 60,5 mm) (!59,0 bis 61,0 mm) (!Genau 60,0 mm ohne Abweichung)

Was folgt bei der Handfertigung typischerweise auf einen Zuschnitt mit Bearbeitungszugabe? (Feilen auf das vorgegebene Endmaß) (!Das Werkstück ungeprüft ausliefern) (!Das Material absichtlich weiter vergrößern) (!Eine Toleranz ohne Rücksprache streichen)

Welcher Zweck ist für das Reiben einer vorgefertigten Bohrung typisch? (Bohrungsmaß und Oberfläche gezielt verbessern) (!Eine Platte ohne Bohrung vollständig durchtrennen) (!Eine beliebige Kontur mit einem Hammer markieren) (!Die Dichte der Legierung erhöhen)

Wie wird die Masse eines Bauteils aus Volumen und Dichte berechnet? (Masse gleich Dichte mal Volumen) (!Masse gleich Dichte geteilt durch Volumen) (!Masse gleich Länge plus Breite) (!Masse gleich Drehzahl mal Kraft)

Wie verändert sich bei gleicher Schnittgeschwindigkeit die Drehzahl, wenn der Werkzeugdurchmesser doppelt so groß wird? (Die Drehzahl halbiert sich) (!Die Drehzahl verdoppelt sich) (!Die Drehzahl vervierfacht sich) (!Die Drehzahl bleibt immer unverändert)

Was ist bei rotierenden Bohrarbeiten eine zentrale Schutzregel? (Keine Handschuhe im Einzugsbereich verwenden) (!Lose Kleidung zum Schutz tragen) (!Werkstück beim Bohren frei in der Hand halten) (!Späne bei laufender Maschine wegwischen)

Womit wird die Außenbreite einer kleinen Platte gewöhnlich gemessen? (Mit einem geeigneten Messschieber) (!Mit einem ungeprüften Winkelmesser allein) (!Mit einer Stoppuhr) (!Mit einer Lautstärkemessung)

Welcher Umgang mit technischen Auftragsdaten ist angemessen? (Nur freigegebene und anonymisierte Daten in Lernwerkzeugen nutzen) (!Kundendateien ungefragt in öffentliche Dienste hochladen) (!Ungeprüfte fremde CAD-Dateien als eigene ausgeben) (!Prüfberichte mit privaten Namen veröffentlichen)

Was ist zu tun, wenn die Lochlage außerhalb des vereinbarten Toleranzbereichs liegt? (Messung und Ursache prüfen sowie Freigabeentscheidung dokumentieren) (!Die Toleranz nachträglich ohne Freigabe erweitern) (!Die Abweichung im Prüfbericht verschweigen) (!Das Bauteil ohne weitere Prüfung als fehlerfrei markieren)

Memory

Halbzeug	Vorprodukt wie Platte oder Stab für weitere Bearbeitung
Bezugskante	Festgelegte Kante als Ursprung für Maße
Senken	Nachbearbeiten des Eingangsbereichs einer Bohrung
Reiben	Genaues Nachbearbeiten einer vorhandenen Bohrung
Messschieber	Messmittel für Außen-, Innen- und Tiefenmaße
Grat	Unerwünschter Materialüberstand an einer Kante

Drag-and-drop

Ordne jedes Fertigungskonzept seiner passenden Aufgabe zu.	Fertigungsauftrag
Sägen	Ablängen eines Rohlings mit Bearbeitungszugabe
Feilen	Planen oder winkligen Endmaßabtrag von Hand ausführen
Bohren	Zylindrische Öffnung in einem Werkstück herstellen
Anreißen	Kontur und Bohrungsmitte auf ein Werkstück übertragen
Prüfen	Istwerte mit vorgegebenen Grenzen vergleichen

Kreuzworträtsel

Zugabe	Welcher zusätzliche Materialanteil wird vor der Feinbearbeitung vorgesehen?
Bohrung	Wie heißt eine hergestellte zylindrische Öffnung im Werkstück?
Feile	Welches Handwerkzeug trägt mit vielen Hieben Material von Kanten ab?
Toleranz	Wie heißt der zulässige Bereich einer Maßabweichung?
Rohling	Wie nennt man das noch nicht fertig bearbeitete Ausgangsteil?
Senker	Welches Werkzeug formt den Eintrittsbereich einer vorhandenen Bohrung?

LearningApps

Suche weitere Zuordnungs- und Übungsangebote zum Thema; der folgende Link ist eine Suchansicht, keine als passend geprüfte Einzelaufgabe.

Lückentext

Ein Ausgangsteil für die weitere Bearbeitung heißt

.

Die zulässige Abweichung eines Maßes wird als

bezeichnet.

Die verbindliche Festlegung einer Messkante schafft eine

.

Beim Sägen bleibt für die Nacharbeit eine

stehen.

Das Herstellen einer zylindrischen Öffnung heißt

.

Das Nacharbeiten eines Bohrungseingangs heißt

.

Zur Verbesserung des Bohrungsmaßes kann man

einsetzen.

Der Quotient aus Masse und Volumen ist die

.

Die Anzahl der Werkzeugumdrehungen pro Minute bezeichnet die

.

Um Maße zu vergleichen, erstellt man ein

.

Vor Eingriffen in den Spänebereich wartet man den

der Maschine ab.

Die dokumentierte Rückmeldung über eine Abweichung gehört zur

.

Offene Aufgaben

Leicht

Technische Zeichnung: Zeichne die Montageplatte 60 × 40 × 8 mm mit Bohrung als beschriftete Skizze, markiere beide Bezugskanten und erkläre die Maße in drei Sätzen.
Werkstoff: Erstelle für Stahl, Aluminium, Kunststoff und Holzwerkstoff eine Tabelle mit je einer Zerspanungseigenschaft, einem passenden Werkzeug und einer Schutzfrage.
Sägen: Vergleiche anhand von Bildern Hand-Sägen und Feilen; formuliere, warum beim Sägen eine Bearbeitungszugabe nötig ist. Verwende keine laufende Maschine.
Arbeitsschutz: Erstelle einen bebilderten Sicherheitscheck mit Schutzbrille, Haaren, Kleidung, Spannmitteln und sicheren Eingriffsverboten; begründe drei Maßnahmen.

Standard

CAD: Modelliere die fiktive Montageplatte ohne Kundendaten im lokalen CAD oder auf Papier und exportiere eine bemaßte Einzelteilzeichnung mit Versionskennung.
Fertigungsplanung: Erstelle einen Arbeitsplan mit sieben Schritten, Werkzeugen, Werkstoff, Hilfsstoffen, Prüfpunkten und Rückfall auf eine sichere Simulation.
Messschieber: Lies anhand der geprüften Commons-Abbildung den Nonius ab; dokumentiere den Ableseweg und zwei mögliche Messfehler, ohne einen realen Produktionsauftrag zu verwenden.
Nachhaltigkeit: Vergleiche zwei Rohlingformate bei gleicher Stückzahl bezüglich Verschnitt, Materialtrennung und Arbeitszeit; begründe die wirtschaftlich-ökologische Wahl.

Schwer

Schnittgeschwindigkeit: Leite n = 1000 · v_c / (π · d) her und simuliere die Auswirkung von drei Durchmessern auf die Drehzahl; kennzeichne alle Werte ausdrücklich als nicht freigegebene Rechenwerte.
Qualitätsmanagement: Analysiere das Beispiel mit 15,6 mm Lochabstand: Erkläre Überschreitung, mögliche Messfehler und eine zulässige Entscheidungskette einschließlich verantwortlicher Freigabe.
Modellbau: Entwirf eine alternative Montageplatte aus einem geeigneten Kunststoff oder Holzwerkstoff; begründe Unterschiede bei Werkzeug, Bohrungsqualität, Staubschutz und Entsorgung.
Lernvideo: Produziere mit Papiermodellen oder einer digitalen Simulation ein maximal dreiminütiges Erklärvideo zu Anreißen, Bohren, Senken und Prüfen; verwende nur selbst erstelltes Material und keine echten Personendaten.

Lernkontrolle

Auftragsanalyse: Welche fehlenden Angaben müsstest du vor der Fertigung einer unbekannten Montageplatte klären, und wie verändert jede Angabe das Verfahren?
Fertigungsverfahren: Vergleiche Handsäge plus Feile mit maschinellem Trennen für ein Einzelstück und eine Serie und begründe die ökonomische, ökologische und sicherheitsbezogene Entscheidung.
Technische Mathematik: Rechne das Nettovolumen einer 60 × 40 × 8 mm großen Platte mit Durchgangsbohrung Ø6 mm in cm³ um und ermittle die theoretische Masse bei 2,70 g/cm³ mit allen Einheiten.
Messtechnik: Bewerte die sechs Soll-Ist-Werte des Praxisfalls einschließlich Lochposition, Messunsicherheit, Entscheidung und sinnvoller Dokumentation.
Datenschutz: Entwirf einen digitalen Arbeitsablauf, bei dem Zeichnung, Stückliste und Prüfprotokoll ohne vertrauliche Daten bearbeitet und versioniert werden.
Arbeitssicherheit: Erkläre das Risiko einer frei gehaltenen Platte an einer Bohrmaschine und nenne technische sowie organisatorische Schutzmaßnahmen aus BGHM-Unterlagen.
Lerntransfer: Übertrage den Arbeitsplan auf eine fiktive Kunststoffplatte und begründe Änderungen an Werkzeug, Hilfsstoffen, Emissionsschutz und Prüfung.

Lernnachweis

Abgabe (digital oder als Werkstattmappe): (1) selbst erstellte Einzelteilzeichnung bzw. CAD-Modell mit fünf prüfbaren Sollmaßen und Bezugskanten, (2) begründete Werkstoff- und Verfahrensentscheidung, (3) vollständiger Arbeitsplan, (4) Rechenblatt mit Einheiten und Plausibilitätsprüfung, (5) simuliertes oder beaufsichtigt erhobenes Prüfprotokoll, (6) Entscheidung zum absichtlich abweichenden Lochabstand, (7) Sicherheits- und Nachhaltigkeitsreflexion, (8) fünfminütige Kurzpräsentation. Das Bewertungsraster im Praxisfall ordnet diese Nachweise 100 Punkten zu. Nutze die offene und schriftliche Rückmeldung zur Verbesserung deines Plans. Reale Fertigungsfertigkeiten werden nur bei Befugnis, Unterweisung und Aufsicht separat beobachtet; eine Simulation behauptet keine Maschinenbedienkompetenz.

Selbstkontrolle: Kannst du Zweck, Maße, Material, Werkzeug, Drehzahl-Rechenweg, Schutzmaßnahme, Prüfmethode, Abweichung und Dokumentation ohne fremde Betriebsdaten erläutern? Falls nicht, überarbeite genau den betroffenen Nachweis.

OER und Wikipedia

Curriculum, Ausbildungsordnung, Schutz und Normen (geprüfte Ausgangsseiten, Stand Oktober 2026):

KMK: Rahmenlehrplan Technischer Modellbauer, Lernfeld 1 auf gedruckter Seite 10 – vollständige Kompetenzgrundlage dieses Kurses, sinngemäß erschlossen und nicht als Normtext kopiert.
BIBB: Berufsprofil und bis Juli 2027 geltende Ausbildungsordnung – inklusive Änderungsverordnung vom 4. August 2026.
BIBB: Ausbildungsneuordnung ab August 2027 – für Ausbildungsverträge und Übergangsfragen den zuständigen Träger konsultieren.
BGHM: Handbohrmaschinen, Arbeitsschutz Kompakt Nr. 011 und DGUV Information 209-066 – Hilfen für Gefährdungsbeurteilung; aktuelle betriebliche Anweisung geht vor.
BetrSichV – Rechtsgrundlage für die sichere Verwendung von Arbeitsmitteln.
DIN EN ISO 21920-1:2022-12 – Oberflächenangaben – Normnachweis beim Verlag; verbindliche Anwendung nur mit gültigem betrieblichem Normenbestand, keine Wiedergabe geschützter Normtexte.

Geprüfte deutschsprachige Fachvideos und interaktive OER:

DICTUM GmbH (2021): Messen mit Messschiebern – Häufige Fehler – eingebettetes Lehrvideo; Nutzungsrecht zum freien Bearbeiten oder Weiterverbreiten nicht belegt.
involas: Grundlagen Prüfen – Handhabung Messschieber – deutschsprachiges interaktives Erklärvideo, CC BY-SA 4.0, siehe Rechteangabe auf HubbS.
involas: Grundlagen Prüfen – Ablesen des Nonius – deutschsprachiges interaktives Erklärvideo, CC BY-SA 4.0.
Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft: Anreißen und Körnen und Senken von Bohrungen – zusätzliche frei zugängliche Fachvideos; für diese Links hier keine freie Weiterverbreitungslizenz behauptet.

Wikimedia-Commons-Mediennachweise (Dateiname, Autorin/Autor, Lizenz gemäß überprüfter Dateiseite):

Eingebundene Datei	Quelle/Dateiseite	Urheberschaft	Lizenz/Rechtenachweis
File:Hacksaw.jpg	Commons: Hacksaw.jpg	Charlie123 (nach Uploadangabe)	CC BY-SA 3.0 (alternativ GFDL; Quelle mit unvollständigen Metadaten)
File:File (tool).jpg	Commons: File (tool).jpg	Blind cyclist	CC BY-SA 4.0
File:Feile für Stahl, zusammenbau ok.svg	Commons: Feilenaufbau	Duftmaske02	CC BY-SA 4.0 (alternativ GFDL)
File:Twist Drill - Perspective View.png	Commons: Spiralbohrer-Perspektive	Robert Hewitt	CC BY-SA 3.0
File:Countersunk and counterbored holes cross-section.png	Commons: Senkungen im Schnitt	Waerloeg	CC0 1.0
File:Messschieber.jpg	Commons: Messschieber-Nonius	ArtMechanic	CC BY-SA 3.0 (alternativ GFDL)

Wikipedia – Grundlagenartikel (deutsch, ergänzende Darstellung, keine Betriebsanweisung):

OER-Hinweis: Die eigenen erklärenden Texte, Rechenaufgaben und synthetischen Praxisdaten dieses Kurses können als offene Unterrichtsbausteine weiterentwickelt werden. Bei allen fremden Medien gelten die jeweils verlinkten Rechte; Namensnennung, Lizenzhinweise und Share-Alike-Pflichten sind bei Weiterverwendung zu beachten. Bei den nicht frei lizenzierten Videos bleibt es beim Verlinken bzw. zulässigen Einbetten. Eine geprüfte Medienseite ist keine pauschale Genehmigung zur Neuveröffentlichung.

Verknüpfte Lernbereiche

Herstellen von Bauteilen durch Zerspanen

Projektideen: Ressourcensparender Zuschnittplan für Restplatten, digitale Arbeitskarte für eine fiktive Lehre, Vergleich verschiedener Messverfahren an einer Pappschablone und kurze Fehlersuch-Präsentation zum synthetischen Praxisfall. Verbinde die Aufgaben mit Mathematik (Geometrie, Umrechnung), Physik (Kraft und Arbeit), Informatik (CAD, Dateiversionen), Deutsch/Fachenglisch (technische Kommunikation), Nachhaltigkeit sowie Lernfeld 6 und 9 als späteren Perspektiven – ohne Inhalte dieser höheren Lernfelder bereits als nachgewiesene Kompetenzen zu behaupten.