aiMOOC

Praxisauftrag und Kompetenzcheck - Technischer Modellbauer - 2. Ausbildungsjahr

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Einleitung

In diesem aiMOOC bearbeitest du einen vollständigen beruflichen Jahresauftrag für das zweite Ausbildungsjahr im Technischen Modellbau. Du klärst einen Kundenwunsch, erstellst ein CAD-Modell und einen Arbeitsplan, vergleichst Herstellungsverfahren, bereitest eine CNC-Bearbeitung in der Simulation vor, prüfst eine einfache Endlagensteuerung und beurteilst Maße, Kosten, Fehler und Nachhaltigkeit. Du dokumentierst deine Entscheidungen von der Anfrage bis zur Abnahme. Alle Auftrags-, Personen- und Messdaten des Praxisfalls sind fiktiv.

Ziel: Du kannst einen berufstypischen Auftrag analysieren, begründet planen, fachlich und sicher bearbeiten oder simulieren, prüfen, dokumentieren und reflektieren. Der praktische Lernnachweis ist ein funktionsgeprüfter, demontierbarer Demonstrator für eine lineare Schieberführung mit virtueller Endlagenanzeige.

Rechtsstand Oktober 2026: Für die bisherigen Fachrichtungen Anschauung, Gießerei sowie Karosserie und Produktion gilt noch die Ausbildungsordnung 2009 in ihrer 2026 geänderten Fassung; die neu geordnete Ausbildung tritt laut BIBB am 1. August 2027 in Kraft. Den konkreten betrieblichen Ausbildungsplan, die zuständige IHK oder Handwerkskammer und den geltenden Landeslehrplan beachten. Dieser Kurs ist kein amtlicher Ausbildungs- oder Prüfungsnachweis. Nachweise: BIBB zum bisherigen Beruf, BIBB zur Neuordnung, geltende Verordnung.

Sicherer Lernweg: CAD, Karton-/Schaummodell, Offline-CAM und virtuelle Sensoren stehen allen offen. Das Arbeiten an Werkzeugmaschinen, die tatsächliche CNC-Inbetriebnahme sowie elektrische oder pneumatische Installation sind nur nach Unterweisung, Gefährdungsbeurteilung, Freigabe und unter befugter Fachaufsicht zulässig. Eine Simulation ist niemals eine reale Maschinenfreigabe. Keine geheimen Betriebsunterlagen, echten Kundendaten oder personenbezogenen Schülerdaten verwenden.

Kundenauftrag analysieren und sichere Handlung planen

Anforderungen klären und vereinbaren

Der fiktive Kunde „Musterwerkstatt“ möchte einen transportablen Demonstrator: Ein Schieber soll sich in einer Führung um 20 mm nutzbaren Hub von Hand verschieben lassen. Die beiden Endlagen sollen durch Anzeigen erkennbar werden. Die Grundplatte soll bei späteren Änderungen wiederverwendbar bleiben. Kläre Einsatzzweck, Stückzahl, Funktionsgrenzen, Einbauraum, Maßanforderungen, bevorzugten Werkstoff, Prüfverfahren, Kostenrahmen und Übergabetermin mit einem strukturierten Kundengespräch.

Im Lastenheft beschreibt der Auftraggeber, was benötigt wird. Das Pflichtenheft erläutert, wie die Ausführung die Anforderungen erfüllen soll. Ein prüfbares Kriterium lautet beispielsweise: „Die Simulation zeigt für jede Endlage ausschließlich deren Anzeige; ein gleichzeitiges Signal wird als Störung angezeigt.“ Rückfragen und Änderungen schriftlich mit einem fiktiven Vorgangskennzeichen dokumentieren. Nicht ohne Bestätigung selbst erfundene Anforderungen zum Vertragsbestandteil erklären.

Vollständige Handlung, Material- und Informationsfluss

Arbeite in den Phasen Informieren – Planen – Entscheiden – Ausführen – Kontrollieren – Bewerten. Der Informationsfluss verläuft von Kundenanforderung über Anforderungsmatrix, CAD-Entwurf, bemaßte Zeichnung, Stückliste, Arbeitsplan, CAM-Simulation und Bauteil zum Messprotokoll, zur Abnahme und zur Reflexion. An jedem Übergang benennst du erforderliche Freigaben und einen Versionsindex. Der Materialfluss verläuft vom gekennzeichneten Halbzeug über Wareneingang, Lagerung, Bearbeitung oder Modellbau, Prüfung und Montage bis zur Wiederverwendung oder fachgerechten Entsorgung.

Beispiel einer Kundenrückfrage: „Dürfen wir für die erste Version eine von Hand bewegte Schieberplatte, 20 mm Hub und zwei virtuelle Endlagenanzeigen als Abnahmekriterium festlegen?“ Antworte im Ausbildungsrollenspiel mit synthetischen Daten. Eine unbestätigte Änderung kann später zur kostspieligen Neufertigung führen.

Gefährdungsbeurteilung als Planungsaufgabe

Nach der Betriebssicherheitsverordnung sind bei Arbeitsmitteln Gefährdungen zu beurteilen und Schutzmaßnahmen vor Verwendung festzulegen. Fräsmaschinen bergen unter anderem Risiken durch drehende Teile, Späne, scharfe Schneiden, unerwartete Achsbewegungen und Kühlschmierstoffe. Für reale Arbeiten sind dokumentierte Unterweisung, intakte Schutzeinrichtungen, passende Werkstückspannung, Herstellervorgaben, betriebliche Freigabe und je nach Gefährdung geeignete Schutzausrüstung erforderlich. Keine Handschuhe im Einzugsbereich rotierender Werkzeuge, keine Manipulation von Schutzeinrichtungen und keine eigenmächtigen Eingriffe bei Störungen. Instandhaltung nur durch befugtes Fachpersonal. Quellen: BetrSichV, DGUV Information 209-066, BGHM.

Für die ungefährliche Variante verwendest du Pappe oder Schaumplatte und eine Offline-Simulation ohne Antrieb. Prüfe auch Ergonomie, Staub- und Abfallvermeidung, Wiederverwendbarkeit sowie sichere Datenverarbeitung. Betriebsfotos, Messdateien und Kundendaten dürfen nicht ohne Berechtigung in Cloudprogramme gelangen.

Bauteile, Modelle und Formen konstruieren

CAD-Zeichnung, Bezugsflächen und Passung

Für den Beispieldemonstrator hat die Grundplatte 160 × 100 × 12 mm. Die Führungsnut wird mit 110 × 30,4 × 3,0 mm angenommen, der Schieber mit 70 × 30,0 × 6 mm. Zwei demontierbare Anschläge beschränken den nutzbaren Hub auf 20 mm. Dieses Übungsdesign zeigt die Grundprinzipien; Führung, Anschläge und Befestigung müssen für eine wirkliche Anwendung zusätzlich konstruktiv und sicherheitstechnisch bewertet werden. Erstelle eine CAD-Baugruppe, eine bemaßte Zeichnung, einen eindeutigen X-Y-Z-Bezug, eine Stückliste und eine Version der Fertigungsunterlagen.

Nennmaß ist das angegebene Ausgangsmaß; Toleranz ist die zulässige Größenabweichung. Der Werkstücknullpunkt legt den geometrischen Bezug für die Bearbeitung fest und ist weder Maschinenreferenzpunkt noch Werkzeuglängenkorrektur. Fehlende Bezugsangaben können zu geometrisch korrekten, aber falsch positionierten Nuten führen.

CAD-Medium: Beispiel einer CAD-Arbeitsoberfläche. Bild: Nik vr, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Toleranzkette vollständig berechnen

In der Zeichnung steht Nutbreite 30,4 ± 0,1 mm und Schieberbreite 30,0 ± 0,1 mm. Die kleinste Nut beträgt 30,3 mm, der größte Schieber 30,1 mm. Damit folgt das Mindest-Gesamtspiel = 30,3 − 30,1 = 0,2 mm. Bei größter Nut von 30,5 mm und kleinstem Schieber von 29,9 mm ist das Höchst-Gesamtspiel = 30,5 − 29,9 = 0,6 mm. Bei ideal zentriertem Schieber wären das rechnerisch 0,1 bis 0,3 mm Spiel pro Seite; reale Formfehler und Verkippungen sind nicht darin enthalten.

Im synthetischen Messprotokoll sind Nutbreite 30,44 mm und Schieberbreite 30,03 mm eingetragen. Ist-Gesamtspiel = 30,44 − 30,03 = 0,41 mm. Beide Einzelmaße liegen innerhalb ihrer zulässigen Grenzen. Ein anderes Werkstück mit Nutbreite 30,58 mm liegt dagegen oberhalb der Obergrenze 30,5 mm und darf nicht ohne dokumentierte Entscheidung als Gutteil durchgehen. Typischer Fehler: nur die Passung fühlen, aber den Soll-Ist-Vergleich nicht dokumentieren.

Werkstoffe, Masse und Ressourceneinsatz

Ein sinnvolles Materialkonzept berücksichtigt Belastung, Bearbeitbarkeit, Formstabilität, Oberflächengüte, Lieferbarkeit, Preis und Wiederverwertung. Für ein Training ist ein austauschbarer Karton- oder Kunststoffschieber oft geeigneter als die aufwendige Metallausführung. Die massive Grundplatte hätte ohne Bearbeitungszugaben ein Volumen von 160 · 100 · 12 = 192 000 mm³ = 192 cm³. Nur als Rechenannahme ergibt eine Dichte von 2,70 g/cm³ für Aluminium eine theoretische Masse von 192 · 2,70 = 518,4 g. Eine tatsächliche Legierung, Nut, Bohrungen, Übermaß und Verschnitt verändern die Bilanz. Erstelle aus der Stückliste einen Materialbedarf mit nachvollziehbaren Einheiten. Plane austauschbare Baugruppen statt unnötiger Neufertigung des gesamten Modells.

Werkstücke und Prototypen herstellen, ändern und instandsetzen

Herstellungsweg mit Begründung auswählen

Eine Werkzeugmaschine formt oder bearbeitet Bauteile mit definierten Werkzeugbewegungen. Beim Fräsen wird Material mit einem rotierenden Werkzeug spanend abgetragen. Beim 3D-Druck wird Material additiv aufgebaut. Ein Muster macht Geometrie oder Gestaltung anschaulich; ein Prototyp untersucht Funktion und Fertigbarkeit vor einer möglichen Serie. Für den Übungsauftrag vergleichst du Kartonmodell, additiv erzeugtes Kunststoffteil und ein unter Fachaufsicht gefertigtes Frästeil. Kriterien sind Maßgenauigkeit, Funktion, Werkstoffverbrauch, Aufwand, Oberflächenqualität, Belastbarkeit und Kosten.

Prototypenmedium: Schichtweise Herstellung von Musterteilen. Foto: Shixart1985, CC BY 2.0, Wikimedia Commons.

Für reale Werkzeugmaschinenbearbeitung planst du Rohteil, Spannmittel, Werkzeug, Arbeitsfolge, Schutzmaßnahmen, Prüfmittel und Verantwortlichkeiten, ohne die Maschine eigenmächtig zu bedienen. Eine fachlich beaufsichtigte Fertigung erfordert konkrete Herstellervorgaben; die hier gegebenen Zahlen sind keine sicheren Betriebsparameter. Die ungefährliche Alternative besteht aus bemaßter Schablone, Kartonmodell und digitalem Bearbeitungsmodell.

Muster prüfen, Fehler finden und ändern

Ein Schieber kann trotz passender Breite klemmen, wenn die Nut an einer Ecke Grat aufweist, der Schieber verzogen ist oder die Auflageflächen verkanten. Prüfe nicht nur ein Maß, sondern auch Rechtwinkligkeit, Ebenheit, Kanten und freie Bewegung. Benenne den Fehler, führe eine geeignete ungefährliche Modellprüfung durch, dokumentiere die Ursache und wähle entweder eine begründete Änderung oder eine Instandsetzung. Ändern bedeutet ein neues vereinbartes Soll; Instandsetzen bedeutet das Wiederherstellen des bisherigen Sollzustands. Beides benötigt eine Zeichnungsversion und erneute Prüfung. Eine Nacharbeit ohne Freigabe kann zusätzlichen Ausschuss und Sicherheitsrisiken erzeugen.

Sustainability-Check: Lässt sich die verschraubte Grundplatte für eine andere Führung weiternutzen? Können Schieber und Anschläge getrennt ersetzt werden? Wie werden Materialabschnitte, Späne oder Kunststoffreste fachgerecht erfasst? Bevorzuge begründete Materialeinsparung ohne Qualitäts- und Sicherheitsverlust.

Einzelteile numerisch gesteuert fertigen und simulieren

Digitale Fertigungskette und Nullpunktkontrolle

In einer CAM-Software entstehen aus CAD-Geometrie Werkzeugbahnen; ein Postprozessor überträgt sie in ein zur konkreten Maschinensteuerung passendes NC-Format. Beachte die Grenzen von Maschinenarbeitsraum, Werkzeug, Spannmitteln und gewählter Geometrie. Vor jeder eventuellen realen Fertigung sind unter befugter Aufsicht alle betrieblichen Sicherheits- und Freigabeschritte zu erfüllen. Besonders folgenreich sind falsche Werkstücknullpunkte, ungeprüfte Werkzeuglängen und Kollisionen. Offline-CAM ist ein Lern- und Planungsschritt, keine Startfreigabe.

CNC-Medium: Dokumentierter Fräsprozess. Foto: Impressionmanufacturer, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Deutschsprachiges Fachvideo: „CNC Fräsen lernen – Erste Schritte PAL G-Code in Software erklärt“, EduVision – Technical Education, 2023. Nutze den Softwareteil zum Verständnis von Werkstückangaben, Werkzeugdaten und Programmentwicklung, nicht als Anweisung für deine Maschine.

Durchgerechnete Drehzahl- und Vorschubaufgabe

Für das rein didaktische Beispiel werden Fräserdurchmesser d = 8 mm, angenommene Schnittgeschwindigkeit v_c = 80 m/min, Schneidenzahl z = 2 und angenommener Zahnvorschub f_z = 0,05 mm gewählt. Mit n = 1000 · v_c / (π · d) folgt n = 80 000 / 25,133 = rund 3183 U/min. Der theoretische Vorschub beträgt v_f = n · z · f_z = 3183 · 2 · 0,05 = rund 318 mm/min. Für eine reine theoretische Weglänge von 110 mm ergäbe sich 110/318 min = 0,346 min = rund 20,8 s. In einer echten Bearbeitung kommen Anfahrten, Zustellungen, mehrere Bahnen, Werkzeugwechsel und Kontrollen hinzu. Diese Rechenwerte sind keine Schnittdatenempfehlung; maßgeblich sind die aktuellen Angaben des konkreten Maschinen-, Werkzeug- und Werkstoffherstellers sowie die Betriebsfreigabe.

Simuliere die Führungsnut mit erkennbaren Materialabträgen, Ausgangskoordinaten, Sicherheitsabständen und einem Kollisionsprotokoll. Stelle ausdrücklich fest, ob die Spannmittel im digitalen Modell enthalten sind. Ein typischer Fehler ist die Verwechslung von mm/min und m/min oder die Annahme, die reine Hauptzeit sei die gesamte Auftragsdauer.

Prüf- und Dateifreigabe

Für jede Simulation führst du eine Prüfliste mit CAD-Version, NC-Programmnamen, Nullpunktannahme, Material, Werkzeugdefinition, Bearbeitungsgrenze, Kollisionsstatus und offenen Fragen. Eine fiktive Dateibezeichnung kann „SCHIEBERFUEHRUNG_V03_SIM“ lauten. Ändert der Kunde die Nut, darf die alte CAM-Version nicht unbemerkt weiterverwendet werden. Es erfolgt eine neue Kollisions- und Maßprüfung. Realer Maschinenlauf ausschließlich im freigegebenen Betrieb unter befugter Aufsicht.

Steuerungen installieren und Endlagen nachweisen

Sensor, Signal und virtuelle Steuerung

Ein Sensor erkennt einen physikalischen Zustand; eine Steuerung verarbeitet Eingangssignale; ein Aktor setzt ein Signal beispielsweise in eine Bewegung um. Dieser Kurs verwendet keinen echten Maschinenantrieb, sondern zwei virtuelle Endlagentaster, zwei virtuelle Anzeigeleuchten und eine virtuelle Störanzeige. Links aktiv bedeutet nur linke Anzeige an, rechts aktiv nur rechte Anzeige an. Wenn beide Sensoren gleichzeitig aktiv werden, soll die vereinbarte Lernlogik die normalen Anzeigen unterdrücken und eine Störung melden. Eine solche einfache Simulation ist keine sicherheitsgerichtete Steuerung.

Sensorikmedium: Pneumatikzylinder mit angebauten Sensoren. Foto: Mixabest, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons. Dieses Bild illustriert die Technik, ist aber keine Bauanleitung.

Deutschsprachiges Fachvideo: „Pneumatik verstehen: Einführung in Aufgabenstellung & Funktionsweise mit Simulationsbeispiel“, EduVision – Technical Education, 2025.

Wahrheitstabelle und Inbetriebnahmeprüfung

Sensor links	Sensor rechts	Anzeige links	Anzeige rechts	Störung
aus	aus	aus	aus	aus
an	aus	an	aus	aus
aus	an	aus	an	aus
an	an	aus	aus	an

Testfall eins: Keine Endlage erkannt, beide Anzeigen aus. Testfall zwei: Nur links erkannt, linke Anzeige an. Testfall drei: Nur rechts erkannt, rechte Anzeige an. Testfall vier: Widersprüchliche gleichzeitige Signale, Störanzeige an. Dokumentiere einen Bildschirmnachweis pro Test, den erwarteten und den tatsächlichen Zustand und eine fachlich begründete Freigabe für die Simulation. Wenn ein Eingang nicht angezeigt wird, überprüfe zuerst simulierten Zustand, Zuordnung, Logik und Änderungsstand. Eine mechanisch klemmende Führung ist dagegen nicht automatisch ein Steuerungsfehler.

Elektrische Verdrahtung, Druckluftanschlüsse, bewegte Aktoren und reale Inbetriebnahme sind keine selbstständigen Schülerübungen dieses Kurses. Sie bleiben unter der Verantwortung befähigter, beauftragter Personen, mit aktuellen Herstellerunterlagen, Gefährdungsbeurteilung und den jeweils relevanten Prüfungen. Niemals elektrische Sicherheitseinrichtungen umgehen oder Antriebe für einen Probelauf unkontrolliert einschalten.

Praxisfall mit Arbeitsplan, Messung und Bewertung

Kundenauftrag und Arbeitsplan im Zusammenhang

Fiktiver Jahresauftrag: Demonstrator mit Grundplatte 160 × 100 × 12 mm, Nut 110 × 30,4 × 3,0 mm, Schieber 70 × 30,0 × 6 mm, jeweils Nut- und Schieberbreite ±0,1 mm und vereinbartem Hub von 20 mm. Zwei wechselbare Anschläge und eine rein virtuelle Endlagenanzeige vervollständigen den Auftrag. Prüfe zusätzlich Kipp- und Quetschgefahren, bevor du ein real bewegtes Muster verantwortest.

Phase	Konkretes Arbeitsergebnis	Prüfkriterium/Freigabe	Sichere Praxisalternative
Kundenauftrag	Anforderungsliste und bestätigte Änderungswünsche	Maße, Hub, Funktion und Termin sind geklärt	Rollenspiel mit anonymisierten Daten
Konstruktion	CAD-Baugruppe, Maßzeichnung, Stückliste, Versionsstand	Einbauraum, Anschläge und Demontage geprüft	Digitale Baugruppe und Kartonmuster
Fertigungsplanung	Werkstoffvergleich, Materialbedarf, Arbeitsfolge, Schutzkonzept	Gefährdungsbeurteilung und fachliche Freigabe vor Realbearbeitung	Materialfluss und Werkzeuge nur schematisch darstellen
NC-Vorbereitung	Werkzeugweg, Nullpunktkonzept und Rechenblatt	Simulation auf Kollision und Plausibilität geprüft	Offline-CAM ohne Maschinenbetrieb
Musterbau	Maßhaltiges Demonstrationsmodell oder beaufsichtigt gefertigtes Bauteil	Form, Kanten, Bewegungsweg und Maßprüfung	Karton-/Schaummodell oder fachlich betreutes Druckmuster
Steuerungsnachweis	Vier virtuelle Eingabe-Ausgabe-Tests	Wahrheitstabelle stimmt vollständig	Logiksimulation ohne Aktor
Abnahme	Messbericht, Fehlerentscheidung, Änderungsvermerk und Übergabe	Kundenkriterien belegbar erfüllt oder Abweichung begründet	Fiktive Kundenpräsentation

Rechnerischer Nachweis: Aus Nut 30,4 ± 0,1 mm und Schieber 30,0 ± 0,1 mm folgt ein zulässiges Gesamtspiel von 0,2 bis 0,6 mm. Ein Messpaar aus 30,44 mm und 30,03 mm führt zu 0,41 mm und liegt innerhalb der Einzeltoleranzen. Das Beispiel einer Nut mit 30,58 mm ist dagegen gesperrt und erfordert Ursachenanalyse, Entscheidung über Nacharbeit oder Neuanfertigung und erneute Prüfung. Der berechnete Rohplatteninhalt beträgt 192 cm³, bei angenommener Aluminiumdichte 2,70 g/cm³ theoretisch 518,4 g vor Abtrag und Verschnitt. Die reine Übungsberechnung der Fräserdaten ergibt 3183 U/min und 318 mm/min; kein realer Schnittwert wird dadurch freigegeben.

Messprotokoll, Fehlerursache und Abnahme

Prüfmerkmal	Vereinbarte Vorgabe	Fiktiver Istwert	Entscheidung
Nutbreite	30,3 bis 30,5 mm	30,44 mm	Maß erfüllt
Schieberbreite	29,9 bis 30,1 mm	30,03 mm	Maß erfüllt
Rechenwert Gesamtspiel	0,2 bis 0,6 mm	0,41 mm	Im Bereich, Formprüfung zusätzlich nötig
Nutzbarer Modellhub	20 mm	20 mm	Erfüllt
Endlagen-Simulation	Vier Testzustände	Vier Tests erfolgreich	Simulierter Funktionsnachweis

Abweichungsfall: Beim zweiten Muster misst die Nut an einem Punkt 30,58 mm. Kennzeichne das Teil, prüfe Messmittel und Messstelle, untersuche Werkzeugweg, Nullpunkt und Aufspannung als mögliche Ursachen und dokumentiere die sachgerechte Korrekturentscheidung. Keine eigenmächtige reale Nacharbeit. Prüfe die geänderte Version erneut und informiere den fiktiven Kunden über Auswirkungen auf Termin, Qualität und Ressourcen.

Messtechnikmedium: Messuhr als Beispiel für vergleichende Messungen. Foto: Solaris2006, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons. Die Nutbreite ist mit einem dafür geeigneten Prüfmittel zu ermitteln.

Bewertungsraster: 100 Punkte

Dieses Raster dient nur der kompetenzorientierten Übungsrückmeldung, nicht der amtlichen Abschluss- oder Gesellenprüfung.

Kompetenzbereich	Punkte	Überprüfbarer Nachweis
Auftragsanalyse und Kundenkommunikation	15	Klare Anforderungen, fiktive Rückfrage, dokumentierte Vereinbarung
CAD, Zeichnung und Änderbarkeit	15	Bemaßte Baugruppe, Bezug, Stückliste und Versionskontrolle
Fertigungs- und Sicherheitsplanung	20	Begründetes Verfahren, Materialfluss, Arbeitsschutz, Freigabegrenzen
Fachrechnen und NC-Simulation	15	Richtige Formeln, Einheiten, nachvollziehbarer Simulationsbeleg
Steuerungsfunktion	10	Vier richtige virtuelle Endlagen- und Störtests
Qualitätsprüfung und Fehleranalyse	15	Soll-Ist-Vergleich, korrekt gesperrte Abweichung, fachliche Entscheidung
Übergabe und Reflexion	10	Vollständige Mappe, Nachhaltigkeit, begründete Verbesserung
Gesamt	100	Alle Nachweise aufeinander bezogen

Reflexion: Welche Anforderungen wurden nachweislich erfüllt? Welche Risiken bleiben zwischen virtueller und realer Fertigung? Wie kann die Grundplatte weiterverwendet und Ausschuss verringert werden? Wo würde eine geänderte Kundenanforderung neue Zeichnungen, neue Prüfung und eine weitere fachliche Freigabe erfordern?

Interaktive Aufgaben

Quiz: Berufsfachliche Entscheidungen

Welcher Nachweis prüft einen vereinbarten Kundenwunsch nach zwei Endlagenanzeigen am besten? (Eine dokumentierte Wahrheitstabelle mit vier Testfällen) (!Nur das Gehäusefoto einer anderen Anlage) (!Die unbegründete Aussage, die Steuerung funktioniere) (!Ein Materialpreis ohne Funktionsprüfung)

Wie groß ist das Mindest-Gesamtspiel bei Nut 30,4 ± 0,1 mm und Schieber 30,0 ± 0,1 mm? (0,2 mm) (!0,0 mm) (!0,4 mm) (!0,6 mm)

Welche Nutbreite ist bei der Vorgabe 30,4 ± 0,1 mm nicht mehr zulässig? (30,58 mm) (!30,30 mm) (!30,40 mm) (!30,50 mm)

Welche gerundete Drehzahl ergibt das didaktische Rechenbeispiel mit 80 m pro Minute und 8 mm Durchmesser? (3183 Umdrehungen pro Minute) (!318 Umdrehungen pro Minute) (!6366 Umdrehungen pro Minute) (!800 Umdrehungen pro Minute)

Welcher Vorschub ergibt sich bei 3183 Umdrehungen pro Minute, zwei Schneiden und 0,05 mm Zahnvorschub? (Rund 318 mm pro Minute) (!Rund 32 mm pro Minute) (!Rund 1592 mm pro Minute) (!Rund 6366 mm pro Minute)

Welche Aussage zum Werkstücknullpunkt stimmt? (Er definiert den geometrischen Bezug der Bearbeitung am Werkstück) (!Er ersetzt die Werkzeuglängenkorrektur immer vollständig) (!Er legt ohne weitere Angaben die Fräserdrehzahl fest) (!Er bestätigt automatisch die Betriebssicherheit)

Was bedeutet ein kollisionsfreier Ablauf in der Offline-CAM-Simulation? (Ein hilfreicher Planungsnachweis, aber keine reale Maschinenfreigabe) (!Die Erlaubnis für einen unbeaufsichtigten ersten Maschinenstart) (!Den vollständigen Nachweis der Maßhaltigkeit aller Teile) (!Den Entfall der Gefährdungsbeurteilung)

Wie soll die vereinbarte Lernsteuerung auf gleichzeitig aktive Endlagensensoren reagieren? (Mit einer Störanzeige und ausgeschalteten normalen Anzeigen) (!Mit gleichzeitiger Freigabe beider Endlagen) (!Mit automatischem Hochlauf eines realen Antriebs) (!Mit Löschen des Fehlerprotokolls)

Wie groß ist die theoretische Rohmasse der Platte mit 192 Kubikzentimetern und 2,70 Gramm pro Kubikzentimeter? (518,4 Gramm) (!71,1 Gramm) (!192 Gramm) (!1920 Gramm)

Welche Lösung erleichtert eine ressourcenschonende spätere Änderung? (Ein austauschbarer Schieber an einer wiederverwendbaren Grundplatte) (!Unlösbares Verkleben aller Teile ohne Reparaturmöglichkeit) (!Entsorgung der ganzen Platte nach jeder kleinen Anpassung) (!Verzicht auf Werkstoffangaben und Versionskontrolle)

Memory: Berufliche Fachbegriffe

Lastenheft	Anforderungen und Zielvorstellungen des Auftraggebers
Pflichtenheft	Geplante technische Erfüllung der Anforderungen
Werkstücknullpunkt	Vereinbarter geometrischer Bezug des Bauteils
Zahnvorschub	Weg einer Schneide pro Umdrehung
Messprotokoll	Nachvollziehbarer Soll-Ist-Vergleich eines Prüfergebnisses
Änderungsindex	Kennzeichnung eines neuen Dokumentenstands

Drag-and-drop: Arbeitsnachweise zuordnen

Gesuchter Fachbegriff	Passender Nachweis
Kundenklärung	Dokumentierte Zustimmung zu 20 mm nutzbarem Hub
Konstruktionsprüfung	Kollisionsgeprüfte und bemaßte CAD-Baugruppe
CAM-Simulation	Virtueller Werkzeugweg mit geprüften Bezugspunkten
Funktionsprüfung	Vier erwartete und tatsächliche Endlagenzustände
Abweichungsentscheidung	Gesperrtes Maß mit Ursachensuche und Freigabeprozess

Kreuzwort: Fachsprache

Toleranz	Wie heißt die erlaubte Maßabweichung?
Schieber	Welches bewegliche Teil läuft in der Führung?
Nullpunkt	Wie heißt der Ursprung des festgelegten Koordinatensystems?
Vorschub	Wie heißt die relative Bearbeitungsbewegung beim Fräsen?
Prototyp	Wie heißt ein frühes funktionsprüfbares Entwicklungsmodell?
Sensor	Welches Bauteil meldet die erkannte Endposition?

LearningApps

Suche ergänzende fachliche Zuordnungsübungen. Die folgende Suchoberfläche ist kein zuvor als passgenau verifiziertes Einzelspiel. Achte auf Datenschutz und Themenpassung.

Lückentext: Den Auftrag verstehen

Im

hält der Auftraggeber seine Anforderungen fest.

Das

erläutert die geplante technische Umsetzung.

Eine computergestützte Konstruktion kann mit

erstellt werden.

Das Maß zwischen Führung und Schieber wird hier als

berechnet.

Ein Werkzeugweg lässt sich zunächst in einer

prüfen.

Der Bezug für programmierte Werkstückkoordinaten heißt

.

Die Zahl der Schneiden steht in der Vorschubformel als

.

Ein Soll-Ist-Vergleich gehört in das

.

Eine Endlage kann durch einen

gemeldet werden.

Eine unzulässige Abweichung führt zunächst zur Kennzeichnung als

.

Eine überarbeitete technische Zeichnung erhält einen neuen

.

Eine sichere Alternative zum Maschinenlauf ist die

.

Offene Aufgaben

Leicht

Auftragsklärung: Schreibe fünf fachlich eindeutige Kundenrückfragen für den fiktiven Schieber-Demonstrator und formuliere jeweils ein Abnahmekriterium.
Technische Zeichnung: Skizziere die Grundplatte mit Nut und Schieber, trage alle vorgegebenen Maße und einen eindeutigen Werkstückbezug ein.
Toleranz: Berechne Mindest- und Höchst-Gesamtspiel der Führung mit Einheiten, Rechenweg und Beurteilung.
Arbeitssicherheit: Ordne fünf konkrete Gefährdungen in der Werkzeugmaschinenwerkstatt passenden Schutzmaßnahmen und ungefährlichen Simulationsalternativen zu.

Standard

Werkstoff: Vergleiche Kartonmodell, Kunststoffprototyp und beaufsichtigt gefertigtes Frästeil hinsichtlich Funktion, Zeit, Maßhaltigkeit, Materialbedarf und Entsorgung.
Arbeitsplanung: Erstelle den Arbeitsplan für den gesamten Auftrag einschließlich Material- und Informationsfluss, Prüfmerkmalen und verbindlichen Aufsichtspunkten.
Computerized Numerical Control: Rechne Drehzahl und Vorschub nach, dokumentiere den geplanten Werkstücknullpunkt und untersuche eine Nut-Werkzeugbahn ausschließlich in der Offline-Simulation.
Qualitätssicherung: Werte die fiktiven Messwerte 30,44 mm, 30,03 mm und 30,58 mm aus; erstelle ein Prüf- und Abweichungsprotokoll samt begründeter Entscheidung.

Schwer

Modellbau: Konstruiere eine demontierbare CAD-Baugruppe mit zwei Anschlägen für den 20-mm-Hub und vergleiche zwei konstruktive Lösungen hinsichtlich Sicherheit und Wiederverwendung.
Prototyp: Plane einen ungefährlichen Versuchsaufbau zur Prüfung von Passung, Hub, Klemmen und Verschleiß und entwickle ein nachvollziehbares Messschema.
Steuerungstechnik: Implementiere die zwei Endlageneingänge und drei Anzeigen in einer Offline-Logiksimulation und belege die vier Fälle mit Prüfprotokoll.
Fehleranalyse: Bearbeite den fiktiven Änderungsauftrag „Hub vergrößern“ mit Änderungszeichnung, Kostenvergleich, erneuter Risikobetrachtung, Versionsindex und Kundenentscheidung.

Lernkontrolle

Fertigungstechnik: Begründe, wann eine Karton- oder Druckvariante die Funktion einer Führungsnut ausreichend erprobt und wann ein reales Werkstoffmuster erforderlich wäre.
Fachrechnen: Bewerte Nutbreite 30,35 mm und Schieberbreite 30,08 mm mit Grenzwerten und Spielrechnung; nenne zwei zusätzlich relevante Formmerkmale.
CNC: Erläutere eine mögliche Folge eines falschen Werkstücknullpunkts sowie die nötigen virtuellen und betrieblichen Prüfschritte vor einem realen Lauf.
Automatisierungstechnik: Entwickle die Wahrheitstabelle der zwei Endlagensensoren und begründe, warum gleichzeitige Signale als Fehler behandelt werden.
Qualitätsmanagement: Leite aus Nutbreite 30,58 mm eine strukturierte Sperr-, Ursachen-, Nacharbeits- und Freigabeentscheidung ab.
Nachhaltigkeit: Vergleiche Instandsetzung und Neufertigung für eine geänderte Führung hinsichtlich Material, Kosten, Qualität und Gefährdung.

Lernnachweis

Deine Projektmappe ist der konkrete fachliche Lernnachweis: bestätigte fiktive Kundenanforderungen, technische Zeichnung mit Version, CAD-Baugruppe, Stückliste, Materialentscheidung, Arbeits- und Sicherheitsplan, berechnete Passung sowie Drehzahl und Vorschub, CAM-Simulationsprotokoll, Modell- oder beaufsichtigt hergestelltes Teil, Messbericht, Fehleranalyse, vier dokumentierte Steuerungstests, Abnahme und fachlich begründete Reflexion. Präsentiere die Ergebnisse in einem simulierten Kundengespräch.

Zur Rückmeldung nutzt du das 100-Punkte-Bewertungsraster aus dem vollständigen Praxisfall. Eine vereinbarte, sichere Simulation darf den gefährlichen Realbetrieb ersetzen. Ein fehlender Sicherheitsnachweis verhindert dagegen jede reale Arbeitsfreigabe unabhängig von der übrigen Punktzahl. Über den betrieblichen Leistungsnachweis entscheiden die zuständigen Ausbilderinnen und Ausbilder entsprechend dem Ausbildungsplan, der Kammerzuständigkeit und dem einschlägigen Landeslehrplan.

OER und Wikipedia

Fachlich geprüfte Quellen mit aktuellem Geltungshinweis (Oktober 2026):

BIBB: bisheriger Technischer Modellbauer – Fachrichtungen und Ausbildungsordnung bis 31. Juli 2027.
BIBB: Neuordnung ab August 2027 – künftige, noch nicht in Kraft getretene Ausbildungsordnung.
Konsolidierte aktuelle Ausbildungsordnung – mit Änderung vom 4. August 2026.
Betriebssicherheitsverordnung – Gefährdungsbeurteilung, Arbeitsmittelsicherheit, Fachaufsicht und Unterweisung.
DGUV Information 209-066: Maschinen der Zerspanung – fachliche Orientierung; ältere Ausgabe 2012 nicht als unverändert neueste Norm missverstehen.
BGHM: Werkzeugmaschinen – Verweis auf ergänzende Arbeitsschutzinformationen.
Wikipedia: Technischer Modellbauer – freier Berufsüberblick, kritisch einordnen.
Wikipedia: Computerized Numerical Control – Grundlagen zum digitalen Fertigungsprozess.
HubbS: Handgeführte CNC-Oberfräse – ergänzendes deutschsprachiges OER-Video von mebis Tube, CC BY-SA 4.0; nicht mit einer stationären CNC-Maschinenfreigabe verwechseln.

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Eingebundene Datei	Datei- und Rechtequelle	Urheber	Lizenz
File:FreeCAD-20.1.png	Commons	Nik vr	CC BY-SA 4.0
File:3D printer working on green model parts.jpg	Commons	Shixart1985	CC BY 2.0
File:CNC milling machine.jpg	Commons	Impressionmanufacturer	CC BY-SA 4.0
File:Pneumatic cylinder 2172.jpg	Commons	Mixabest	CC BY-SA 3.0
File:Dial Indicator Gauge.jpg	Commons	Solaris2006	CC BY-SA 3.0

Zwei überprüfte deutschsprachige YouTube-Fachvideos: EduVision: CNC-Fräsen – PAL-G-Code-Einstieg, 2023 und EduVision: Pneumatik und Simulation, 2025. Die Quellen sind Lernmaterial, aber ohne nachgewiesene offene Videolizenz keine frei nachnutzbaren OER-Filmdateien. Verfügbarkeit, externe Datenübermittlung und Eignung vor Unterrichtseinsatz prüfen. Es wurden keine Sofatutor-Medien verwendet.

Geprüfter Wikipedia-Artikel in der Kurssprache: