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Fachübungen 3 – Einteilige Werkstücke maschinengestützt herstellen - Gold- und Silberschmied

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Einleitung

In diesem aiMOOC erarbeitest du für das erste Ausbildungsjahr im Beruf Gold- und Silberschmied einen vollständigen theoretischen Auftrag: ein einteiliges Werkstück analysieren, bemaßen, geeignete maschinengestützte Fertigungsverfahren unterscheiden, die notwendigen Größen berechnen, Qualität prüfen und das Ergebnis begründet dokumentieren. Der KMK-Rahmenlehrplan 2025 ordnet dem Lernfeld 3 40 Unterrichtsstunden zu. Die Ausbildung ist nach der Ausbildungsordnung von 2025 auf 42 Monate angelegt und umfasst die Fachrichtungen Goldschmieden und Silberschmieden. Berufsportal: Ausbildung – Gold- und Silberschmied.

Sicherheitsgrenze: Sämtliche Maße, Messreihen, Schnittwerte, Maschinenstunden und Kosten in diesem Kurs sind synthetische Lernannahmen. Gerechnete Drehzahlen sind keine realen Einstellvorgaben oder Maschinenfreigaben. Tatsächliche Arbeiten an Maschinen, elektrischen Geräten, mit Gefahrstoffen, Schleifstäuben oder gesundheitsgefährdenden Verfahren dürfen ausschließlich nach betrieblicher Gefährdungsbeurteilung, Einweisung und unter qualifizierter fachlicher Anleitung stattfinden. Bei ungeklärten Betriebszuständen gilt: stoppen, Abstand wahren, Fachperson informieren.

Dein Lernziel: Du kannst Verfahrensprinzipien vergleichen, eine Zeichnung fachgerecht lesen, Zahlenwerte samt Einheiten prüfen, eine plausible Fertigungsplanung ohne praktische Ausführung verfassen und bei Maßabweichungen richtig entscheiden. Der Kurs enthält Bilder, ein lizenziertes Fachvideo, Rechenschemata, Tabellen, Lernspiele, differenzierte Aufgaben, Lösungen und einen durchgerechneten Modellfall.

Werkstattkontext, Anilbhardwajnoida, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0; Quellen und Rechte im OER-Abschnitt.

Auftrag, Werkstoff und technische Darstellung

Auftragsanalyse und einteilige Werkstücke

Du erhältst den fiktiven Auftrag, einen schlichten Silberanhänger als ein einzelnes Bauteil zu planen. Eine Bohrung verändert die Form, macht aus der Scheibe aber noch keine mehrteilige Konstruktion. Ein später hinzugefügter Ring wäre dagegen ein separates Bauteil. Die professionelle Planung trennt Kundenwunsch, messbare Anforderung, Verfahrenswahl und Prüfnachweis. Du notierst Verwendungszweck, Außenform, Dicke, Öffnung, Material, Toleranzen, Sichtflächen, Termine und Rückgewinnung.

Merkmal	Synthetischer Kundenauftrag	Nachweis
Außenkontur	runde Scheibe, Nennmaß 24,0 mm	bemaßte Vorderansicht
Dicke	1,20 mm	Seitenansicht und Dickenprüfung
Öffnung	Bohrung 3,0 mm, Mittelpunkt 8,0 mm vom Scheibenmittelpunkt entfernt	Maßbezug und Lochlageprüfung
Qualitätsziel	Maße innerhalb der angegebenen Toleranzen	Prüfprotokoll
Nachhaltigkeit	Materialreste nicht unkontrolliert vermischen	Rohteil- und Nettomaterialbilanz

Halbzeug bezeichnet vorgefertigtes Ausgangsmaterial wie Blech, Draht, Rohr und Profil. Nennmaß ist der festgelegte Sollwert; Istmaß der Messwert. Toleranz ist der erlaubte Bereich einer Maßabweichung. Aufmaß ist hingegen ein zusätzlicher Bearbeitungszuschlag, nicht die zulässige Maßabweichung. Bezug ist die eindeutige Achse oder Kante, von der aus du eine Lage bemaßt. Typischer Fehler: eine Lochgröße anzugeben, aber den Lochmittelpunkt in der Zeichnung nicht festzulegen.

Werkstoff- und Gestaltungsentscheidungen

Im ersten Ausbildungsjahr werden grundlegende Eigenschaften und Bearbeitungszustände von Metall, Legierungen und Halbzeugen verglichen. Die tatsächliche Verarbeitbarkeit hängt von Zusammensetzung, Festigkeitszustand und Materialhistorie ab. Die fiktive Dichte ρ = 10,3 g/cm³ des Modellfalls ist ausschließlich eine Zahl für Fachrechenübungen und keine verifizierte Lieferantenspezifikation. Wer Materialkosten kalkuliert, muss Materialeinsatz, Rückgewinnbarkeit und eventuelle Verschnittverluste voneinander unterscheiden.

Auch die Gestaltung ist fachlich prüfbar: Welche Oberfläche ist sichtbar? Welche Kanten müssen im Entwurf berücksichtigt werden? Ist die Bohrung weit genug vom Rand entfernt? Bei D = 24 mm, exzentrischer Lochmitte 8 mm und Lochradius 1,5 mm beträgt die rechnerische minimale verbleibende Randbreite 12 − 8 − 1,5 = 2,5 mm. Das ist eine geometrische Modellgröße, kein Nachweis für reale Festigkeit oder sichere Tragfähigkeit. Die Bewertung erfordert qualifizierte Werkstoff- und Belastungsprüfung.

Maschinengestützte Fertigung fachlich einordnen

Umformen und Trennen klar unterscheiden

Beim Umformen verändert sich die Geometrie, ohne dass der Prozess hauptsächlich Werkstoff in Späne zerlegt. Walzen verändert unter Druck zwischen rotierenden Walzen die Dicke beziehungsweise Querschnittsform. Drahtziehen formt den Draht beim Durchtritt durch ein Ziehwerkzeug. Beim Trennen wird Stoff abgetragen oder getrennt; die Lernfeldbeispiele sind maschinengestütztes Sägen, Bohren und Fräsen. Bohren erzeugt unter Schneid- und Vorschubbewegung eine Öffnung, Fräsen trägt durch eine rotierende mehrschneidige Schneide Material entlang einer geplanten Kontur ab. Der Vorschub ist die Bewegung, die den Eingriff der Schneide fortsetzt.

Verfahren	Prinzip	Prüfmerkmal	Typischer Fehler
Walzen	Umformen zwischen rotierenden Walzen	gleichmäßige Blechdicke	ungeklärter Dickenverlauf
Drahtziehen	Querschnittsverringerung durch Ziehwerkzeug	Querschnitt und Oberfläche	mögliche Risse übersehen
Sägen	Trennen längs einer Kontur	Verlauf und Maßhaltigkeit	außerhalb der Kontur getrennt
Bohren	spanend Öffnung erzeugen	Lochdurchmesser und Lochlage	gute Lochform mit richtiger Lage verwechseln
Fräsen	Materialabtrag durch rotierenden Fräser	Kontur, Maß, Oberfläche	falscher Bezug oder Oberflächenfehler

Walzvorgang; Mauro Cateb, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Elektrisches Walzwerk als Anschauung; Mauro Cateb, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.

Halbzeugvorbereitung durch Walzen; Mauro Cateb, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Bohren und Fräsen anhand von Medien analysieren

Eine Maschine ist nicht allein anhand ihres Namens für den konkreten Auftrag geeignet. Planung berücksichtigt Werkstückgröße, Material, zu prüfende Merkmale, Spannbarkeit, Werkzeug, Arbeitsraum und freigegebene Schutzmaßnahmen. Bei kleinen Schmuckteilen können Verrutschen, Gratbildung, Verformen und Maßabweichung besonders relevant sein. Prüfe bei den Bildern, was sich beobachten lässt und was unbekannt bleibt.

Standbohrmaschine; LHOON, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5.

Funktionsschema einer Horizontalfräsmaschine, HUB1, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0. Das Schema ist keine Bedienungsanleitung für Schmuckmaschinen.

Fachvideo mit offener Lizenz: Datei:Drilling a gear wheel on a turning machine.WebM zeigt eine industrielle Bohrbearbeitung aus einer besonderen Perspektive. Video: Musicaloris, Wikimedia Commons, CC0. Es ist ausdrücklich kein praktischer Auftrag für Auszubildende, sondern ein Material zur Beobachtung von Relativbewegungen. Eine weitere fachliche Videoerläuterung zum Zusammenhang von Drehzahl und Durchmesser findest du unter 5gerade: Welche Drehzahl beim Bohren?; das fremde Video wird lediglich verlinkt und nicht als OER ausgegeben. Aufgabe der Bild- und Videoanalyse ist, beobachtbare Bewegungen zu benennen, Grenzen des Vergleichs zu erkennen und Sicherheitsinformationen aus qualifizierten Quellen einzufordern.

Sicherheit als verbindlicher Stopppunkt

Eine Gefährdungsbeurteilung geht der realen Tätigkeit voraus und wird durch verantwortliches Fachpersonal durchgeführt. Dazu gehören Maschinenzustand, Werkstückspannung, Schutzeinrichtungen, geeignete persönliche Schutzausrüstung, Betriebsanleitung, Staub- und Spänebehandlung sowie unterwiesene Personen. Bei auffälligen Geräuschen, Schwingungen, Werkzeugschäden oder unklarer Freigabe wird der Vorgang beendet und gemeldet. Die Lernenden greifen niemals bei laufender Maschine in den Arbeitsbereich, entfernen keine Schutzeinrichtungen und ändern keine Maschinenparameter auf Grundlage dieses Kurses. Ein schriftlicher Arbeitsplan ersetzt keine praktische Einweisung.

Fachrechnen: Geschwindigkeit, Material und Energie

Theoretische Drehzahl berechnen und plausibilisieren

Die Schnittgeschwindigkeit v_c in m/min beschreibt die Bewegungsgeschwindigkeit der Schneide am betrachteten rotierenden Durchmesser. Der Durchmesser d wird in mm eingesetzt, die Drehzahl n in min⁻¹: v_c = π · d · n / 1000. Umgestellt ergibt sich n = 1000 · v_c / (π · d).

Rechenbeispiel, keine Maschinenfreigabe: d = 3,0 mm und die rein erfundene Schnittgeschwindigkeit v_c = 12 m/min ergeben n = 12 000 / (π · 3,0) = rund 1273 min⁻¹. Vergrößert man d bei unverändertem v_c auf 6,0 mm, halbiert sich n theoretisch auf rund 637 min⁻¹. Die Zahlen dürfen nicht auf eine reale Maschine übertragen werden. Geeignete Schnittdaten hängen von Werkstoff, Werkzeug, Maschinenzustand und betrieblich freigegebenen Vorgaben ab.

Theoretischer Durchmesser	Rechenergebnis bei angenommenen 12 m/min	Deutung
2 mm	1910 min⁻¹	kleine geometrische Bezugsgröße
3 mm	1273 min⁻¹	Modellfall
4 mm	955 min⁻¹	größerer Durchmesser, kleinere Drehzahl
6 mm	637 min⁻¹	halbierte Drehzahl gegenüber 3 mm

Eigenes tabellarisches Datendiagramm: theoretisch fallende Drehzahl bei steigendem Durchmesser, keine betrieblichen Vorgaben.

Flächen, Volumen, Masse und Werkstoffausnutzung

Ein vereinfachtes Werkstück wird als kreisrunde Scheibe mit Durchgangsloch beschrieben. Nettofläche: A = π/4 · (D² − d²). Volumen: V = A · s, wobei s die Dicke ist. Masse: m = ρ · V, wenn die Einheit stimmt: 1000 mm³ sind 1 cm³. Der Nutzungsgrad ist η = Netto- / Rohvolumen · 100 %. Ein häufiger Fehler ist die Verwechslung von Radius und Durchmesser; ein anderer ist das Mischen von cm³ und mm³. Eine sachgerechte Auswertung berücksichtigt, dass Abschnitte und Späne gegebenenfalls rückgewonnen werden können.

Energie, Zeit und Kosten getrennt berechnen

Aus einer angenommenen mittleren elektrischen Leistung P = 0,24 kW und einer angenommenen Zeit t = 0,30 h ergibt sich E = P · t = 0,072 kWh. Bei hypothetischen 0,35 €/kWh kostet diese Energiemenge 0,0252 €. Leistung und Energie haben unterschiedliche Einheiten. Maschinenkosten ergeben sich beispielsweise aus t · Maschinenstundensatz; 0,30 h · 14 €/h = 4,20 €. Arbeitskosten können getrennt mit 0,30 h · 28 €/h = 8,40 € angesetzt werden. Vor einer Gesamtkalkulation ist zu prüfen, ob Strom, Wartung und Personal bereits in einem Stundensatz enthalten sind. Alle Tarife und Sätze hier sind synthetisch und keine aktuellen Marktwerte.

Prüfen, Qualitätsfehler analysieren und Ressourcen schonen

Prüfmittel und Toleranzentscheidungen

Ein Messschieber kann geeignete Außen- und Innenabmessungen erfassen, eine Bügelmessschraube ist für passende Dickenmessungen geeignet. Für jeden Prüfvorgang sind Messbereich, Auflösung, Zustand und Messunsicherheit des Mittels sowie eine definierte Prüfstelle wesentlich. Bei D = 24,0 ± 0,2 mm liegt das zulässige Intervall bei 23,8 bis 24,2 mm einschließlich der Grenzen. Ein Messwert von 24,10 mm liegt innerhalb, 24,23 mm außerhalb. Jede Entscheidung braucht ein transparentes Soll- und Istmaß mit Einheit und Messbezug.

Messschieber; Jeremyida002, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Dickenmessung; Mauro Cateb, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Befund im fiktiven Datensatz	Denkbare, nicht bewiesene Erklärung	Fachlich sichere Reaktion
Lochmitte versetzt	Bezug falsch gewählt oder Messmethode unklar	Messbezug prüfen, Werkstückstatus offenlassen
Grat sichtbar	Bearbeitungs- oder Werkzeugzustand unklar	qualifizierte Nachprüfung veranlassen
Dicke variiert	Halbzeugzustand oder Messunsicherheit	weitere vergleichbare Messungen planen
auffällige Vibration	ungeeignete Spannung oder Maschinenproblem	stoppen und Fachperson informieren

Gute Fehlerdiagnose trennt Beobachtung, Ursachenhypothese, erforderlichen Nachweis und Entscheidung. Eine zu große Bohrung lässt sich durch zusätzliches Bohren nicht verkleinern. Nacharbeit benötigt Freigabe und fachliche Prüfung. Das Qualitätsdenken lässt sich mit PDCA beschreiben: Planen, Durchführen, Prüfen, Verbessern. In diesem Kurs bleibt die Durchführung ausdrücklich eine simulierte Planungsposition.

Nachhaltigkeit und Dokumentation

Metallreste sind nicht automatisch wertloser Abfall. Ein sauberer Materialnachweis führt Rohmaterial, Werkstückmasse, theoretischen Rest und dessen mögliche Rückgewinnung getrennt. Die ökologisch und ökonomisch sinnvolle Lösung berücksichtigt auch Qualitätsrisiken, Energie, Transport, Zeit und tatsächliche betriebliche Recyclingwege. Ein kleinerer theoretischer Verschnitt ist nicht immer der einzige entscheidende Maßstab. Du dokumentierst deshalb Annahmen, Ungewissheiten und begründete Entscheidungen.

Vollständiger berufstypischer Modellfall: einteiliger Silberanhänger

Synthetischer Auftrag und Arbeitsplanung

Auftrag: Plane eine einteilige silberfarbene Schmuckscheibe mit D = 24,0 ± 0,2 mm, s = 1,20 ± 0,05 mm, Lochdurchmesser d = 3,0 ± 0,1 mm und Lochmittelpunktabstand a = 8,0 ± 0,2 mm. Die Rohplatte ist 26 × 26 × 1,20 mm groß. Verwende die ausschließlich für diese Aufgabe angenommene Dichte ρ = 10,3 g/cm³. Der Rechenfall verwendet eine angenommene Leistungsaufnahme 0,24 kW, Zeit 0,30 h, Strompreis 0,35 €/kWh, Maschinenkostensatz 14 €/h ohne Personal und Energie, Arbeitskostensatz 28 €/h und fiktiven Materialansatz 1,80 €/g.

Muster-Arbeitsplan:

Auftrag und Bezüge klären: Außendurchmesser, Dicke, Lage der Bohrung, Maßeinheiten und Sichtflächen aus dem fiktiven Auftrag übernehmen.
Theoretische Skizze: Vorderansicht mit D und exzentrischem d samt Mittelpunktabstand; Seitenansicht mit s.
Halbzeug bewerten: Rohplattenmaße, angenommenen Materialzustand, Schnitt- und Restmaterialbilanz festhalten.
Verfahren unterscheiden: Konturtrennen und Bohren fachlich zuordnen; die konkrete Werkzeug-, Spann- und Maschinenwahl bleibt der qualifizierten Betreuung vorbehalten.
Sicherheit prüfen: ohne Einweisung, Gefährdungsbeurteilung, Maschinenfreigabe und unterwiesenes Personal keine praktische Durchführung.
Maß-, Qualitäts- und Nachhaltigkeitsprotokoll anhand rein synthetischer Ergebnisse erstellen.

Musterrechnung mit vollständigem Ergebnis

Nettofläche: A = π/4 · (24² − 3²) = π/4 · 567 = 445,32 mm². Nettovolumen: V_netto = 445,32 · 1,20 = 534,38 mm³ = 0,53438 cm³. Nettomasse: 0,53438 · 10,3 = 5,50 g, auf zwei Dezimalstellen gerundet.

Rohvolumen: 26 · 26 · 1,20 = 811,20 mm³ = 0,8112 cm³. Rohmasse: 0,8112 · 10,3 = 8,35536 g ≈ 8,36 g. Nutzungsgrad: 534,38 / 811,20 · 100 = 65,88 %. Theoretisches Restvolumen: 811,20 − 534,38 = 276,82 mm³, entsprechende Restmasse etwa 2,85 g. Ob und in welchem Umfang Material wiedergewonnen wird, ist hier nicht angenommen.

Schnittwert, reine Theorie: Für d = 3,0 mm und das frei angenommene v_c = 12 m/min ist n = 1000 · 12 / (π · 3) = rund 1273 min⁻¹. Keine Anweisung und keine reale Drehzahlfreigabe.

Energie: E = 0,24 kW · 0,30 h = 0,072 kWh. Stromkosten 0,072 · 0,35 € = 0,0252 €. Maschinenkosten 0,30 · 14 = 4,20 €. Personalkosten 0,30 · 28 = 8,40 €. Materialkosten 8,35536 · 1,80 = 15,039648 €. Rechnerische Summe: 15,039648 + 4,20 + 8,40 + 0,0252 = 27,664848 € ≈ 27,66 €. Kein Markt- oder Verkaufspreis: Restwertgutschrift, zusätzliche Gemeinkosten und weitere Arbeitsschritte fehlen.

Prüfprotokoll und Fehlerdiagnose des Modellfalls

Merkmal	Übungsgrenzen	Fiktiver Messwert	Befund
Außendurchmesser	23,80–24,20 mm	24,10 mm	innerhalb
Dicke	1,15–1,25 mm	1,19 mm	innerhalb
Lochdurchmesser	2,90–3,10 mm	3,05 mm	innerhalb
Lochmittelpunktabstand	7,80–8,20 mm	8,10 mm	innerhalb

Musterergebnis: Alle vier fiktiven Messwerte liegen innerhalb ihrer Toleranzen. Das ist keine reale Produktfreigabe, weil etwa tatsächliche Werkstoffeigenschaften, Oberflächen, Gratfreiheit, Festigkeit und Sicherheit nicht geprüft wurden. Fehlerfall: Eine alternative Bohrung mit gemessenen 3,14 mm überschreitet die Grenze 3,10 mm. Richtige Diagnose: Befund protokollieren, Werkstück sperren und die verantwortliche Fachperson entscheiden lassen; weiteres Bohren hilft nicht.

Fachliches Bewertungsraster und Musterabgabe

Bewerte jedes Kriterium mit 0 bis 4 Punkten: 4 = vollständig und begründet; 3 = kleine Lücken; 2 = teils nachvollziehbar; 1 = wesentliche Mängel; 0 = nicht nachgewiesen. Maximal 20 Punkte. Ein sicherheitskritischer Mangel verlangt gesonderte fachliche Klärung unabhängig von der Punktzahl.

Kriterium	Nachweis für vier Punkte	Punkte
Auftragsanalyse und Gestaltungsbezug	Bezüge, Maße, Funktion und Skizze widerspruchsfrei	0–4
Fertigungsplanung und Sicherheit	Verfahren begründet, Stopppunkte und Freigabegrenzen erkannt	0–4
Fachrechnen und Einheiten	vollständige Rechnungen für Masse, Schnittwert, Energie und Kosten	0–4
Prüfung und Diagnose	klare Ist-Soll-Vergleiche, keine voreilige Nacharbeit	0–4
Dokumentation und Nachhaltigkeit	prüfbare Materialbilanz, Rückgewinnung als Annahme gekennzeichnet	0–4

Sechs Musterarbeitsprodukte: (1) Auftragsblatt, (2) bemaßte Skizze, (3) theoretischer Arbeitsplan, (4) Rechenblatt mit Einheiten, (5) Prüfprotokoll, (6) Reflexion über Grenzen der Simulation und Materialrückgewinnung.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice-Quiz

Was ist ein Halbzeug? (Ein vorverarbeitetes Ausgangsmaterial wie Blech oder Draht) (!Ein ausschließlich fertig montiertes Schmuckstück) (!Nur das Bohrmehl nach der Bearbeitung) (!Ein elektronisches Prüfgerät)

Rückmeldung: Blech, Draht und Profil sind typische Ausgangsformen. Sie werden erst im Arbeitsprozess zum gewünschten Werkstück.

Warum bleibt ein Anhänger mit einer Bohrung einteilig? (Die Bohrung unterbricht nicht den Zusammenhang des übrigen Bauteils) (!Jede Bohrung verbindet mehrere Einzelteile) (!Ein Schmuckstück ist immer einteilig) (!Das Material bestimmt allein die Anzahl der Bauteile)

Rückmeldung: Einteilig meint ein zusammenhängendes Bauteil. Eine separat angesetzte Öse wäre ein weiteres Teil.

Welches Verfahren ist spanendes Trennen? (Bohren) (!Walzen) (!Drahtziehen) (!Dickenmessen)

Rückmeldung: Beim Bohren wird Material spanend entfernt. Walzen und Ziehen sind Umformverfahren.

Was misst die Größe n? (Umdrehungen je Minute) (!Elektrische Energie in Kilowattstunden) (!Masse in Gramm) (!Materialverbrauch in Euro)

Rückmeldung: Drehzahl beschreibt die Anzahl der Umdrehungen je Zeiteinheit und wird in min hoch minus eins notiert.

Was passiert bei konstantem v_c, wenn sich d verdoppelt? (Die theoretische Drehzahl halbiert sich) (!Die Drehzahl verdoppelt sich) (!Die Drehzahl vervierfacht sich) (!Die Drehzahl wird unabhängig vom Durchmesser)

Rückmeldung: Aus n gleich 1000 mal Schnittgeschwindigkeit geteilt durch Pi mal Durchmesser folgt die umgekehrte Proportionalität.

Wie viel Energie ergibt 0,24 kW mal 0,30 h? (0,072 kWh) (!0,54 kWh) (!0,72 kW) (!7,2 Euro)

Rückmeldung: Leistung multipliziert mit Zeit ergibt Energie. Die korrekte Einheit ist hier kWh.

Welcher Toleranzbereich folgt aus 24,0 plus minus 0,2 mm? (23,8 bis 24,2 mm) (!23,0 bis 25,0 mm) (!Genau 24,0 mm ohne Abweichung) (!24,2 bis 24,4 mm)

Rückmeldung: Die obere und untere Grenze sind beim angegebenen Intervall eingeschlossen.

Was ist bei ungewöhnlichen Maschinenschwingungen geboten? (Sofort stoppen und qualifiziertes Personal verständigen) (!Bei laufender Maschine selbst nachspannen) (!Ohne Meldung weiterarbeiten) (!Die Schutzvorrichtung entfernen)

Rückmeldung: Unklare Schwingungen können ein Sicherheits- und Qualitätsrisiko darstellen und erfordern fachliche Klärung.

Wie wird der Nutzungsgrad in diesem Modell ermittelt? (Nettovolumen geteilt durch Rohvolumen mal hundert) (!Strompreis geteilt durch Lochdurchmesser) (!Maschinenzeit geteilt durch Werkstückmasse) (!Nettomasse plus Rohmasse mal hundert)

Rückmeldung: Vergleichbare Materialmengen bilden einen Quotienten. Die Restmenge kann trotzdem rückgewinnbar sein.

Wie wird eine Bohrung von 3,14 mm bei maximal 3,10 mm beurteilt? (Außerhalb der Toleranz und zunächst zu sperren) (!Automatisch freigegeben) (!Durch weiteres Bohren zu verkleinern) (!Ohne Prüfprotokoll als bestanden einzutragen)

Rückmeldung: 3,14 mm überschreitet die festgelegte Obergrenze; eine Nacharbeit braucht gesonderte fachliche Entscheidung.

Memory: Begriffe und Definitionen

Halbzeug	Vorgefertigtes Ausgangsmaterial
Schnittbewegung	Relativbewegung von Schneide und Material beim Trennen
Vorschub	Bewegung zur Fortführung des Schneideingriffs
Nennmaß	Vorgegebener Sollwert in der Zeichnung
Toleranz	Zulässiger Abweichungsbereich eines Maßes
Prüfprotokoll	Dokumentation von Messung und Bewertung

Drag-and-drop: Planungsnachweise zuordnen

Passenden Nachweis zuordnen	Planungsschritt
Bemaßte Zeichnung	Form und Lochlage festlegen
Materialbilanz	Rohmenge und Nettomenge vergleichen
Schnittwertrechnung	Durchmesser und theoretische Drehzahl verknüpfen
Prüfblatt	Soll- und Istwerte vergleichen
Sicherheitsvermerk	Ungeklärte Freigabe als Stopppunkt kennzeichnen

Kreuzworträtsel: Fachsprache

Drehzahl	Welche Größe zählt Umdrehungen je Minute?
Walzen	Welches Umformen geschieht zwischen rotierenden Walzen?
Bohrer	Welches Werkzeug wird für eine Bohrung verwendet?
Toleranz	Wie heißt der erlaubte Bereich einer Maßabweichung?
Messschieber	Welches Prüfmittel misst passende Außen- und Innenmaße?
Spannmittel	Wie nennt man Hilfsmittel zur sicheren Halterung eines Werkstücks?

LearningApps: weitere Lernspiele finden

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Lückentext: Die wichtigsten Zusammenhänge

Ein vorverarbeitetes Ausgangsmaterial wird als

bezeichnet.

Die Schneidgeschwindigkeit am Durchmesser heißt

.

Die Anzahl der Umdrehungen pro Minute nennt man

.

Ein spanendes Verfahren zur Erzeugung einer Öffnung ist

.

Ein Umformen zwischen zwei rotierenden Werkzeugkörpern nennt man

.

Der zulässige Bereich einer Maßabweichung ist die

.

Die elektrische Energie ergibt sich aus der Leistung multipliziert mit der

.

Der Quotient aus Netto- und Rohmaterial beschreibt den

.

Bei ungeklärter Schwingung steht der sichere

vor weiteren Arbeiten.

Offene Aufgaben

Bearbeite die zwölf Aufgaben ohne reale Maschinenarbeit. Lege Annahmen offen und nutze eigene Skizzen, Tabellen und synthetische Daten.

Leicht

Halbzeug: Erstelle eine Übersicht zu Blech, Draht, Rohr und Profil und nenne je eine geeignete Prüfgröße. Abgabe: vier Tabellenzeilen; Prüfkriterium: passende Zuordnung.
Fertigungsverfahren: Ordne Walzen, Ziehen, Bohren, Sägen und Fräsen in Umformen oder Trennen ein. Abgabe: Zuordnung und Bewegungsbegründung; Prüfkriterium: fünf korrekte Einordnungen.
Technisches Zeichnen: Skizziere eine Scheibe D = 24 mm mit Loch d = 3 mm und Lochmittelpunktabstand 8 mm. Abgabe: bemaßte Ansicht; Prüfkriterium: eindeutiger Bezug.
Arbeitssicherheit: Formuliere eine kurze Stoppmeldung zu ungewöhnlicher Maschinenbewegung. Abgabe: Beobachtung und Entscheidung; Prüfkriterium: kein eigenmächtiges Weiterarbeiten.

Standard

Schnittgeschwindigkeit: Berechne für fiktive 10 m/min und d = 2,5 mm die rein theoretische Drehzahl. Abgabe: Formel, Einheiten, Rechenweg, Sicherheitsvorbehalt; Lösung: rund 1273 min⁻¹.
Werkstoffnutzungsgrad: Ermittle im Modellfall Netto- und Rohvolumen sowie deren Verhältnis. Abgabe: Materialbilanz; Lösung: 534,38 mm³, 811,20 mm³, rund 65,88 %.
Messen: Prüfe 23,79 mm, 23,95 mm, 24,20 mm und 24,23 mm gegen 24,0 ± 0,2 mm. Abgabe: Prüftabelle; Lösung: außerhalb, innerhalb, innerhalb, außerhalb.
Arbeitsplanung: Erstelle ein Flussschema von Auftrag, Zeichnung, Verfahren, Sicherheit, simuliertem Ablauf und Prüfung. Abgabe: Prozessgrafik; Prüfkriterium: nachvollziehbare sichere Übergänge.

Schwer

Fehleranalyse: Vergleiche Lochmesswerte 3,07 mm und 3,14 mm bei d = 3,0 ± 0,1 mm. Trenne Befund, Hypothese, benötigte Nachweise und Entscheidung. Abgabe: Diagnosematrix; Lösung: A innerhalb, B außerhalb und sperren.
Kostenrechnung: Kalkuliere den Modellfall und eine fiktive längere Arbeitszeit von 0,40 h unter sonst gleichen Annahmen. Abgabe: Vergleich mit Einheiten und Doppelzählungsprüfung; Lösung: rund 27,66 € und 31,87 €.
Qualitätsmanagement: Entwirf ein kriteriales Fünf-Kriterien-Raster zu je vier Punkten samt unabhängigem Sicherheitsstopppunkt. Abgabe: Rubrik und begründetes Feedback; Prüfkriterium: nachvollziehbare Punkte ohne unzulässige Freigabe.
Nachhaltigkeit: Vergleiche zwei fiktive Schnittbild-Anordnungen und liste die Daten auf, die für einen belastbaren Vergleich von Verschnitt, Rückgewinnung und Qualitätsrisiken nötig sind. Abgabe: Skizze und Datenanforderung; Prüfkriterium: Annahmen und Belege getrennt.

Musterlösungen und Bewertungsmaßstäbe

Offene Aufgabe	Lösungsanker
Leicht 1	Blech: Dicke; Draht: Durchmesser; Rohr: Innen-/Außendurchmesser; Profil: Breite oder Querschnitt
Leicht 2	Walzen und Ziehen formen um; Bohren, Sägen und Fräsen trennen
Leicht 3	Zwei Kreise mit D 24 mm und d 3 mm, deren Mittelpunkte 8 mm auseinanderliegen
Leicht 4	Anhalten, Abstand wahren, verantwortliche Fachperson informieren
Standard 1	n = 1000 · 10 / (π · 2,5) ≈ 1273 min⁻¹ nur als Theorie
Standard 2	Netto 534,38 mm³; Roh 811,20 mm³; 65,88 %; Rest möglicherweise rückgewinnbar
Standard 3	23,79 sperren; 23,95 innerhalb; 24,20 innerhalb; 24,23 sperren
Standard 4	Auftrag → Bemaßung → Halbzeug → Verfahrensplanung → Sicherheitsfreigabe durch Fachpersonal → Prüfprotokoll
Schwer 1	3,07 innerhalb; 3,14 außerhalb; Ursache nicht ohne Nachweis behaupten
Schwer 2	0,30 h: 27,66 €; 0,40 h: 31,87 €; beide nur synthetisch und ohne zusätzliche Gemeinkosten
Schwer 3	Je vier Punkte für Auftragsanalyse, Fertigungsplanung, Fachrechnung, Qualität und Dokumentation; gesonderter Sicherheitsvorbehalt
Schwer 4	Flächenbedarf, Randabstand, Rückgewinnung, Maßhaltigkeit und Zeitbedarf als Entscheidungskriterien

Gemeinsame fachliche Kriterien: fachliche Richtigkeit (40 %), Rechenweg und Belege (25 %), Begründung/Transfer (25 %), Darstellung (10 %). Das sind didaktische Übungsgewichte, keine offiziellen Prüfungsgewichtungen.

Lernkontrolle

Diese sechs zusätzlichen Aufgaben vertiefen die Übertragung der Inhalte; sie zählen nicht zu den zwölf offenen Aufgaben.

Technische Zeichnung: Eine Zeichnung enthält D und d, aber keine Bohrungsposition. Welche Angabe fehlt, und wie kann sie eindeutig bemaßt werden?
Fachrechnen: Vergleiche die Drehzahlen zweier fiktiver Durchmesser von 2 mm und 4 mm bei identischer angenommener Schnittgeschwindigkeit. Begründe die Relation.
Materialberechnung: Eine Platte misst 25 × 25 × 1 mm, das Nettoteil ist eine Scheibe D = 20 mm ohne Bohrung. Wie groß ist der flächenbezogene Nutzungsgrad?
Qualitätssicherung: Begründe bei 24,23 mm und zulässigen 23,8–24,2 mm eine fachlich sichere Entscheidung und trenne Befund von Ursachenhypothese.
Energiebedarf: Ermittle die Energiemenge bei fiktiven 0,25 kW über 24 Minuten und erkläre die Einheitenumrechnung.
Berufsbildung: Erkläre, warum Grundlagen der Werkstückplanung, Qualität und Dokumentation für beide Fachrichtungen gelten und welche Spezialthemen du in der geltenden Verordnung nachschlagen musst.

Lösungshinweise zur Lernkontrolle

Aufgabe 1: Es fehlt eine eindeutige Lagebemaßung vom Bezugspunkt bzw. von der Bezugsachse. Aufgabe 2: Die theoretische Drehzahl bei 2 mm ist doppelt so groß; keine Betriebsfreigabe. Aufgabe 3: A_netto = 100π ≈ 314,16 mm², A_roh = 625 mm², η ≈ 50,27 %. Aufgabe 4: 24,23 mm liegt außerhalb; Messmethode und mögliche Ursachen sind zu prüfen, Werkstück zunächst sperren. Aufgabe 5: 24 min = 0,4 h, E = 0,25 · 0,4 = 0,10 kWh. Aufgabe 6: Gemeinsames erstes Lernfeld; Spezialisierungen, aktuelle Ausbildungs- und Prüfungsanforderungen sind den offiziellen Rechtsgrundlagen zu entnehmen.

Lernnachweis

Erstelle ein Portfolio mit (1) Auftrag und beruflichem Kontext, (2) bemaßter Entwurfsskizze, (3) sicherheitsbewusstem theoretischem Arbeitsplan, (4) Material- und Fachrechenblatt, (5) Ist-Soll-Prüfprotokoll und (6) Reflexion zu Rückgewinnung, Fehlersuche und Grenzen einer Simulation. Du demonstrierst Fachbegriffe, Einheitenprüfung, nachvollziehbare Planungsentscheidungen und einen begründeten Transfer auf eine andere Werkstückgeometrie. Verwende das 20-Punkte-Raster des Modellfalls; fehlende Sicherheitsfreigabe kann nicht durch Rechenpunkte ausgeglichen werden. Ergebnis und Feedback sind Übungsleistungen, keine offiziellen Prüfungsnoten.

OER und Wikipedia

Verlässliche Grundlagen:

BIBB-Berufsprofil Gold- und Silberschmied zur geltenden Ausbildung, Fachrichtungen und Dauer.
Ausbildungsordnung 2025 zur überprüfbaren offiziellen Ausbildungs- und Prüfungsstruktur.
KMK-Rahmenlehrplan 2025 zum ersten Ausbildungsjahr und Lernfeld 3.
Walter Machining Calculator als externes kommerzielles Fachrechenwerkzeug, nicht zur eigenmächtigen Maschinenfreigabe.
Wikipedia: Goldschmied und Wikipedia: Bohren für begriffliche Vertiefung.

Mediennachweise, Urheber und Rechte

Die folgenden nachgewiesenen Commons-Dateien sind mit der genannten Lizenz verbunden. Bei Weiternutzung müssen Urheber, Lizenz, eventuelle Änderungen und gegebenenfalls Weitergabebedingungen beachtet werden. Das weiterführende Video auf 5gerade ist nicht frei lizenziert und wurde nur als Link angegeben.

Originaldatei	Quelle und Autor	Rechtsangabe
File:Jewellery workshop.JPG	Commons, Anilbhardwajnoida	CC BY-SA 3.0
File:Using a rolling mill.jpg	Commons, Mauro Cateb	CC BY-SA 4.0
File:Electric rolling mill.jpg	Commons, Mauro Cateb	CC BY-SA 3.0
File:Using a rolling mill..jpg	Commons, Mauro Cateb	CC BY-SA 4.0
File:Drillpress.jpg	Commons, LHOON	CC BY-SA 2.5
File:Milling machine diagram.svg	Commons, HUB1	CC BY-SA 4.0
File:Vernier Caliper.jpg	Commons, Jeremyida002	CC BY-SA 4.0
File:Using a micrometer.jpg	Commons, Mauro Cateb	CC BY-SA 4.0
File:Drilling a gear wheel on a turning machine.WebM	Commons, Musicaloris	CC0

Neu erstellte Lernmittel: Aufgaben, Modellrechnung, Musterlösungen, Tabellen und Bewertungsraster wurden eigens für diesen Kurs mit fiktiven Daten formuliert. Für fremde Bilder und Videos gelten unverändert deren Originalrechte.

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Berufsportal: Gold- und Silberschmied

Der Kurs verbindet Fachrechnen, Bewegung und Energie, Entwurf und Gestaltung, digitale Datenauswertung und Arbeitssicherheit. Konkrete weitere Kursseiten des Berufsportals sind vor dem Setzen zusätzlicher Querverweise auf Existenz zu prüfen.