Autonom fahrendes Auto aus dem 3D-Drucker

Das P-Seminar des Meranier-Gymnasiums Lichtenfels übergibt den fertigen Prototypen an die Firma Valeo Schalter und Sensoren GmbH aus Kronach.

6,5 Kilogramm verdrucktes Plastik, ca. 1.200 Stunden gesammelte Druckzeit und gut ein Jahr nach Beginn des Seminars im September 2019 ist der Prototyp des Lichtenfelser P-Seminars „Autonom fahrendes Modell eines Range Rover Evoque im 3D-Druck-Verfahren“ fertig. Unter Leitung von StR Johannes Mann haben die neun Schüler*innen in ihrem Projekt-Seminar zur Studien- und Berufsorientierung erste Erfahrungen im additiven Fertigungsverfahren sowie dem Konstruieren von 3D-Objekten am Computer sammeln können. Aufgabe des Projekt-Seminars am bayerischen Gymnasium ist es, dass die Schüler*innen der Oberstufe Einblicke in die Berufswelt erhalten und Kontakte zu ortsansässigen Firmen knüpfen können.

Sieben der neun Schüler*innen des P-Seminars bei der symbolischen Schlüsselübergabe des Prototyps an die Firma Valeo aus Kronach. Zusätzlich von links nach rechts: Seminarleiter StR Johannes Mann, OStD Thomas Carl und Herr David Middrup von Valeo.

Zusammen mit Herrn Middrup, Entwicklungsingenieur im Bereich Driving Assistance Research bei Valeo in Kronach, konzipierte und fertigte das Seminar den Miniaturnachbau der von der Firma für Testfahrten im Bereich automatisiertes Fahren eingesetzten Range Rover Evoques im Maßstab 1:6. Dabei sollten viele der Detektions- und Assistenzsysteme von Valeo auch im kleinen Modellauto verbaut werden.

Zur Einführung in die Thematik des 3D-Drucks besuchten die Schüler*innen zusammen mit ihrem Lehrer den Makerspace Creapolis in Coburg, wo sie erste Grundlagen im Konstruktionsverfahren, 3D-Druck, Holzlaserfertigung und Löten sowie Programmieren lernten.

Das P-Seminar beim Besuch des Makerspace in Coburg im Januar 2020.

Die Schüler*innen konstruierten dann im Verlauf des Seminars am Computer Halterungen für Ultraschallsensoren, LiDAR-Scanner sowie Fisheye- und Long Range Kameras und integrierten sie an passenden Stellen in die Karosserie. Dabei mussten in Kleingruppen verschiedene Absprachen getroffen werden: Welcher Abstand muss zwischen Sensor und Radkasten eingehalten werden, damit die Servolenkung noch voll ausschlagen kann? Wie verbreitert man den Antriebsstrang eines Modellautos so, dass er für die Maße des Prototyps passt? Wo wird die zentrale Steuerelektronik auf die Bodenplatte geschraubt, damit die verschiedenen Arbeitsgruppen ihre Sensoren möglichst effizient anschließen können? Schnell entschieden sich die Schüler*innen, die Karosserie in acht Teile aufzuteilen, damit sie auf den schuleigenen 3D-Druckern ausgedruckt werden können. Das mit Magneten befestigte, abnehmbare Dach sorgt dafür, dass man später unkompliziert Einblick in das Innenleben des Fahrzeugs erhalten kann und alle elektrischen Komponenten für die weitere Arbeit leicht zugänglich sind. Schließlich soll es später auf Messen eingesetzt werden, um die Assistenzsysteme der Firma Valeo im kleinen Maßstab demonstrieren zu können. Aber auch für erste Tests von Funktionen, die nicht direkt am großen Fahrzeug ausgeführt werden sollen, ist der kleine Prototyp gedacht.

„Wir freuen uns sehr, als Weltmarktführer für automatisiertes Fahren das Projekt-Seminar der Schülerinnen und Schüler in Lichtenfels fördern zu können“, erklärt Jörg Schrepfer, Head of Driving Assistance Research DAR Germany und Standortleiter von Valeo in Kronach-Neuses. „Oberfranken entwickelt sich mit zahlreichen Projekten wie diesem zum Zentrum für autonomes Fahren und es ist uns ein großes Anliegen, schon bei Schülerinnen und Schülern das Interesse für die spannenden Themen zu wecken, an denen wir bei Valeo Tag für Tag forschen.“

Auch unser Schulleiter OStD Thomas Carl zeigte sich glücklich: „Es beeindruckt mich sehr, was die Schüler am Meranier-Gymnasium in diesem Zeitraum geleistet haben. Durch die gewinnbringende Zusammenarbeit mit Valeo konnte ein herausragendes, zukunftsweisendes Projekt abgeschlossen werden.“

Auch die Covid-19-Pandemie machte vor dem Seminar nicht Halt. Um trotzdem am Zeitplan festhalten zu können, stieg man auf digitale Kommunikationskanäle um. Die Arbeiten an den 3DModellen konnte kollaborativ mit einer Online-Software gelöst werden. Sollte ein Bauteil zum Test ausgedruckt werden, wurde die Datei über ein Cloud-System geteilt und vom Seminarleiter in der Schule ausgedruckt. Das fertige 3D-Modell wurde dann in einen Spind, auf den alle Mitglieder des Seminars Zugriff hatten, gelegt. So konnten die Schüler*innen kontaktlos ihre Teile abholen und testen. Am Tag der Schlüsselübergabe merkte man den Schüler*innen die Erleichterung über ihr erfolgreich absolviertes Projekt an. Mit den besten Wünschen für eine allzeit gute Fahrt bedanken sie sich bei der Firma Valeo und Herrn Middrup für die Begleitung während des Projekts, die Unterstützung und Bereitstellung der Materialien sowie der Chance, ein so einzigartiges und außergewöhnliches Projekt durchführen zu dürfen.

In der Presse finden sich dazu folgende Artikel:

https://www.infranken.de/lk/kronach/das-auto-aus-dem-3d-drucker-art-5130779

https://www.infranken.de/lk/gem/prototyp-fuer-automatisiertes-fahren-art-5129380

https://www.obermain.de/lokal/obermain/p-seminar-des-mgl-baut-autonom-fahrendes-auto-aus-3d-drucker;art2414,870246

Johannes Mann
gepostet am 9. Dezember 2020