Das P-Seminar Physik übergibt das fertige Shuttle an die Firma Valeo

Autonome Shuttles zur Personenbeförderung erobern langsam die Innenstädte und bieten eine Alternative zum normalen Verkehr an. So finden sich die kleinen Fahrzeuge innerhalb des Projekts „Shuttle Modellregion Oberfranken“ in Kronach, Hof und Rehau seit 2020 im öffentlichen Einsatz auf anspruchsvollen Strecken. Dies inspirierte auch die Schüler*innen des P-Seminars Physik des Jahrgangs 2021/2023 am Meranier-Gymnasium Lichtenfels, die erfolgreich ein Projekt zur Herstellung eines autonom fahrenden Shuttles aus dem 3D-Drucker abgeschlossen haben. Unter der Leitung von StR Johannes Mann und nach 11 Monaten harter und komplizierter CAD-Arbeit feierte das „Navya Shuttle“ seine Premiere.

Das fertige Shuttle mit auffälliger Beleuchtung. Gut zu erkennen sind die Sensoren an der Seite und an der Front sowie die verschiedenen Kameras in Fahrtrichtung.

Zuvor mussten die 15 Schüler*innen jedoch Erfahrungen im additiven Fertigungsverfahren und in der Konstruktion von 3D-Objekten am Computer sammeln. Das Projekt-Seminar am Meranier-Gymnasium Lichtenfels hat zum Ziel, den Schüler*innen der Oberstufe Einblicke in die Berufswelt zu ermöglichen und Kontakte zu ortsansässigen Firmen zu knüpfen.

Von September 2021 bis Januar 2022 fanden verschiedene Veranstaltungen in der sogenannten BUS-Phase statt, die den Schüler*innen zur Orientierung im Berufsleben dienen sollten. Dazu gehörten nicht nur Vorstellungen der Schüler*innen zu Berufsfeldern, sondern auch offizielle Veranstaltungen wie die Berufsbörse und der Bewerbertag.

Das P-Seminar beim Ausflug zum Makerspace nach Coburg. Mit dabei sind einige Schüler des Robotik-Kurses.

Im Februar 2022 bekam das P-Seminar Physik Besuch von Herrn Middrup, dem Entwicklungsingenieur im Bereich Driving Assistance Research, und Herrn Schmidt von Valeo in Kronach. Sie stellten die Firma Valeo vor und erklärten die Aufgabe für die nächsten Monate des Projekt-Seminars: die Herstellung von zwei Miniaturnachbauten des Navya Shuttles im Maßstab 1:6, bei denen viele Detektions- und Assistenzsysteme von Valeo wie der LiDAR-Scanner, Fisheye- und Long-Range-Kameras sowie ein induktives Ladesystem eingebaut werden sollten.

Viel Input war nötig um die erforderlichen Kompetenzen beim Arbeiten mit CAD-Programmen und dem 3D-Drucker zu erlernen.

Der nächste Schritt auf der langen Reise war der Besuch des Makerspace Creapolis in Coburg, bei dem sich die Schüler*innen mit ihrem Lehrer Grundlagen im Konstruktionsverfahren, 3D-Druck, Holzlaserfertigung, Löten und Programmieren aneigneten. Ziel des Tagesausflugs war das Konstruieren und Programmieren einer eigenen digitalen Laufschrift.

Im weiteren Verlauf des Seminars wurde die Karosserie und deren integrierten Halterungen für die verschiedenen Sensoren und Kameras konstruiert und im 3D-Druckverfahren hergestellt. Dabei mussten die Schüler*innen nicht nur ihre CAD-Kenntnisse anwenden, sondern auch ihre Teamfähigkeit und ihr Durchhaltevermögen beweisen. Denn der Druckvorgang kann bei größeren Bauteilen mehrere Stunden bis Tage dauern und erfordert eine konstante Überwachung.

Die Rohversion des Shuttles direkt aus dem 3D-Drucker weist noch einige Unebenheiten auf, die beim späteren Lackieren abgeschliffen wurden.

Nachdem die Bauteile gedruckt waren, begann der Zusammenbau der Shuttles. Hier zeigte sich, dass auch das kleinste Detail wichtig ist und dass jeder Schritt sorgfältig ausgeführt werden muss. Nach vielen Stunden Arbeit war es schließlich geschafft: Die beiden Miniaturmodelle des Navya Shuttles waren fertiggestellt und voll funktionsfähig.

Der Motor stammt aus zwei ferngesteuerten Autos, die von einem Schüler mit einem Winkelschleifer auseinandergeschnitten wurden. Die Verwendung des Motors ermöglicht es, das Shuttle in beide Richtungen zu bewegen.
Das Dach des Shuttles ist abnehmbar und mit Magneten befestigt. Dadurch kann man später leicht Einblick in das Innenleben des Fahrzeugs erhalten und alle elektrischen Komponenten für die weitere Arbeit leicht zugänglich machen. Dies erleichtert auch die Wartung und Reparatur des Fahrzeugs.

Das fertige Shuttle bei einem Lichtpunkt von KRONACH leuchtet, einer Miniaturlandschaft mit Straßen und Verkehrszeichenanlagen. Im Hintergrund sieht man das Ergebnis des P-Seminars 2020/21: der Miniaturnachbau eines Range Rover Evoques, eines Erprobungsfahrzeugs der Firma Valeo.

Das P-Seminar Physik am Meranier-Gymnasium Lichtenfels hat gezeigt, wie wichtig die Vermittlung von praktischen Fähigkeiten und die Berufsorientierung in der Schule sind. Die Schüler*innen haben nicht nur ihr Wissen erweitert, sondern auch ihre eigenen Interessen und Stärken entdeckt. Wir sind gespannt auf die weiteren Projekte und Erfolge, die aus diesem Seminar hervorgehen werden. Eingesetzt wird es zum Beispiel bereits bei KRONACH leuchtet 2023 als einer von vielen Lichtpunkten.

Dazu passende Artikel aus der Presse und dem Internet:

• Auf der offiziellen LinkedIn-Seite der Firma Valeo wurden wir in einem Beitrag erwähnt.
• Der Blog-Artikel zum vorhergehenden P-Seminar mit dem Nachbau eines Range-Rover Evoques.