3D-Druck eröffnet im Unterricht völlig neue Wege, um Kreativität, technisches Verständnis und Problemlösungskompetenz praxisnah zu fördern – und das nicht nur in Informatik, sondern beispielsweise auch in Mathematik, Biologie oder Kunst. Besonders spannend ist dabei das Prototyping: Schülerinnen und Schüler können eigene Ideen als Modelle entwerfen, testen und weiterentwickeln. Dadurch wird der Prozess der Produktentwicklung vom ersten Entwurf bis zum fertigen Objekt im Klassenzimmer erfahrbar.
Der 3D-Druck hat sich zu einer innovativen Technologie entwickelt, die nicht nur in der Industrie, sondern auch im Bildungsbereich zunehmend an Bedeutung gewinnt. Der LehrplanPLUS bietet dabei vielfältige Anlässe, 3D-Druck in den Unterricht – sowohl Wahl- als auch Fachunterricht – zu integrieren und somit praxisnahes Lernen zu fördern. Beispiele dafür finden Sie hier:
Durch die Integration des 3D-Drucks in den Unterricht können Schülerinnen und Schüler nicht nur technisches Wissen erwerben, sondern auch wichtige Kompetenzen wie Kreativität, Problemlösungsfähigkeit und Teamarbeit stärken.
Anhand konkreter Beispiele wird aufgezeigt, wie diese Technologien funktionieren, welche zusätzlichen Komponenten benötigt werden und wie sie im Schulalltag eingesetzt werden können. Egal, ob es darum geht, geometrische Körper für den Mathematikunterricht zu erstellen, präzise anatomische Modelle für den Biologieunterricht zu drucken oder funktionale Ersatzteile für den Schulalltag herzustellen – der 3D-Druck eröffnet zahlreiche Möglichkeiten für kreatives und praxisorientiertes Lernen.
Bei diesem Verfahren wird ein thermoplastischer Kunststoffdraht (Filament) in einem Extruder geschmolzen und schichtweise aufgetragen, um das gewünschte Objekt zu formen. FDM ist, aufgrund seiner Benutzerfreundlichkeit und der kostengünstigen Materialien, besonders im Bildungsbereich beliebt sowie für Prototypen geeignet
Filamente wie z. B. PLA, ABS, PETG, TPU in unterschiedlichen Farben
Isopropyl-Alkohol (zum rückstandsfreien Reinigen und Entfetten der Druckbetten)
Sprühkleber (für eine gute Haftung auf dem Druckbett)
optional:
Filament-Trockner oder Vakuumtaschen, da bestimmte Filamente u. U. Wasser anziehen und somit nicht mehr brauchbar sind
3D-Modellierungssoftware:
z. B. Tinkercad / Onshape (einsteigerfreundlich, kostenlos, online-basiert, mit Registrierung), Fusion 360 / SolidEdge (kostenlos für Schulen, leistungsstark für Konstruktion) oder Blender (gut für künstlerische oder organische Modelle)
Slicer-Software:
Die Slicer-Software zerlegt ein 3D-Modell in Hunderte von horizontalen Schichten (Slices) und generiert den G-Code, der dem 3D-Drucker exakt die Bewegungsbefehle für den Druck vorgibt.
z. B. Ultimaker Cura / Orca Slicer (kostenlos, Open Source, weit verbreitet); PrusaSlicer (gut für Prusa- und andere Drucker); Simplify3D (kostenpflichtig, erweiterte Funktionen)
Druckerspezifische Software:
Meist fabrikateigene Programme wie z. B. Creality Slicer oder FlashPrint
Informationstechnologie / Informatik:
Schülerinnen und Schüler entwerfen einfache (mechanische) Bauteile oder Gerätekomponenten und fertigen diese mit einem 3D-Drucker an.
Mathematik:
Drucken von Würfeln, Pyramiden oder anderen geometrischen Körpern, um mathematische Konzepte zu veranschaulichen.
Natur und Technik:
Schülerinnen und Schüler gestalten oder entwerfen einfache mechanische Bauteile oder Gerätekomponenten, die später mit einem 3D-Drucker hergestellt werden (z. B. Deko, Schmuck).
SLA verwendet ein flüssiges Photopolymerharz, das in einem Behälter (Resin-Tank) vorliegt. Ein UV-Laser, oder eine andere Lichtquelle, bestrahlt selektiv die Oberfläche des Harzes und härtet es an den belichteten Stellen aus. Die Bauplattform bewegt sich nach jeder Schicht leicht nach unten (oder oben), sodass eine neue Schicht des flüssigen Harzes belichtet werden kann. Durch diesen Prozess entstehen hochauflösende und detaillierte 3D-Modelle.
Flüssige Photopolymere (Harz) in unterschiedlichen Farben
optional: Alkohol (zum Reinigen der Modelle); UV-Licht (zum Aushärten der Modelle)
3D-Modellierungssoftware:
z. B. Fusion 360 / SolidEdge; Meshmixer (iIdeal zur Nachbearbeitung und für Supportstrukturen); Blender
Slicer-Software:
z. B. ChiTuBox (für viele SLA/DLP-Drucker, kostenlos); Lychee Slicer (Alternative mit mehr Funktionen)
Drucker-spezifische Software:
Anycubic Photon Workshop (für Anycubic-Drucker); PreForm (für Formlabs SLA-Drucker); PrusaSlicer (hat auch SLA-Unterstützung)
Biologie:
3D-Druck von Schädeln, Organen oder Zellen in hoher Detailgenauigkeit.
Kunst:
Erstellung von filigranen Skulpturen oder Architekturmodellen.
SLS arbeitet mit pulverförmigen Materialien, typischerweise mit Nylon oder anderen Kunststoffen. Eine dünne Schicht des Pulvers wird auf die Bauplattform aufgetragen. Ein Laser bestrahlt selektiv die Bereiche, die das Objekt formen sollen, und sintert (das heißt verschmilzt) die Pulverpartikel miteinander. Nach dem Sintern einer Schicht wird eine neue Pulverschicht aufgetragen, und der Prozess wiederholt sich, bis das vollständige Objekt entstanden ist. Das ungesinterte Pulver dient dabei als Stützmaterial für überhängende Strukturen.
Nylon, TPU, andere pulverbasierte Polymere
optional: Druckluft oder Sandstrahlkammer, um das überschüssige Pulver zu entfernen, damit eine saubere Oberfläche entsteht.
3D-Modellierungssoftware:
z. B. Fusion 360; SolidWorks (sehr professionell, für technische Konstruktionen); Autodesk Inventor
Slicer-Software:
Materialise Magics (professionelle Lösung für SLS-Druck); Netfabb (für Fehlerkorrekturen und Druckvorbereitung)
Drucker-spezifische Software:
Sintratec Central (für Sintratec-SLS-Drucker); 3D Sprint (für 3D Systems SLS-Drucker)
Physik:
Druck von beweglichen Teilen wie Kugellagern oder Hebelmechanismen, um physikalische Prinzipien praktisch zu demonstrieren.
Kunst / Werken:
Herstellung robuster Haken, Clips oder individualisierter Griffe für Türen und Möbel.
Die Wahl des passenden 3D-Druckverfahrens für den Schulbereich hängt von Kosten, Bedienbarkeit und pädagogischem Nutzen / Einsatzgebiet ab.
(Hinweis: Preise und Produkte auf dem Stand von September 2025)
Fused Deposition Modeling (FDM) ist die wirtschaftlichste Option für Schulen, da die Geräte und Materialien günstig sind, die Bedienung einfach ist und sich das Verfahren ideal für Schülerprojekte eignet. Einsteigerfreundliche Drucker wie z. B. der offene Drucker Creality Ender 3 (ab ca. 200 €) oder der Prusa Mini (ab ca. 450 €) ermöglichen kostengünstiges Drucken mit PLA-Filament, das bereits ab 15–30 € pro Kilogramm erhältlich ist. Geschlossene Systeme, wie z. B. der Creality K1C (ab ca. 500 €) oder BambooLab X1 (ab ca. 1.100 €) bieten ein zusätzliches Sicherheitsfeature durch ein Gehäuse. Schülerinnen und Schüler können mit FDM eigene Modelle entwickeln, technische Konstruktionen realisieren oder mathematische Konzepte praktisch erforschen.
Das Stereolithografie-Verfahren (SLA) bietet eine deutlich höhere Detailgenauigkeit und ermöglicht die Herstellung glatter, filigraner Objekte, wie sie etwa für Kunstprojekte oder anatomische Modelle im Biologieunterricht nützlich sein können. Allerdings sind SLA-Drucker teurer (ab ca. 250 € für Einsteigermodelle, professionelle Varianten über 2.500 €), und das benötigte flüssige Harz kostet 40–150 € pro Liter. Zudem erfordert das Verfahren eine aufwendigere Nachbearbeitung, da die Drucke mit Alkohol gereinigt und unter UV-Licht ausgehärtet werden müssen. Dies macht SLA für den allgemeinen Schulalltag weniger praktikabel, jedoch für spezielle Anwendungsfälle interessant.
Das Selektive Lasersintern (SLS) ist technisch das fortschrittlichste der drei Verfahren, allerdings für Schulen kaum geeignet. Es ermöglicht das Drucken stabiler, komplexer Objekte ohne Stützstrukturen, ist aber mit sehr hohen Anschaffungskosten verbunden: SLS-Drucker kosten zwischen 5.000 und 100.000 €, und das benötigte Pulvermaterial schlägt mit 100–300 € pro Kilogramm zu Buche. Zudem ist die Handhabung durch lange Kühlzeiten und aufwändiges Entpulvern kompliziert.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass FDM-Drucker die beste Wahl für Schulen sind, da sie kostengünstig, leicht zu bedienen und vielseitig einsetzbar sind. SLA kann in kreativen oder naturwissenschaftlichen Fächern eine Ergänzung sein, ist aber aufgrund der Kosten und des Aufwands für die Nachbearbeitung eingeschränkt. SLS ist für Schulen nicht empfehlenswert, da es zu teuer und zu komplex ist. Wer also für die Schule einen 3D-Drucker anschaffen möchte, ist mit einem FDM-Drucker und PLA-Filament am besten beraten.
Weitere Informationen finden Sie auf der Überblicksseite zu Makerspace.
Frauen und Mädchen sind in der Informatik immer noch unterrepräsentiert. Ein gendersensibler Informatikunterricht kann helfen, diese Ungleichheiten abzubauen und allen Geschlechtern gleiche Lernmöglichkeiten zu bieten.
Makerspaces machen Schule kreativ – und stellen Lehrkräfte vor neue Herausforderungen. Erfahren Sie hier, wie sich die Rolle der Lehrperson im Makerspace verändert und welche Kompetenzen jetzt gefragt sind.
Der „Linienfolger” ist eine Art Standardaufgabe im Robotikunterricht. Erfahren Sie an diesem Beispiel, wie man Robotik im Unterricht gestalten kann.
Ein Makerspace bietet einen flexiblen Lernraum, in dem Schülerinnen und Schüler eigenständig und kreativ mit digitalen und analogen Werkzeugen arbeiten und so zentrale Kompetenzen für die digitale Welt entwickeln können.
Eigene Projekte aus Holz, Acryl oder Pappe gestalten – präzise und kreativ! Entdecken Sie, wie sich mit moderner Technik Ideen verwirklichen lassen.
Robotik im Unterricht: Eine spannende Möglichkeit zur Förderung von Schülerinnen und Schülern. Im Artikel finden Sie ausgewählte Unterrichtsbeispiele.