Robotik im Unterricht - Praxisbeispiele 2 - Der Linienfolger
Der „Linienfolger” ist eine Art Standardaufgabe im Robotikunterricht. Erfahren Sie an diesem Beispiel, wie man Robotik im Unterricht gestalten kann.
Mit dem Lasercutter zu neuen Ideen: Digitale Fertigung im Schulalltag
Ein Lasercutter eröffnet im Makerspace völlig neue Möglichkeiten: Mit ihm lassen sich verschiedenste Materialien wie Holz, Acryl oder Filz präzise schneiden und gravieren. So entstehen kreative Projekte – von individuellen Schildern bis hin zu kunstvollen Modellen – und digitale Entwürfe werden im Handumdrehen Realität.
Was ist ein Lasercutter?
Ein Lasercutter, wie er in Schulen und Makerspaces eingesetzt wird, ist eine computergesteuerte Maschine, die mit einem präzisen Laserstrahl unterschiedliche Materialien schneiden oder gravieren kann. Er ist in der Regel kein Hochleistungslaser, sondern ein speziell für den schulischen Einsatz gedachtes Gerät, das auf Sicherheit, einfache Bedienung und den Einsatz mit nicht-metallischen Materialien ausgelegt ist.
Beim Lasercutting kommt es auf die richtige Technologie an:
CO₂-Lasercutter arbeiten mit einem Gaslaser und sind ideal für nichtmetallische Materialien wie Holz, Acryl oder Leder. Sie bieten hohe Leistung und saubere Schnitte, benötigen aber mehr Platz und Wartung. Diodenlasercutter hingegen nutzen Halbleitertechnik, sind kompakter, günstiger und besonders gut für Gravuren auf Holz oder Leder geeignet – stoßen aber bei transparenten Materialien an ihre Grenzen. Für den vielseitigen Einsatz in einem schulischen Makerspace eignen sich somit besonders die CO₂-Laser.
Gängige Schulgeräte arbeiten meist im Bereich von etwa 30 bis 100 Watt. Diese Leistung reicht aus, um Materialien wie Holz, Acryl, Leder oder Karton präzise zu schneiden und zu gravieren, aber nicht, um Metalle wie Stahl oder Stein zu durchtrennen – solche Materialien können damit höchstens graviert werden.
Hochleistungslaser hingegen, wie sie in der Industrie zum Beispiel für das Schneiden von Metall verwendet werden, haben deutlich höhere Leistungen und sind für den schulischen Einsatz weder notwendig noch geeignet.
Lasercutting in der Schule
Die Welt, in der unsere Schülerinnen und Schüler leben, ist von schnellem technologischen Fortschritt geprägt. Digitale Kompetenzen sind längst nicht mehr nur „nice to have”, sondern essenziell für ein erfolgreiches Berufsleben. Lasercutter sind dabei nicht nur beeindruckende Werkzeuge, sondern auch Türöffner für eine neue Art des Lernens. Sie ermöglichen es, digitale Designs in greifbare Objekte zu verwandeln und fördern so auf spielerische Weise wichtige Fähigkeiten für die berufliche Zukunft.
Gleichzeitig bieten Lasercutter im Schulalltag ganz konkrete Vorteile: Sie erleichtern die Umsetzung kreativer Projekte im Werk- und Kunstunterricht, ermöglichen präzise Modelle im MINT-Bereich und eröffnen fächerübergreifende Lernmöglichkeiten. Dieser Artikel erklärt die Technologie sowie den sicheren und effektiven Einsatz im Unterricht.
Beim Einsatz von Laserschneidern in schulischen Kontexten hat die Sicherheit höchste Priorität. Hier sind einige wichtige Sicherheitsrichtlinien, die beachtet werden müssen:
Einsatzszenarien für Lasercutter
Beim Laserschneiden wird ein hochpräziser, fokussierter Laserstrahl verwendet, um Material zu durchtrennen. Der Laserstrahl wird durch eine Optik gelenkt und erzeugt an der Auftreffstelle eine hohe Hitze, die das Material schmilzt, verbrennt oder verdampft. Das Ergebnis ist ein sauberer, präziser Schnitt.
Materialien:
Holz (von dünnen Furnieren bis hin zu dicken Holzplatten lassen sich präzise Schnitte und komplexe Formen realisieren)
Acrylglas (lässt sich hervorragend laserschneiden und ergibt glatte, polierte Kanten)
Textilien (präzise Zuschnitte von synthetischen Stoffen oder von Stoffen wie Baumwolle, Leinen, Filz)
Papier und Karton (ermöglicht filigrane Designs und detailreiche Formen)
Kunststoffe (z. B. ABS, PET oder Polycarbonat)
Anwendungen:
Kunst: Erstellen von Architekturmodellen
BwR: Erstellen von individuellen Verpackungen zur Visualisierung von Wirtschaftlichkeit
Beim Lasergravieren wird der Laserstrahl verwendet, um die Oberfläche eines Materials zu verändern. Durch die Hitze des Lasers wird das Material an der Oberfläche abgetragen, verfärbt oder auf andere Weise verändert. Dadurch entstehen dauerhafte Markierungen oder Designs.
Materialien:
Holz (Gravuren auf Holz können sehr detailliert und ausdrucksstark sein)
Glas/Schieferplatten (wirken edel und verleihen den Gegenständen eine persönliche Note)
Metall (Metalle wie Edelstahl, Aluminium oder Messing lassen sich dauerhaft gravieren)
Kunststoffe: Viele Kunststoffe sind für die Lasergravur geeignet.
Leder: Ledergravuren haben eine besondere Haptik und Optik.
Anwendungen:
Personalisierung: Gravur von Namen, Initialen oder Fotos auf z. B. Schülergeräten (iPad, Pencils,...)
Werbemittel: Erstellung von Werbeartkeln mit Schullogos oder Slogans
Beschilderung: Gravur von Schildern, Wegweisern oder Typenschildern
Lasermarkieren ähnelt dem Lasergravieren, aber der Laserstrahl dringt nicht so tief in das Material ein. Stattdessen verändert er nur die oberste Schicht des Materials, z. B. durch eine chemische Reaktion oder eine Veränderung der Oberflächenstruktur.
Materialien:
analog zum Lasergravieren
Anwendungen:
Barcodes und QR-Codes: Aufbringen von Barcodes oder QR-Codes zur Produktkennzeichnung oder Rückverfolgung auf Leihgeräten
Seriennummern: Kennzeichnung von Produkten mit fortlaufenden Seriennummern zur Inventarisierung
Logos (Schule oder Wahlunterrichte): Anbringen von Logos auf (schuleigenen) Produkten
Software
Für die obigen Anwendungsbereiche (Laserschneiden, Lasergravieren und Lasermarkieren) werden unterschiedliche Softwarelösungen benötigt, die jeweils spezifische Funktionen und Vorteile bieten. Hier ist ein Überblick über einige gängige Programme:
Inkscape:
Inkscape ist eine kostenlose und quelloffene Alternative zu Illustrator. Es bietet viele ähnliche Funktionen und ist eine gute Wahl für Anwender mit kleinerem Budget.
Adobe Illustrator:
Ein weit verbreitetes, professionelles Programm zur Erstellung und Bearbeitung von Vektorgrafiken. Es bietet umfangreiche Werkzeuge für das Zeichnen, Gestalten und Bearbeiten von Formen, Linien und Texten. Der Illustrator eignet sich besonders für komplexe Designs und Illustrationen.
Grundsätzlich funktioniert jede CAD- Software für die Erstellung der Modelle.
Fusion360 / SolidEdge / AutoCAD:
weit verbreitete CAD-Software für technische Zeichnungen und Konstruktionen.
Tinkercad / SketchUp:
benutzerfreundliche 3D-Modellierungssoftware, die sich gut für architektonische Modelle, Produktdesigns und andere 3D-Anwendungen eignet.
LightBurn:
Eine beliebte und leistungsstarke, aber kostenpflichtige CAM-Software, die speziell für Laserschneider entwickelt wurde. LightBurn bietet Funktionen zum Importieren von Designs, Anpassen von Parametern, Erstellen von Schnittpfaden und Steuern des Lasercutters.
LaserGRBL:
Eine kostenlose und einfache CAM-Software für GRBL-basierte Lasercutter. LaserGRBL eignet sich gut für Einsteiger und kleinere Projekte.
RDWorks:
Eine von Ruida Technology entwickelte CAM-Software, die oft mit deren Lasercuttern mitgeliefert wird. RDWorks bietet grundlegende Funktionen für Design und Steuerung.
Viele Lasercutter-Hersteller bieten ihre eigene Software an, die speziell auf ihre Geräte zugeschnitten ist. Diese Programme sind oft einfacher zu bedienen und bieten eine nahtlose Integration mit der Hardware.
Beispiele hierfür sind MrBeam (https://www.mr-beam.org/pages/das-beamos) oder Glowforge (https://glowforge.com/b/print).
Die Wahl der geeigneten Software hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie den spezifischen Anforderungen des Projekts, den verfügbaren Ressourcen und den Kenntnissen der anwendenden Personen. Viele Softwarehersteller bieten kostenlose Testversionen oder Schulungslizenzen für Schulen an. Es ist ratsam, verschiedene Programme auszuprobieren, um die Software zu finden, die am besten zu den eigenen Bedürfnissen passt.
Kosten
Einsteiger-Modelle:
Für den Anfang und kleinere Projekte eignen sich Desktop-Lasercutter wie der Mr. Beam II Dreamcut (ca. 4.000 €), xTools P2 (ab ca. 3.500 €) oder der Glowforge Plus (ca. 4.000 €). Diese Geräte sind kompakt, einfach zu bedienen und bieten eine gute Leistung für den Preis.
Mittelklasse-Modelle:
Wenn größere Projekte oder eine höhere Leistung gefragt sind, sind Modelle wie der Epilog Zing 24 (ab ca. 9.000 €) oder der Trotec Speedy 100 (ab ca. 12.000 €) eine gute Wahl. Diese Lasercutter bieten ein höheres Maß an Flexibilität und Präzision.
Professionelle Modelle:
Für Schulen mit höheren Ansprüchen oder speziellen Anforderungen gibt es professionelle Lasercutter ab ca. 30.000 €. Diese bieten zwar eine Topleistung, kommen aber für den Schulsektor wenig in Frage. Sie können aber gerade in der beruflichen Bildung sinnvoll sein.
(Preise und Modelle: Stand September 2025)
Fazit
Lasercutter haben sich als wertvolle Werkzeuge im modernen Schulunterricht etabliert und sind eine Investition in die Zukunft der Bildung. Sie ermöglichen nicht nur die Umsetzung kreativer Projekte, sondern fördern auch wichtige Kompetenzen in den Bereichen MINT, Design und digitale Fertigung. Die Schülerinnen und Schüler lernen den Umgang mit der Technologie, entwickeln Problemlösungsfähigkeiten und setzen ihre Ideen in die Realität um. Die Preise für Lasercutter variieren dabei stark, abhängig von Größe, Leistung und Ausstattung.
Sicherheit spielt eine entscheidende Rolle. Es ist wichtig, dass Lehrkräfte sowie Schülerinnen und Schüler im Umgang mit Lasercuttern geschult werden und die Sicherheitsrichtlinien strikt befolgen. Dazu gehören die Einhaltung von Brandschutzmaßnahmen, das Tragen von Laserschutzbrillen und die Verwendung einer Absauganlage. die zu jedem Lasercutter-Modell noch zusätzlich erworben werden muss.
Zum Weiterlesen
Weitere Informationen finden Sie auf der Überblicksseite zu Makerspace.
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