Studenten bearbeiten Teile für die Internationale Raumstation

May 18, 2023

Kyle Sisco begann seine Karriere als Maschinist – eine Rolle, die ihm wirklich Spaß machte. Aber der Teil seiner Arbeit, der ihm am besten gefiel, bestand darin, seinen Kollegen beizubringen, wie sie Probleme lösen und Werkzeugwege selbst auswählen können. Im Jahr 2007 ernannte ihn Siscos ehemaliger Ausbilder für maschinelle Bearbeitung an der Ogemaw Heights High School in West Branch, Michigan, zu seinem Nachfolger, als er eine Verwaltungsposition übernahm.

Aufgrund seiner Begabung für maschinelle Bearbeitung und Lehre war Sisco der ideale Kandidat für die Rolle.

Sisco ist davon überzeugt, dass es die Schüler so schnell wie möglich mit der CNC-Software und den CNC-Maschinen vertraut macht, was sie dazu bringt, sie am Programm zu fesseln und sie daran zu fesseln. Sein Lehrplan konzentriert sich auf das Nutzen und Handeln. Während die Studierenden das Programm durchlaufen, findet Sisco dann reale Jobs, die sie erledigen können. „Sie müssen den gesamten Prozess kennen“, sagte Sisco. „Ich möchte, dass sie die Realität der Teilefertigung kennen – von der Planung bis zur Inspektion.“

Beispielsweise hat seine Klasse kürzlich Ausgangsschilder für die Türen ihrer Schule und Zimmernummernschilder für alle Gebäude in ihrem Bezirk angefertigt. Diese und andere Projekte ermöglichen es den Schülern, Dinge zu produzieren, die sie jeden Tag sehen und auf die sie stolz sein können. Das eigentliche Ziel des Programms besteht jedoch darin, sicherzustellen, dass jeder Schüler jede Maschinenwerkstatt betreten kann, um nach seinem Abschluss sofort durchstarten zu können. Zu diesem Zweck wirft Sisco ein breites Netz aus und führt alles durch, von Google-Suchen bis hin zur Zusammenarbeit mit einem Beirat lokaler Maschinenwerkstattbesitzer, um ihm bei der Suche nach Unterrichtsprojekten, kooperativen Lernmöglichkeiten und Jobs zu helfen. Alles, was die Fantasie der Schüler anregt und ihnen praktische Erfahrungen vermittelt.

Sisco entdeckte schließlich das HUNCH-Programm (High Schools United with NASA to Create Hardware) der NASA, das vor 17 Jahren gegründet wurde, um Schülern durch die Herstellung von Trainings- und Forschungsartikeln für die Internationale Raumstation (ISS) neue Bildungserfahrungen zu ermöglichen. Obwohl Sisco sofort mit dem Bewerbungsprozess begann, dauerte es einige Jahre, bis er sowohl mit der NASA als auch mit der örtlichen Schulverwaltung zusammenarbeitete, um ein Projekt für das Programm zu gewinnen. Im Jahr 2019 gewann Siscos Klasse mit Hilfe von Schul- und Bezirksverwaltern ein HUNCH-Projekt zur Herstellung eines Teils, das einer Sicherungsmutter für Experimente auf der ISS ähnelt.

Nachdem die Schule eine Space-Act-Vereinbarung mit der NASA abgeschlossen hatte, schickte die Agentur den Schülern eine Bestellung über 50 Stücke zusammen mit den Drucken und Materialien, die sie für deren Herstellung benötigen würden. Sisco überließ seinen Schülern alles – er überließ es ihnen, die Prozesse und Werkzeugwege auszuarbeiten, die sie zur Fertigstellung des Teils benötigen würden – und gab ihnen nur dann Ratschläge, wenn sie darum gebeten wurden.

Da die Studenten wussten, dass sie Teile auf mindestens zwei verschiedenen Maschinen herstellen mussten, erstellten sie mit der Mastercam-Software von CNC Software LLC einige Prozesse, die das erreichen würden, was sie wollten. Die Studenten grenzten ihre Auswahl auf drei optimierte Werkzeugwege und Prozesse ein und probierten dann kurze Chargen aller drei aus, um herauszufinden, welcher am besten funktionierte. Die einzige Vorgabe, die Sisco machte, war, dass die Teile in einem kontinuierlichen Zyklus produziert werden mussten. Er wollte, dass sie die Arbeit erledigten, als wären sie in einer echten Werkstatt.

„Sie (die Studenten) waren es, die es programmierten, einrichteten und inspizierten“, schwärmte Sisco. „Sie haben alles getan. Meine Rolle bestand im Wesentlichen darin, eine Verbindung zwischen meinen Studenten und den Leuten bei der NASA herzustellen.“

Die Schüler fertigten ihre eigenen weichen Backen und inspizierten die Teile bei jedem Schritt, einschließlich der Arbeit an der Mühle. Im ersten Durchgang produzierten sie 62 Stücke, wobei sie nur einen der vier ihnen gegebenen Materialstäbe verwendeten. Sisco kontaktierte HUNCH, um zu erfahren, ob er die anderen drei Riegel zurückgeben oder Teile weiterführen sollte. Der Programmmanager war angenehm überrascht und forderte ihn auf, mit dem verbleibenden Material weitere Teile zu bearbeiten.

Als die Schüler fertig waren, wuschen sie die Teile, verpackten sie und schickten sie an die NASA zurück. Letztendlich stellten die Ogemaw-Studenten 200 Teile her, die alle die Prüfung bestanden und zur Flugmontage von Stauschränken zur Internationalen Raumstation geliefert wurden.

Die NASA war so beeindruckt, dass sie einen Programmdirektor aus Houston schickte, um die Studenten zu treffen und aus erster Hand zu sehen, wie sie die Aufgabe bewältigten. Die Schüler waren natürlich begeistert. Sie waren an Besuche von Lehrern und ortsansässigen Maschinenwerkstattbesitzern gewöhnt, aber ein NASA-Ingenieur übertraf ihre Träume.

„Die Kinder liebten es, zu zeigen, was sie taten“, bemerkte Sisco.

Projekte wie NASA HUNCH geben Studierenden einen spannenden Einblick, wie sie ihre Fähigkeiten nach dem Abschluss einsetzen können. Siscos Ziel ist es, sicherzustellen, dass seine Schüler „schlüsselfertige Absolventen“ sind, die bereit sind, die Schule zu verlassen und in die nächste Phase ihres Lebens einzutreten. Er geht selbst praxisnah vor, damit seine Schüler selbst Hand anlegen können.

Vom ersten Tag bis zum Abschluss ist jeder Schritt dem Learning by Doing gewidmet. Die ersten Kurse dienen dem grundlegenden Lernen – dem Lesen von Bauplänen, den Grundlagen der Maschinen und dem Verständnis der verschiedenen Metalle. Durch großzügige Toleranzen und einfache Teile macht Sisco die Schüler mit den Maschinen vertraut.

Wie ähnliche Initiativen im ganzen Land ist auch das Machine Shop Program von Ogemaw auf gespendete und stark vergünstigte Maschinen, Software und Materialien angewiesen, um seine Schüler auszubilden.

„Wenn sich Unternehmen die Zeit nehmen, sich bei Schulen wie unserer zu engagieren, hilft das wirklich“, sagte Sisco. „Ich weiß, dass Mastercam einen beträchtlichen Rabatt bietet, um seine Produkte in Schulen zu bringen, und Haas auch. Die Ausrüstung der Schule ist nicht zur Schau da“, bemerkte der Dozent. „Die Beulen und Beulen machen deutlich, dass Schüler diese Maschinen benutzen.“

Sisco erklärte, dass die Schüler, je vertrauter sie werden, anfangen, sich die verschiedenen Möglichkeiten vorzustellen, wie sie ein Teil programmieren und bearbeiten können. Darüber hinaus lassen sich die Kursteilnehmer häufig neue Teile zum Herstellen einfallen, was nach Ansicht von Sisco das Gelernte stärkt und ihnen Vertrauen in ihre Fähigkeiten gibt.

Allerdings reicht es nicht immer aus, einfach eine CNC-Maschine einzurichten und hochwertige Teile herzustellen. Sisco möchte, dass seine Schüler das Teil bei der Bearbeitung beobachten und dabei Faktoren wie Bohrgeschwindigkeit und Betriebsänderungen berücksichtigen, die die Teilequalität verbessern und die Zykluszeiten verkürzen könnten. In seinem typischen Stil bietet Sisco nur minimale Anweisungen zur Teileprogrammierung und -überprüfung; Sobald die Schüler an dem Punkt angelangt sind, an dem sie mit der Erstellung von Werkzeugwegen vertraut sind, gibt er ihnen Teile und Projekte und der Rest liegt bei ihnen.

„Es ist wirklich toll, diesen Studenten und ihrer Kreativität bei der Herstellung von Dingen zuzusehen“, sagte er.

Das Ziel von Geschäften jeder Größe ist es, möglichst viele Teile mit minimalem Materialaufwand zu produzieren, und für eine weiterführende Schule mit begrenzten Mitteln ist dies von entscheidender Bedeutung. Das Programm der Ogemaw Heights High School bot einen weiteren Anreiz, da die Schüler nicht nur irgendwelche alten Teile herstellten, sondern ihre Kreationen buchstäblich in die Luft flogen.

Viele der fortgeschrittenen Studenten arbeiten im Beirat von Ogemaw an Kooperationsprojekten, die von Maschinenwerkstattbesitzern bereitgestellt werden. Um ihnen eine gute Vorstellung davon zu geben, wie hoch ihr Verdienstpotenzial sein wird, stellt Sisco sicher, dass es sich bei den Genossenschaften um bezahlte Stellen handelt, die durchschnittlich 15 bis 20 US-Dollar pro Stunde betragen – mehr als bei einem typischen außerschulischen Job.

Genossenschaftlich oder nicht, alle Sisco-Studenten verfügen nach ihrem Abschluss über die Fähigkeiten, die sie benötigen, um schlüsselfertige Mitarbeiter zu sein – wie man Teile mit CAD/CAM-Software programmiert, wie man diese Teile einrichtet und produziert und, was vielleicht am wichtigsten ist, wie man Software verwendet mit neuen Werkzeugwegen und Parametern zu experimentieren, um effizientere Prozesse zu finden und so Zeit und Geld zu sparen. Und in diesem Fall bescherte ihnen die NASA ein Erlebnis, das sie so schnell nicht vergessen werden.

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