Laboratory equipment for teaching STEM in schools PART 1

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I have developed a tripod system for teaching STEM in schools. In science education all students should be able to experiment with materials as freely as possible. Therefore, this system offers many (matched) possibilities of assembly.

For the equipment of a room for physics lessons, I have printed 16 times the big foot, 24 times the clamp and eight times the table clamp. With this equipment, even large school classes can do their experiments comfortably in pair work.

All system parts are designed for tripod bars with a diameter of 10mm. For teaching I recommend the purchase of rods with 750mm, 500mm, 250mm and 125mm length.

All parts are equipped with M6 screws. These are required in length 30mm, 35mm, 40mm, 60mm and 80mm.
Furthermore, many nuts M6 are required, but in the flat design (DIN 439). These are pressed into all components. Falling out of the nuts is prevented by noses in the guides. Also nuts M6 in the usual form DIN 934 are needed.

List of parts / bill of material (BOM)

For all parts applies: A print support is not necessary if the parts are printed as shown in the pictures. The infill should be at least 50%, in some parts 80%.

01: The clamp: I recommend a filling with 80%. Then the clamp is almost unbreakable. Two knobs 10a (25.5mm height), two screws M6x30mm and two flat nuts M6 DIN 439 are additionally required.

02a: The big foot: with a filling with 80% the foot becomes sufficiently heavy and very stable. The printing process, however, takes a long time. Two connected feet are really very stable, four connected feet are huge! Four knobs 10b (22mm height), four screws M6x35mm and four flat nuts M6 DIN 439 are additionally required.

02b: extension for the big foot: this extension is helpful, if two of the “big feet” should be connected. To connect two feet, two M6x60mm screws, two standard M6 nuts and four knobs 10c are also required.

03a: the table clamp: With 80% filling, this clamp withstands many loads. The clamp is designed for table tops with a height of up to 40mm. Three knobs 10a (or two knobs 10a and one knob 10b), three flat nuts M6 DIN 439, two screws M6x30 and one screw M6x80 are required.

03b: the bench clamp plate. Both parts 3b and 3c are pressed together with a little pressure.

03c: the connection between the screw and the bench clamp plate (with a ball head). In this connection a thread M6 can be cut carefully.

04: The clamp for extending the tripod rods. Two knobs 10a (25.5mm height), two screws M6x30mm and two flat nuts M6 DIN 439 are additionally required.

05: .... will be presented later ....

06: .... will be presented later ....

07: The small foot: 50% or 80% Infill. This foot can also be used as a sledge and can expand the big foot. Two knobs 10a (25.5mm height), two screws M6x30mm and two flat nuts M6 DIN 439 are additionally required. To connect several feet also two screws M6x60mm, two standard nuts M6 and four times the knob 10c are required.

08: .... will be presented later ....

09: .... will be presented later ....

10a: the knob for the M6 screws with 25.5 mm height: you will need a lot of these.

10b: the knob for the M6 screws with 22 mm height: you will need a lot of these.

10c: the knob for M6 screws and M6 standard nuts

10d: .... will be presented later ....

11: and more .... will be presented later ....

This project will be continued soon.

Laborausrüstung für den MINT Unterricht in Schulen TEIL1

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Ich habe ein Stativsystem für den Unterricht in den MINT Fächern entwickelt. Im Unterricht der Naturwissenschaften sollten alle Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit haben, mit Materialien möglichst frei zu experimentieren. Daher bietet dieses System sehr viele (aufeinander abgestimmte) Möglichkeiten des Zusammenbaus.

Für die Ausstattung eines Physikraumes habe ich den großen Fuß 16 mal, die Klemme 24 mal und die Tischklemme 8 mal ausgedruckt. Mit diesem Material können auch größere Klassen bequem in Partnerarbeit experimentieren.

Alle Systemteile sind für Stativstangen mit einem Durchmesser von 10mm ausgelegt. Für den Unterricht empfehle ich die Anschaffung von Stangen mit 750mm, 500mm, 250mm und 125mm Länge.

Alle Teile werden mit M6 Schrauben ausgestattet. Diese werden in der Länge 30mm, 35mm, 40mm, 60mm und 80mm benötigt.
Des Weiteren werden sehr viele Sechskantmuttern M6 benötigt, viele in der flachen Form entsprechend DIN 439. Diese werden in alle Bauteile hineingedrückt. Ein Herausfallen der Muttern wird durch Nasen in den Führungen verhindert. Auch Muttern M6 in der üblichen Form DIN 934 werden benötigt.

Liste der Teile

Für alle Teile gilt: Ein Support ist nicht notwendig, wenn die Teile wie in den Bildern abgebildet gedruckt werden. Der Infill sollte mindestens 50% betragen, bei einigen Teilen auch 80%.

01: die Muffe: ich empfehle eine Füllung mit 80% (!). Dann ist die Muffe nahezu unzerbrechlich. Zwei Drehknöpfe 10a (25,5mm Höhe), zwei Schrauben M6x30mm und zwei Flachmuttern M6 DIN 439 werden zusätzlich benötigt.

02a: der große Fuß: mit 80% Füllung wird der Fuß ausreichend schwer und sehr stabil. Der Druckvorgang dauert allerdings schon sehr lang. Zwei miteinander verbundene Füße stehen sehr stabil, vier miteinander verbundene Füße sind gewaltig! Vier Drehknöpfe 10b (22mm Höhe), vier Schrauben M6x35mm und vier Flachmuttern M6 DIN 439 werden zusätzlich benötigt.

02b: Erweiterung für den großen Fuß: diese Erweiterung ist hilfreich, wenn zwei große Füße miteinander verschraubt werden. Zur Verbindung von zwei Standfüssen werden zudem zwei Schrauben M6x60mm, zwei Standardmuttern M6 sowie viermal der Knopf 10c benötigt.

03a: die Tischklemme: mit 80% Füllung hält auch diese Klemme vielen Belastungen stand. Die Klemme ist für Tischplatten mit einer Höhe von bis zu 40mm ausgelegt. Drei Knöpfe 10a (oder 2x10a und 1x10b), drei Flachmuttern M6 DIN 439, zwei Schrauben M6x30 sowie eine Schraube M6x80 werden benötigt.

03b: eine bewegliche Druckplatte für die Tischklemme: Beide Teile werden mit etwas Druck zusammengepresst.

03c: die Verbindung von der Schraube zur Druckplatte mit Kugelkopf. In diese Verbindung kann vorsichtig ein Gewinde M6 geschnitten werden.

04: die Muffe zur Verlängerung der Stativstangen. Zwei Drehknöpfe 10a (25,5mm Höhe), zwei Schrauben M6x30mm und zwei Flachmuttern M6 DIN 439 werden zusätzlich benötigt.

05: .... wird bald vorgestellt ....

06: .... wird bald vorgestellt ....

07: der kleine Fuß: 50% oder 80% Infill. Dieser Fuß kann auch als Schlitten verwendet werden und kann den großen Fuß erweitern. Zwei Drehknöpfe 10a (25,5mm Höhe), zwei Schrauben M6x30mm und zwei Flachmuttern M6 DIN 439 werden zusätzlich benötigt. Zur Verbindung von mehreren Standfüssen werden zudem zwei Schrauben M6x60mm, zwei Standardmuttern M6 sowie viermal der Drehknopf 10c benötigt.

08: .... wird bald vorgestellt ....

09: .... wird bald vorgestellt ....

10a: der Knauf für die M6 Schrauben mit 25,5 mm Höhe: von diesen werden sehr viele benötigt.

10b: der Knauf für die M6 Schrauben mit 22 mm Höhe: von diesen werden sehr viele benötigt.

10c: der Drehknopf für M6 Schrauben und M6 Standardmuttern.

10d: .... wird bald vorgestellt ....

11 und mehr: .... wird bald vorgestellt ....

Dieses Projekt wird laufend weiterentwickelt