Sonntag, 18. Juli 2010

Prototyp _ M 1:1




Die Präsentation unseres Projektes "movingdeformer" ist nun Geschichte. Alles lief TOP! Viele interessierte Leute, Gäste und Freunde der Fakultät Architektur verfolgten gespannt die Entwicklung und Präsentation des Projektes zum Sommerfest am 8.Juli 2010. Ein gelungener Abschluss und viele Danksagungen sind nun unser Lohn. 

Unser ZIEL ist jetzt die Realisierung eines Prototyps im Maßstab 1:1

Bei Interesse, können Sie uns gern kontaktieren. Wir freuen uns auf jede Mithilfe. 

Donnerstag, 17. Juni 2010

Probemodell


In den vergangenen Tagen und Wochen haben wir am Fachbereich Textil- und Ledertechnik in Reichenbach Schweißproben mit dem Ultraschallschweißgerät durchgeführt. Wir haben uns zunächst einfache Formen herausgesucht, die allerdings alle Probleme unseres "movingdeformer" aufweisen (zum Beispiel engen Radien oder die Ausführung der letzten Naht). Wir haben mit verschiedenen Materialien experimentiert. Pe-Folie ließ sich ziemlich gut verschweißen, doch die Nähte sind nicht so sehr beanspruchbar. PVC-Teichfolie (0,5mm) erwieß sich als besser. Die Nähte sind extrem belastbar und die Probeformen sind fast dicht. Die einzigen Problemstellen sind immernoch die Ausführung der letzten Naht, da in diesem Punkt mehr als 2 Folien übereinanderliegen. doch auch dieses Problem ist mit veränderten Einstellungen der Schweißmaschine in den Griff zu kriegen. Wir werden nächste Woche nochmals ein Modell bauen mit PVC-Folie, die faserverstärkt ist, warten aber noch auf Musterstücke. Dieses Material wäre noch belastbarer als PVC-Teichfolie, die sich aber auch als geeignet erwieß.


Donnerstag, 27. Mai 2010

Formvollendung

Nach genausten Analysen der "lounge funktion" und der "theken funktion" wurden diese an die neusten ergonomischen Standards angepasst. Somit wurde die Auflagefläche breiter, erhielt eine Armauflage und wurde mit "supporting slices" unterstützt. Die Gesamthöhe der "theken funktion" wurde ebenfalls um 20cm erhöht. 


Dienstag, 25. Mai 2010

Ultraschall-Rollschweißverfahren am Fachbereich

Am Fachbereich für Textil & Ledertechnik der FH-Zwickau wurden zu Testzwecken einige Schweißproben angefertigt. 

Diese erwiesen sich als besonders fest und zugleich auch sehr sauber (siehe Bild). Ebenfalls kann man sagen das die Naht sogar Scherkräften gut entgegenwirkt. Es ist außerdem möglich diverse Rundungen zu fügen um ein 3 dimensionales Objekt zu erstellen. Besonders gut schweißen lassen sich PVC-Folien. 

Mit Unterstützung des Fachbereiches für Textil & Ledertechnik in Reichenbach (Vogtl) wird es uns sicherlich möglich sein unser Projekt umzusetzen.

Donnerstag, 20. Mai 2010

Funktionswunder

Natürlich kann man auch unsere aktuelle Form auf die verschiedensten Art und Weisen verwenden. Und wieder kann man die Funktionen erweitern, indem man den Pneu auf unterschiedliche Seiten dreht. So könnte man dieses vielfältig nutzbare Objekt je nachdem wie man es gerade benutzen will hin und her drehen. Dadurch kann es Sitz- oder Liegemöglichkeit für eine oder mehrere Personen, aber auch Theke sein.

vision of deforming

Hier nun eine Einführung in den Aufbau des "deformers".


Aus einem einfachen Schnittmuster, wie im letzten post erwähnt werden Bänder abgewickelt und zu slices verbunden. Diese slices generieren dann, wenn sie gefügt werden eine komplexe Form. Wie im Bild dargestellt werden die slices zunächst zu einer Außen,- und einer Innenschale zusammen gefügt. Das komplizierte hierbei ist es die einzelnen slices exakt aneinander zu fügen. Aufgrund der komplexen Form des "deformers" kommt es zu sehr gegensätzlichen Rundungen welche dann nur sehr schwierig zu fügen sind. Im nächsten Bild sieht man Verbindungselemente, welche die Form unterstützen. Ohne diese amplification slices wären fast keine Vertiefungen möglich.

Letztlich ist es noch möglich den einzelnen slices unterschiedliche Farben zu zuweisen. Hier schon mal eine Möglichkeit der Farbgestalltung.

Mittwoch, 12. Mai 2010

Modellbau 1:2

Wir haben jetzt eine sehr gute Methode erarbeitet funktionale, leicht umsetzbare Schnittmuster zu erstellen. Somit sind wir jetzt in der Lage unsere 3D Form über einfache 2D Schnittmuster zu realisieren. Hierbei entstehen bandartige Teile, diesen werden logische Klebekanten zugewiesen und es wird eine Schrittfolge der zu klebenden Teile erstellt.

Dieser Bauplan ermöglicht eine übersichtliche, systematische Abarbeitung der einzelnen Schritte, die notwendig sind um das Modell zu erstellen.

Das Modell:

Wir haben uns zu Testzwecken für ein 1:2 Modell entschieden. Diese Mindestgröße ist notwendig um eventuelle Probleme bei der Montage und bei der Ausbildung der Formgenauigkeit heraus zu finden. Hierbei stießen wir auf zwei Problemfälle.

Fall 1: Um die 2D Schnittmuster exakt aneinander zu fügen ist es oft notwendig die Folie bereits beim Kleben in die Form zu bringen die sich später dann automatisch einstellen soll. Daher ist es leicht problematisch die Schnittmuster auf einer ebenen Unterlage zu fügen.

Fall 2: Wie wir bereits bei kleineren Modellen feststellten werden Eindellungen meist nicht richtig ausgebildet. Es folgt meist eine Auswölbung. Um diese Eindellung letztlich doch zu erreichen ist es notwendig Stege einzufügen. Hierbei muss jedoch genau darauf geachtet werden wo diese angebracht werden und mit wie viel Kraft sie belastet werden. Risse oder ungewollte Eindellungen können die Folge sein.

Letztlich haben wir noch eine weitere Aufgabenstellung zu lösen welche eher das Material angeht. Recherchen haben ergeben das sich nur wenige Folien für unser Projekt eignen. Bisher haben wir immer davon Abstand genommen Folien zu verwenden welche sich ohne großen Krafteinfluss dehnen. Wichtig ist auch auf die Knickeigenschaften zu achten. Die Folie sollte nicht zu starr sein das sie reist wenn man sie Knickt aber auch nicht zu weich, da sie das Gewicht eines Menschen tragen soll.

Dienstag, 11. Mai 2010

Schnittmuster

Aus dieser Art von Schnittmustern können wir die folgende Form erstellen.

Es ergeben sich hauptsächlich Streifen oder Kreise, anhand der Beschriftung lassen sich dann die einzelnen Teile zusammen fügen.

Montag, 3. Mai 2010

Schnittmuster

Das Erstellen von Schnittmustern hat sich schnell als sehr komplex herausgestellt.

Um brauchbare Schnittmuster zu erhalten, mussten wir zuerst einen Schritt zurück gehen. Grundsätzlich heißt das, zurück ins 2-dimensionale (Nurbsmodeling). Dabei ist darauf zu achten das man keine Krümmungen verwendet. Diese werden dann erst im 3D generiert.

Die auf den Bilder dieses Posts gezeigten Objekte weisen ein wesentlich unkomplizierteres Schnittmuster auf. Der nächste Schritt ist getan...

Freitag, 30. April 2010

Besuch im Fraunhofer-Institut


Bei dem Besuch in Halle am Institut Werkstoffmechankik konnten viele unserer Fragen geklärt werden. Das Fraunhofer-Institut beschäftigt sich schon seit langem mit Schweißverfahren von Folien. Mit der Technik des "Laserschweißens" lassen sich geschwungene Schweißnähte verwirklichen - eine Innovation im Vergleich zum thermischen Schweißverfahren.
Genau diese Laser-technik eignet sich für unser Projekt ideal, da die freie Form, die wir uns wünschen, anspruchsvolle Schnittmuster zur Folge hat, welche nur mit Laserschweißen wieder zusammengefügt werden können. Außerdem liegt der Vorteil des Laserschweißens in einer saubereren und schmaleren Schweißnaht. Verschiedene Farben und Transparenzen sind kombinierbar.
Wir werden weiter Formstudien betreiben müssen, da der Form aufgrund des Materials (ETFE-Folie, 0,2mm dick) Grenzen geboten werden. Das Material ist sehr gut druckbelastbar und dehnt sich bis zu 400% bis sie reißt. Das sind Vor- und Nachteile zugleich.
Die Folie wird der Druckbelastung eines Menschen standhalten, ist jedoch nicht so flexibel, wodurch man wahrscheinlich Krümmungen mit kleinem Radius nur sehr schwer ausbilden kann.
Wir werden nun versuchen größere Materialproben zu bekommen, um ein besseres Gefühl für das Material zu bekommen.
Das Fraunhofer-Institut hat uns angeboten uns bei der Formfindung und den Problemen bei der Fertigung zu unterstützen. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit.


Vielen Dank an:

Dipl.-Ing. Jörg Lucas (Polymerfolien und Polymergrenzflächen)

Prof. Dr. Andreas Heilmann (Geschäftsfeldleiter Biologische und makromolekulare Materialien)


Donnerstag, 29. April 2010

Umsetzbare Formen

Durch weitere Versuche, über einfache Schnittmuster Formen zu finden sind verschiedene Pneus entstanden, welche man als Sitzgelegenheit verwenden kann. Diese wurden hier digital modelliert und maßstäblich Funktionen gegeben.
Im Gegensatz zu vorherigen Formstudien, die sehr komplizierte Kubaturen ausbildeten und damit schwer in ihrer Umsetzung gewesen wären, ist es uns hier gelungen, derartige Formen auch real im Modell umzusetzen.

Mittwoch, 28. April 2010

Überarbeitung der Form

Durch genauere Überlegungen des Schnittmusters soll nun aus der eher willkürlichen Form ein Volumen entstehen, welches als Sitzgelegenheit geeignet sein könnte. Zum Fügen der einzelnen Membranteile sind wir zum Kleben mit Doppelseitigem Klebeband gekommen. Diese Methode führt zu schöneren und vor allem luftdichteren Nähten.
Entstanden ist jetzt eine Sitzgelegenheit mit Lehne und Sitzfläche.


Samstag, 24. April 2010

Schnittmuster aufgeblasen


Um eine bestimmte äußere Form zu erhalten müssen Schnittmuster erstellt werden. Wir experimentieren zur Zeit mit einfacher Folie, die zerschnitten wird und durch Stecknadeln wieder zusammengefügt wird. Der Vorteil dieser Technik liegt darin, schnell verschiedene Formen auszuprobieren. Ein einfacher Computerlüfter dient als Gebläse, um das Pneu aufzuspannen. Wir erhoffen uns durch diese Versuche zu Kenntnissen zu gelangen, die uns später, im Schweißverfahren mit dickerer PVC-Folie, nützlich werden könnten. Die Probleme bleiben - durch dieses Verfahren können wir zur Zeit nur Auswölbungen nach Außen herstellen.

Der nächste Schritt wird sein, durch Verschnürungen auch Wölbungen nach Innen zu erreichen.




Mittwoch, 21. April 2010

Fügen / Kleben / Schweißen

Nach dem optimieren des Schweißverfahrens wurde ein einfaches Schnittmuster erstellt um die Nähte einem Belastungstest zu unterziehen.

Parallel zum Belastungstest wurden praktische Formstudien betrieben. Die Form hält, jedoch erweist sich das "schweißen " dreidimensionaler Objekte als schwierig. Hierbei ist es sehr interessant wie man die letzte Schweißnaht durchführt.

Das Ergebnis des heutigen Versuchs ist

ein 10 x 10 x 10 cm großer Würfel.

Formgebung:

Die Möglichkeiten sind sehr vielfältig, jedoch stellen Vertiefungen immer ein Problem dar. Es wird etwa die gleiche Menge an Material für Auswölbungen wie für Vertiefungen benötigt. Somit wölbt sich die Fläche beim aufblasen immer nach außen. Hier kommen Zugverbindungen zum Einsatz, die es ermöglichen die Form nach innen zu ziehen. Jedoch ist dabei immer darauf zu achten das die Kraftverteilung eine sehr große Rolle spielt. Zieht man zum Beispiel mit 3 Seilen an einem Punkt so wölbt sich die Fläche an der alle 3 gleichzeitig ziehen 3mal so sehr als die an der jeweils nur einer zieht. Es kommt also auf die Verteilung der Angriffspunkte an. Bzw. ist es auch möglich eher flächig an der Form zu ziehen, um so eine gleichmäßigere Verteilung zu erreichen.

Fügen / Kleben / Schweißen

Zu Testzwecken wurde eine 0,5mm starke Folie mit 600g/m² verwendet. Diverse Fügearten wurden nun durchgeführt.

1. Der Vorteil beim "Kleben" ist, es sind keine Spuren von außen sichtbar. Jedoch dauert es lang und es entsteht keine 100% flexible Verbindung mit einer eher mittelmäßigen Festigkeit.

2. Das "Schweißen" stellt sicherlich die beste Möglichkeit dar Folien dieser Art zu fügen. Es entsteht eine sehr feste und zugleich flexible Verbindung mit einem eher geringem Zeitaufwand. Die äußere Naht ist sauber, besonders glatt und es gibt keine Klebeflecken.

Im oberen Bild wird der einzige Nachteil sichtbar. Die Naht nimmt nur in eine Richtung maximale Kräfte auf, belastet man sie um 90° versetzt zu dieser, lässt sie sich eher schwerlich ablösen.

Im Bild darunter sind diverse Schweißmethoden dargestellt, besonders fest erschien uns die Kreuzschweißmethode (rechts im Bild)

Montag, 19. April 2010

Form durch Funktion

Bei diesem Ansatz der Formfindung wurden erst mögliche Einzelfunktionen gestaltet. Diese sollen verschiedene bequeme und ergonomisch Sitz- und Liegepositionen ermöglichen.
Zu einer einzigen Form zusammengestetzt wird dadurch ein vielseitig nutzbares Objekt, die alle Funktionen in sich vereint. Man kann das Pneu auf unterschiedliche Seiten stellen und somit immer neue Nutzungsvarianten entdecken.
Um das zu erreichen musste beim Zusammensetzen darauf geachtet werden, wie die Einzelfunktionen zueinander liegen und wie sie bei unterschiedlicher Stellung zu verwenden und erreichen sind.

digital deforming part II

Hier nun die 2. Stufe des "deformers"

Nach zahlreichen Stunden der Formfindung haben wir uns auf 4 Funktionen festgelegt. Durch aneinander Reihung von diesen Funktionselementen entstand ein Grundgerüst, dieses wurde nun manuell Stück für Stück exakt verbunden.

Somit schließt sich der "deformer" in der 2. Dimension.

Hier gelb dargestellt ist das Polygonnetz, welches zugleich die 1 Stufe des Schnittmusters darstellt.

In part III geht es nun um die 3. Dimension und die Bildung eines Schnittmusters.

Dienstag, 13. April 2010

digital deforming part I

2D Linien werden zur grundsätzlichen Formgebung der einzelnen Funktionen verwendet. Diese Linien bekommen in allen 3 Dimensionen festgelegte Punkte im Koordinatensystem und werden somit exakt bestimmt. Reiht man diese in festgelegten Abständen aneinander, wird somit das Grundgerüst des "Deformers" gebildet. Zum Schluss berechnet der Computer die Hülle und spannt sie über das Liniengerüst.