#01 — Material! Material! Material! Aber welches?

Polystyrol (PS) z.B. als 1mm dicke Platte ist mir im Architekturstudium ein enger Begleiter gewesen und beim Modellbauen liebgewonnen. Was auch daran gelegen haben kann, dass sich zwei PS-Platten am effektivsten durch den Einsatz von Ether verbinden lassen. Auch kann es leicht angeritzt und sauber über eine Kante gebrochen werden.

Außerdem ziehen Acrylglas, im Hinblick auf seine Eignung zur Laserbearbeitung, und 3D-Drucke aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymeren (ABS), wegen ihren spannenden chemischen Eigenschaften, die es beim 3D-Druck zu berücksichtigen gilt, sowie der Möglichkeit einer Art „Glättung“ mit Aceton bzw. Acetondampf, meine Aufmerksamkeit auf sich.

Material habe ich also eher im chemischen Sinne, als im Strukturgebenden, Muster-Kontext aufgefasst, da es meist ebenjene Eigenschaften sind, die mir am spannendsten erscheinen.

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#02 — Process random materials

Per Losverfahren wurden diverse Materialien verteilt und mussten zu einem Objekt verbunden werden.

Heraus kam Mr.Pipe ... und er hat sogar eine Blume für Sie!

Anschließend kamen Musterklammern sowie kleine Schießgummis (aus dem Dong Xuan Center) hinzu, woraus dieser wuuuunderschöne Armreif entstand.

03 Material-Struktur-Serie

Wie kann das Verhalten von PVC-Schlauch bei bestimmten Zug- oder Druckbelastungen mittels Einschnitten verändert bzw. optimiert werden?

04 ABS on Acet

Oberflächen von Objekten aus ABS-Kunststoff lassen sich durch gezieltes Bedampfen mit Aceton „glätten“, wobei die Expositionsdauer, also der Paramter Zeit, dabei eine entscheidende Rolle für das Endergebnis spielt. Zusammen mit der Auflösung bzw. Schichthöhe der einzelnen Ebenen im fdm-3D-Druck, bildet sie meine Untersuchungsgrundlage. Verwendet wurde originales Z-Ultrat von Zortrax in ivory. Die Kaltbedampfung mit Aceton, also die Verflüchtigung aus einem benetztem Tuch ist zwar wesentlich langsamer als die Verdampfung durch Erhitzen, gilt jedoch als ungefährlicher und besser zu kontrollieren. Zu beachten ist, dass die „Glättung“ der ABS-Oberfläche noch einige Zeit nach der Exposition fortläuft.

Ich habe eine Serie aus 4 Untersuchungsobjektpaaren (je glatt und kantig) modelliert und mit folgenden Paramtern gedruckt bzw. exponiert: 1. Auflösung: 0,09 mm | Expositionsdauer: 0 h 2. Auflösung: 0,09 mm | Expositionsdauer: 1 h 3. Auflösung: 0,14 mm | Expositionsdauer: 4 h 4. Auflösung: 0,29 mm | Expositionsdauer: 28 h

Noch unbehandelt und mit raft auf der perforierten build plate.

Gut erkennbar: Die hexagonale Füllstruktur.

Ein großes, sauberes Einmachglas wird im Innern mit Küchenpapier bodenseitig ausgekleidet und dieses mit Magneten fixiert, da es kopfüber aufgestellt werden muss.

Die Halbkugel und das eckige, »skalierte Stufenprisma« in der feinsten Schichthöhe (0.09 mm).

... und der gröbsten Auflösung von 0.19 mm

Gute Belüftung ist sehr wichtig! Acetondämpfe und Dämpfe von geschmolzenem ABS sind der Gesundheit nicht zuträglich.

Interessant zu beobachten war, dass die Abrundung im Besonderen an den spitzwinkeligen sowie hervorstehenden Stellen stattfindet. So ist der rechte Innenwinkel einer Stufe kaum abgekantet, während die Außenkante der Stufe sehr stark abgekantet wurde.

Nach 28 Stunden unter der Acetonglocke:

Die Materialproben zur Anschauung auf einer Eichenfurniermultiplexplatte aufgereiht.

05 ST4SD

ST4SD steht für Smart Tools for Smart Design und ist ein Kooperationsprojekt der KHB Weißensee, dem smart3 Konsortium und Frauenhofer Institutionen. Nadya Kuzmina und ich haben dem Kurs dieses vorgestellt und neben der Präsentation zwei der drei Smarten Materialien als interkatives Testobjekt mitgebracht. Nachfolgend einige Impressionen.

Eine Piezokeramik wandelt mechanische Krafteinwirkung in eine elektrische Ladungstrennung an Obder- und Unterseite -> Strom fließt und bringt die LED kurzzeitig zum Aufleuchten.

Eine Formgedächtnislegierung (FGL), hier am Beispiel der Nickel-Titan-Legierung Nitinol, erreicht in heißem Wasser seine Rückspringtemperatur von hier 70°C und »erinnert« seinen als Austenit, d.h. in der Hochtemperaturphase, eingeprägten Zustand.

06: Tetra Pak Conductivity

Erneut galt es, sich zunächst mit Materialien anhand eines selbstgewählten, wechselnden Parameters zu beschäftigen und diese in einer Versuchsreihe experimentell zu untersuchen. Anschließend sollte eine 50cm * 50cm große Material-Fläche gestaltet werden.

Um die dünne Aluminiumschicht unter der PVC-Beschichtung freizulegen und einen Stromfluss zu ermöglichen, probierten wir verschiedene Wege aus. Feines Anritzen mit einem Cutter-Messer und anschließendes »Abpellen« ohne die darunterliegende Aluminium-Schicht zu beschädigen stellte aufgrund der dünne der Schicht eine Herausforderung dar. Glücklicherweise waren kleine Flächen ausreichend. Leichter war dagegen das Trennen selbiger Schicht in zwei separete Bereiche um diese als Anode und Kathode nutzen und elektronische Bauteile zwischen diesen anbinden zu können. Ein Dremel mit Schleifstein-Aufsatz erwies sich hier als ideales Werkzeug. Wiederum sehr schwierig war das Anlöten die Spannungsquelle an die hauchdünne Aluminiumschicht, da absolut keine Haftung aufgebaut werden konnte. Letztendlich mussten wir das verzinnte Lötende der Litze der Connecter-Kabel mittels Tape auf die freigelegte Aluminiumschicht »drücken« um einen konstanten Stromfluss zu ermöglichen.

07 Materialsammlungen zu »Conductivity«

Inspiration @ Meetups! konstruktiv ist eine kleine Firma, die elektronische Geräte entwickelt und dafür eine großartige, kleine Werkstatt mit CNC-Maschinen, 3D-Drucker, vielen Acrylglasplatten usw. hat. Beim retune studio visit konnten wir uns ein Bild davon machen und mit den Mitarbeitern unterhalten. Zufällig konnten wir auch eine Entdeckung für MIP machen: Beim langsamen, vertikalen Bohren mit der Standbohrmaschine in Stahl- bzw. Aluminium-Blöcke entstehen spiralförmiger »Abfall«. Dieser ist sehr dehn- bzw. stauchbar und natürlich leitend...

Textile Techniken

In uns ungewohnten Erscheinungsformen können leitende Materialien, wie etwa ein hauchdünnes, feinmschiges Netz aus Kupfer oder zu einer Röhrenform gewobene Drähte auf bzw. als Textilien eingesetzt werden.

Zum Teil können klassische Leiter, wie ummantelte Litze kann mittels klassischer Handwerkskunst verflochten, gewoben oder geknüpft werden und so im Textilbereich eingesetzt werden. Auch kann leitender Faden, wie er zum Nähen bei »Smart Textiles« genutzt wird, direkt gewoben werden. Außerdem können Leiter mit gewöhnlichen Textilien auf unterschiedliche Weise verbunden werden, was in der dritten Reihung experimentell durch Wickeln, Nähen u.ä. Techniken erprobt wird.

Mit viel Glück bekamen wir auf eine Anfrage hin kostenlose Proben diverser leitender High-Tech-Textilien eines großen europ. sowie amerikanischen Produzenten.

Zur Demonstration wurden jede Probe einer Reihung miteinander druch leitendes Kupferband verbunden und zu einem Schaltkreis mit Knopfzelle und LED verbunden, welcher durch einen Druckknopf geschlossen werden kann.