wrap it! - Birgit Stenzel

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wrap it! - Birgit Stenzel

Birgit Stenzel

ID.B3.042

wrap it!

Formentwicklung mit abwickelbaren Flächen

am Beispiel Formholz

Prof. Oliver Niewiadomski

Dokumentation wrap it 1


Inhalt

wrap it! 3

Abwickelbarkeit 5

Abwickelbare Fläche 5

Abwickelbare Flächen 6

Polyeder6

Gekrümmte Flächen 6

Torsen6

Abwickelbare Flächen? 7

Kegel8

Kegelschnitte9

Zylinder - Konstruktion 10

Kegel - Konstruktion 11

Beispiele abwickelbarer Objekte 13

Formholz 14

Formsperrholz14

Formschichtholz14

Beispiele Formholz 15

Typologie der Verformung 16

Kontur der Kante 17

Formholzbearbeitung 18

Formpressen18

Bearbeitung19

Eigenes Projekt 20

Notebookständer21

Anforderungen21

Beispiele Laptopständer 23

Entwurf24

Modelle Notebookständer 26

Papiermodelle26

Variante I 28

Variante II 29

Die Kontur 30

Modellbau32

CAD-Modell34

Kurspräsentation bei den Hochschultagen 20XI 39

CAD-Modell - Weiterentwicklung 40

Technische Zeichnung 41

Bau in Formholz 42

Die Pressform 42

Die Furniere 43

Das Pressen 43

2


wrap it!

Formentwicklung mit abwickelbaren Flächen

am Beispiel Formholz

Prof. Oliver Niewiadomski, Konstruktive Geometrie

Karl-Robert Strecker, Leiter der Holzwerkstatt

ID.B3.042

3. Sem. Block III - ID.B3.04 Gestalt & Ästhetik

Leistungsnachweis:

6+2 CP nach ECTS

Gestalterische Übung Credits: 6,00

Werkstatt Credit: 2,00

Veranstaltungsbeschreibung

Die geometrischen Eigenschaften von Werkstoffen und deren Verarbeitung prägen die Gestalt der

aus ihnen entwickelten Formen und Objekte. Im Gegensatz zu Stoffen mit nahezu beliebigen Formgebungsmöglichkeiten,

stellen solche mit formalen Einschränkungen besondere Herausforderungen,

aber auch enorme Gestaltungsmöglichkeiten einer ganz eigenen Ästhetik dar.

Im Kurs werden zunächst die geometrischen Grundlagen von sogenannten abwickelbaren Flächen

vermittelt, erarbeitet und anhand einfacher Modelle erfahren, experimentelle Anwendungen

durchgeführt und Bezüge zu historischen und aktuellen Bespielen hergestellt.

Ziel ist die Bildung einer fundierten Kompetenz in Formgebung und Materialerfahrung und die

Entwicklung eines eigenen Objektes unter der Verwendung des Werkstoffes Formholz.

Eine Teilnahme am Designwettbewerb der Fa. Becker Formholz bietet sich an. Einsendeschluss:

31.01.2011

Dokumentation wrap it 3


Abwickelbarkeit

Abwickelbare Fläche

von O. Niewiadomski

Eine Fläche ist dann abwickelbar, wenn zwei ihrer benachbarten Erzeugenden einen Schnittpunkt

haben, auch wenn dieser im Unendlichen liegt (Parallelität).

Abwickelbare Flächen sind Regelflächen und entstehen durch die Spur einer definierten Bewegung

einer Geraden im Raum. Diese Gerade wird auch Erzeugende genannt.

Abwickelbare Fläche

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Eine abwickelbare Fläche bezeichnet aus der Anschauung heraus in der (Differential)geometrie,

der Kartografie und der Topologie eine zweidimensionale Fläche, die sich ohne innere Formverzerrung

in die euklidische Ebene transformieren lässt.

D. h. es dürfen endlich viele Schnitte gemacht werden, die Einzelteile lassen sich danach ohne weiteres

Stauchen oder Quetschen glatt auf eine Ebene legen. Bekannteste Beispiele sind die Oberflächen

bestimmter dreidimensionaler Körper wie Würfel oder Kegel. Die mathematische Definition

läuft allgemeiner über die innere Metrik und Krümmung und ist unabhängig von einer möglichen

Einbettung. Jedoch gilt für den Spezialfall des anschaulichen, dreidimensionalen, euklidischen Raumes

mit induzierter Metrik, dass dort jede abwickelbare Fläche auch eine Regelfläche ist, obwohl

Regelflächen ganz anders definiert werden. Die Umkehrung gilt nicht und ebenso wenig gilt die

Aussage für Flächeneinbettungen in höherdimensionale Vektorräume.

Eine abwickelbare Regelfläche nennt man auch Torse.

Definition

Eine Fläche oder genauer gesagt eine zweidimensionale (stückweise) differenzierbare Mannigfaltigkeit

wird abwickelbar genannt, wenn ihre gaußsche Krümmung in jedem Punkt der Fläche gleich

Null ist, was genau dann passiert, wenn eine der beiden (oder auch beide) Hauptkrümmungen

gleich Null ist.

Seite „Abwickelbare Fläche“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 29. September 2010, 17:20 UTC.

URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Abwickelbare_Fl%C3%A4che&oldid=79710022 (Abgerufen: 27. Januar

2011, 14:36 UTC)

Dokumentation wrap it 5


Abwickelbare Flächen

Polyeder

Körper (3D)

Netz (2D)

Gekrümmte Flächen

Allgemeiner Zylinder Allgemeiner Kegel Oloide

parallele Mantellinien

= Erzeugende

http://www.1961-grenchen.ch/

album/animated/oloid.gif

Torsen

Jede Tangentialebene hüllt im Lauf einer Bewegung eine Torse ein. Sie berührt die entstehende

Hohlfläche in jeder Lage entlang der Erzeugenden. Bei allgemeinen Torsen ändert die Bewegung

ihre Richtung bzw. ist die Bewegung nicht regelmäßig. Bei speziellen Torsen beschreibt die Erzeugende

eine regelmäßige Bewegung (z.B. Rotation).

Allgemeine Torsen

Spezielle Torsen

Tangentialebene

Kegel

Zylinder

6


Abwickelbare Flächen?

Zylinder

Rotationshyperboloid

Doppelkegel

abwickelbar

nicht abwickelbar

abwickelbar

Hyperbolisches Paraboloid (H.-P.-Schale)

http://www.mathematische-basteleien.de/paraboloid21.gif

nicht abwickelbar

Sphärische Flächen (d.h. Flächen, die in mehr als eine Richtung gekrümmt sind) sind nicht abwickelbar

Annäherung an abwickelbare Flächen möglich:

• Triangulation: Näherung durch dreikeckige Flächen –› Polyeder

• Zylindersegmente

• Kegelsegmente

• - ...

Dokumentation wrap it 7


Kegel

Allgemeiner Kegel

Schnittpunkt der

Erzeugenden

Erzeugende

Geradenbüschel/

Strahlenbüschel

Grundlinie

–› Zentralprojektion

Kreiskegel

Achse

α=const.

α

Kegelspitze KS

KS

Rotationskegel

gerader Kreiskegel

8


Kegelschnitte

Kreis

Schnittebene senkrecht

zur Achse

Ellipse

Schnittebene schräg

zur Achse

Parabel

Schnittebene parallel

zu Mantellinie

Hyperbel

Schnittebene parallel

zur Achse

Dandelin’sche Kugeln

Dokumentation wrap it 9


Zylinder - Konstruktion

Konstruktion der Abwicklung eines Zylinders mit Zylinderschnitt

1. Grundfläche (Radius beliebig), Aufteilung in 12 Segmente

2. Seitenansicht (Höhe beliebig), Projektion der 12 Segmente von der Grundfläche (6 Linien)

3. Festlegung eines Schnittes (beliebig), Markierung der Schnittpunkte A 1

, B 1

, C 1

, M, C 2

, B 2

, A 2

4. Anfügen der Mantelfläche neben Seitenansicht (Länge = Umfang des Grundkreises),

Aufteilung in 12 Segmente

5. Übertragung der Schnittpunkte A 1

, B 1

, C 1

, M, C 2

, B 2

, A 2

auf Mantelfläche, Verbinden der

Punkte zu Sinuskurve

6. Deckfläche des Schnittes: Projektion der Grundfläche (Segmente) nach rechts, Abtragen

der Abstände von A 1

, B 1

, C 1

, M, C 2

, B 2

, A 2

vom Schnitt der Seitenansicht, Verbindung der

Schnittpunkte des Gitters zu Ellipse

10


Kegel - Konstruktion

Konstruktion der Abwicklung eines Kegels mit Kegelschnitt

1. Grundfläche (Radius r beliebig), Aufteilung in 16 Segmente

2. Seitenansicht (Höhe beliebig), Projektion der 16 Segmente von der Grundfläche (8 Linien);

Mantellinie R ist Seite

3. Festlegung eines Schnittes (beliebig), Markierung der Schnittpunkte

4. Anfügen der Mantelfläche neben Seitenansicht (Länge des Kreisbogens = Umfang des

Grundkreises; Winkel α=360° r/R), Aufteilung in 16 Segmente

5. Übertragung der Schnittpunkte auf Mantelfläche (Kreisbögen), Verbinden der Punkte zu

Kurve

6. Deckfläche des Schnittes: Projektion der Grundfläche (Segmente) nach rechts, Abtragen der

Abstände der Schnittpunkte aus der Seitenansicht, Verbindung der Schnittpunkte des Gitters

zu Ellipse

Dokumentation wrap it 11


1 2

3 4

5 6

12

7 8 9 10


Beispiele abwickelbarer Objekte

Als Übung sollte eine Dokumentation von abwickelbaren Objekten in der Umgebung stattfinden.

Dadurch wurde bewusst, wie viel Abwickelbarkeit tatsächlich angewendet wird. Häufige Beispiele

finden sich bei Verpackungen und Blechverarbeitungen.

Beispiele aus meiner Umgebung:

1. Lampenschirm IKEA

2. Leuchtstern

3. Hausschuhe

4. Laptop

5. Keksdosen

6. Spielzeug

7. Vase

8. Festplatte

9. Tüte

10. Mini-Discokugel

Dokumentation wrap it 13


Formholz

Als Werkstoff für das Projekt soll Formholz bzw. Formschichtholz verwendet werden. Das Material

besteht aus mehreren miteinander verleimten Furnierschichten aus (s.u.). Es zeichnet sich durch

eine besondere Flexibiltät aus, die Formen müssen jedoch abwickelbar konstruiert werden, damit

das Teil geformt werden kann.

Formsperrholz

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Als Formsperrholz bezeichnet man zwei- oder dreidimensional verformte Produkte aus mehreren

Furnierlagen, die mit Hitze und Druck in einem Presswerkzeug verleimt werden. Die Furnierlagen

werden dabei kreuzweise unter einem Winkel von 90 Grad angeordnet. Formsperrholz wird für

flächige Möbelkomponenten, wie Sitze, Lehnen und Sitzschalen verwendet. Ordnet man die Furnierlagen

in der gleichen Richtung an, handelt es sich um Formschichtholz. Es wird für Armlehnen

und Stuhlgestelle eingesetzt. Nach dem Pressen der Rohlinge werden diese maschinell fertig bearbeitet.

Ein besonderes Merkmal ist die Möglichkeit, aus den Rohlingen verschiedene Konturvarianten

herzustellen. Durch die große Festigkeit, bei geringem Gewicht, eignet sich Formsperrholz besonders

für den Innenausbau, für Sitzmöbel, Bettfederleisten, Skateboards und den Fahrzeugbau.

Formschichtholz

Abbildung: Formschichtholzarmlehne

Mit Formschichtholz bezeichnet man Formteile, bei denen

der Faserverlauf gleichgerichtet verläuft. Zur Erhöhung

der Biegefestigkeit und zur Verringerung des Quell- und

Schwindverhaltens wird Formschichtholz für bestimmte

Anwendungen mit einigen querverlaufenden Furnieren abgesperrt.

Eingesetzt wird Formschichtholz für Stuhlgestelle,

Freischwinger-Seitenteile und Armlehnen. Durch eingesetzte

Schichtholzzwickel (Dreieck)lässt sich die Holzverbindung

gleich mit pressen (s. Bild). Die Dicke der Formteile lässt sich

durch die Verwendung angeschliffener Innenfurniere variieren.

Die Zugfestigkeit ist gegenüber Formsperrholz deutlich

höher.

14


1 2

3 4

Beispiele Formholz

1. Federhocker, Chris Ruhe meubelkunst

http://www.formholz.de/images/anwendungsbereiche/de/image_meubelkunst.jpg

2. Weinregal

http://www.qiero.de/medias/sys_master/ProduktDetailImportImage/8796376989726.jpg

3. Formholz Elefant, Charles & Ray Eames

http://www.kidsmodern.com/imgTre/elefant/elefantseite.jpg

4. WARM tea & coffee range, tonfisk design

http://www.formholz.de/images/anwendungsbereiche/de/image_tonfisk.jpg

5

5. Living in a box, transalpin

http://www.coolhunting.com/design/assets/images/

livinginabox_transalpin-1.jpg

Dokumentation wrap it 15


Typologie der Verformung

Abwickelbare Objekte lassen sich nur auf ganz bestimmte Weisen verformen, sodass die Abwiceklbarkeit

noch gewährleistet ist. Durch die Kombination der verscheidenen Techniken lassen sich

jedoch eine Vielzahl verschiedener Forme

Ebene

Knick / Kante

Biegung

Überlappung

Schnitt

Ausschnitt

KONTUR (formal und konstruktiv)

Formholz

Formholz lässt sich nur in diese abwickelbaren Formen bringen und hat damit schon einen großen

Reichtum an Gestaltungsmöglichkeiten. Das organische Material hat aber auch seine Grenzen. Je

nach Dicke der einzelnen Furnierschichten liegt der minimale Radius, den eine Biegung haben

kann bei 12-30 mm. Scharfe Kanten sind somit nicht möglich. Zudem öffnen die gepressten Biegungen

nach dem Verleimen meist wieder ein wenig und auch ein Verziehen der Teile ist möglich.

Je besser das Pressverfahren durchgeführt wird, desto geringer sind diese Probleme jedoch.

16


Kontur der Kante

Im Anschluss an die Formgebung der Fläche gibt es noch viele verschiedene Möglichkeiten die

Kanten des Formholz-Objektes zu bearbeiten:

gerade Kante Fase

Mittige Kante Assymmetrische Nut Feder

Kante

Verrundun

beider Kanten

Verrundung

(2 Radien)

Bombierung

Wölbung

nach innen

Verrundung

einer Kante

Dokumentation wrap it 17


Formholzbearbeitung aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Formpressen

Die Presswerkzeuge können zweiteilig aufgebaut sein (für Sitze, Lehnen und Schalen) oder mehrteilig

für z. B. U-förmige Formteile, bei denen auch Druck von der Seite benötigt wird. Das Pressen

beginnt mit dem Beleimen der Furniere an Leimwalzen. Als Leim kommt ein Harnstoff- Harz mit

einem Härter zum Einsatz der während des Pressens duroplastisch aushärtet. Ein so genanntes

Furnierpaket wird dann in das mit 100 Grad Celsius temperierte Presswerkzeug eingelegt. Die

Presse wird zugefahren. Der Pressdruck beträgt ca. 25 N/cm². Die Presszeit richtet sich nach der

Dicke der Formteile. Je dicker das Formteil, desto länger wird gepresst. Schalen benötigen ca. 5

min., dickere Seitenteile auch mal 20 min. Eine Ausnahme bildet die Hochfrequenzverleimung, bei

der die Leimfuge über ein Kondensatorfeld erhitzt wird und sich dadurch die Presszeit deutlich

verkürzt. Dieses Verfahren eignet sich daher für sehr dicke Formteile. Da Furnier ein Naturprodukt

ist, muss man bei Verformungen bestimmte Grenzen beachten. Der kleinste Radius ist abhängig

von der eingesetzten Furnierdicken und liegt bei einem 90 Grad Winkel bei 12 mm. Eine Verjüngung

der Formteile ist möglich. Die Möglichkeit der dreidimensionalen Verformung ist für Polsterteile

kaum begrenzt. Für Sichtholz sind leichte Verformungen bis zum Auftreten von Rissen oder

Stauchungen des Furniers möglich. Was mit fester Pappe verformbar ist, lässt sich auch aus Formsperrholz

herstellen, da sich beides ähnlich verhält. Diese Grenzen können durch die Verwendung

von speziellen 3D-Furnieren überschritten werden, die allerdings aufwändiger in der Herstellung

sind und dadurch mit Mehrkosten verbunden sind.

18


Bearbeitung

Die dreidimensional verformten Formsperrholz-Rohlinge für Sitze, Schalen und Lehnen werden

mit mehrachsigen CNC-Fräsmaschinen konturgefräst und bei Bedarf gebohrt. Die Variantenvielfalt

ist hierbei sehr hoch, da für andere Konturen nur neue Fräsprogramme geschrieben werden.

Nach dem Schleifen der Kanten und der Montage der Befestigungsbeschläge sind sie fertig für die

Lackierung.

Formschichtholz-Rohlinge für Stuhlgestelle und Komponenten aus, werden computergesteuert

aufgetrennt, geschliffen und mit selbstrüstenden CNC-Fräsmaschinen weiterbearbeitet. Es können

spezielle Verbindungstechniken, wie Schraub-, Dübel-, Keilzinken-, Feder- oder Schlitz- und

Zapfenverbindungen eingesetzt werden, um einbaufertige Komponenten oder komplette Gestelle

herzustellen.

Seite „Formsperrholz“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 25. Juni 2010, 17:16 UTC. URL: http://

de.wikipedia.org/w/index.php?title=Formsperrholz&oldid=75990985 (Abgerufen: 25. März 2011, 23:44 UTC)

Dokumentation wrap it 19


Eigenes Projekt

Das Thema/Material Formholz soll anhand eines eigenen Projektes bearbeitet werden. Die Themenwahl

ist frei, muss aber den Material- und auch den Zeitvorgaben gerecht werden. Als Material

dürfen neben Formholz auch andere Stoffe zum Einsatz kommen, diese dürfen die Gestaltung

jedoch nicht dominieren. Als Themenkomplexe bieten sich Möbel, Sport- und andere Geräte und

Innenarchitektur an.

Persönliche Themensuche:

1. Schranksystem

2. Regalsystem

3. Schlitten

4. Notebookständer

5. Hausfassade

Der Notebookständer als sehr neues Möbel/Gerät ist dabei noch am wenigsten bearbeitet worden

und dem Material (Form-)Holz nicht automatisch zugeordnet - das macht ihn spannend. Dagegen

sind die traditionellen Schrank- oder Regalsysteme schon oft in Holz oder Formholz gebaut und

gedacht worden.

20


Notebookständer

Ein Notebookständer ist für solche Personen sinnvoll, die längere Zeit an einem festen Arbeitsplatz

mit dem Notebook arbeiten und zumeist keinen Desktop-PC haben oder das Notebook zusätzlich

dazu verwenden. Ein Notebookständer verbindet so zumindest teilweise die Vorteile eines Notebooks

(Flexibilität) mit denen eines Desktop-PCs (Aufbau, Hardware, Ergonomie)

Mögliche Zielgruppen sind also z.B. Schüler, Studenten (meist nur 1 Gerät); Büroarbeitende mit

(zusätzlichem) Notebook

Anforderungen

1. Ergonomie: Erhöhung des Notebooks um 15-25 cm

Falsches Sitzen am Schreibtisch, v.a. beim Arbeiten am Notebook, fördert

Nackenverspannungen, Rückenschmerzen und Konzentrationsprobleme.

Die besondere Problematik des Notebooks ist, dass der Bildschirm

direkt auf dem Tisch aufliegt und der Blick zu weit nach unten

geführt werden muss. Um den Blickwinkel auf rückenschonende Maße

zu bringen, sollte die Oberkante eines Bildschirms ca. 5cm unter der

Augenhöhe liegen. D.h. das Notebook muss um ca. 15-25 cm angehoben

werden.

http://www.repetitive-strain-injury.de/

ergonomie-am-arbeitsplatz.gif

Dadurch ist die Notebooktastatur jedoch nur schwer nutzbar; Da aber

auch das dauerhafte Nutzen der Notebooktastatur wegen einer zu kleinen

Auflagefläche für die Hände nicht optimal ist, ist die Nutzung einer externen Tastatur sinnvoll.

Um das Verwenden der Notebooktastatur dennoch zu vereinfachen (für Sondertasten etc.) ist eine

leichte Neigung der Auflagefläche denkbar.

2. Ordnung: Kabelführung, Anschluss und Verstauung von Peripheriegeräten

Das Verwenden eines Notebookständers sollte den Schreibtisch nicht zusätzlich vollstellen. Wünschenswert

wäre daher, wenn er bei der Strukturierung des Arbeitsplatzes helfen würde: Platz darunter/darin

für Peripheriegeräte wie Tastatur, Maus oder externe Festplatten und eine Möglichkeit

die zahlreichen Kabel zu bündeln und zu befestigen, sodass sich das ab- und anschließen der Kabel

vereinfacht.

3. Belüftung

Durch das Aufliegen des Notebooks auf einer geraden Oberfläche ist die Zirkulierung von Luft zur

Kühlung meist nicht optimal. Ein Notebookständer sollte die Belüftung daher vereinfachen oder

fördern. Eine Wölbung oder Perforierung der Auflageflläche sind Lösungsmöglichkeiten.

4. Ästhetik

Bedingt durch das organische Material Formholz und dessen Verarbeitung (Rundungen!) ergibt

sich ein Kontrast zu den technischen Geräten, die zumeist aus Kunststoff oder Metall bestehen.

Dieser Kontrast könnte weiter ausgereizt werden.

Dokumentation wrap it 21


1 2 3

4

5

6

7 8 9

10

11

12

22

13 14 15


Beispiele Laptopständer

Eine ausführliche Recherche zeigt die verschiedenen existierenden Modelle von Notebook-/

Laptopständern. Diese bestehen zumeist aus Metall und/oder Kunststoff und passen sich

äußerlich zumeist an das technische Aussehen der Geräte an; z.B. durch die Farbgebung

metallisch oder schwarz. Die Form unterscheidet sind sehr, jedoch bieten die meisten Modelle

eine mehr oder weniger starke Erhöhung und Schrägstellung des Notebooks (→ Ergonomie).

Die Möglichkeit zur Unterbringung und Organisierung von Peripherigeräten ist

teilweise gegeben (siehe 8 und 9). Durch zusätzliche Hardware im Ständer werden teilweise

sogar Peripheriegeräte integriert (Lautsprecher, zusätzliche Lüfter; siehe 14). Die Belüftung

wird teilweise (passiv) unterstützt (siehe 7 und 12). Eine Besondere Ästhetik bieten

v.a. alto express (4 und 5) und mStand (8), bei den restlichen Modellen steht der Funktionalismus

im Fordergrund.

1-3. Notebook kit mk605, Logitech

http://www.logitech.com/de-at/notebook-products/stands/devices/6229

4-5. Alto express, Logitech

http://cdn1.techbargains.com/icache/2009/11/27/12593314604997.jpeg

http://www.techsouq.com/images/Logitech-Alto-Express-Notebook-Stand.jpg

6. folding notebook stand, aviiq

http://www.wired.com/images_blogs/gadgetlab/2010/10/NewImage.jpeg

7. Elevator, Griffin

http://www.griffintechnology.com/images/assets/headers/0000/0374/elevator_1.jpg

8. mStand, Rain Design

http://www.luxist.de/luxist/wp-content/uploads/2007/04/mstad.jpg

9. Acrylglasständer Deluxe

http://www.acrylglasidee.de/pics/produkte/1015-1.jpg

10. Ikea Hack

http://www.wired.com/images_blogs/gadgetlab/2010/06/tvinbed2.jpg

11. Notebook Auflage „Ergonomic“ General Office

http://ecx.images-amazon.com/images/I/41aT7Ds8VNL._SL500_AA300_.jpg

12. hama notebookständer

http://ecx.images-amazon.com/images/I/313DUmQA-yL.jpg

13. LX600MB, 3M

http://solutions.3m.com/3MContentRetrievalAPI/BlobServlet?locale=en_US&lmd=1183059210000

&assetId=1180572608232&assetType=MMM_Image&blobAttribute=ImageFile

14. xb3000 Expansion Base, hp

http://img.tomshardware.com/de/2006/12/11/hp_pavilion_dv2029ea/dv2000_plus_stand_big.jpg

15. Laptop Mount on Height-Adjustable Arm with Oversize Notebook Tray, ergo in demand

http://www.ergoindemand.com/images_store/60-7011-8252_180.jpg

Dokumentation wrap it 23


Entwurf

Erste Scribbles und Skizzen dienen der Ideenfindung. Konzepte von Kabelführungen, Hardware-

Aufbewahrungsmöglichkeiten und Ergonomie werden versucht. Die weitere Formfindung findet jedoch

vor allem mit Hilfe von Papiermodellen statt, da hier die Abwickelbarkeit implizit gegeben ist.

24


Dokumentation wrap it 25


Modelle Notebookständer

Papiermodelle

Erste Experimente in der Formgebung finden mit Hilfe von kleinen Papiermodellen (ca. M 1:5) statt.

Durch die Verwendung von Falttechniken und Papier als Material ist sichergestellt, dass die Modelle

abwickelbar sind. Die Ergebnisse sind auf den acht Bildern an der Seite zu sehen.

Nach dieser Phase habe ich an zwei Grundformen weitergearbeitet (zu sehen in den Bildern 4 und

5). Diesen beiden Versionen ist gemeinsam, dass sie aus einem prinzipiell rechtwinkligen Papierstreifen,

der verschieden eingeschnitten und gefaltet wird.

26


1 2

3 4

5 6

Dokumentation wrap it 27

7 8


Variante I

Die erste Variante ist durch zwei schmale Stege entlangs der langen

Ränder des Grundrechteckes definiert. Der mittlere Teil des

Rechtecks wird nach unten geknickt, die Stege werden einmal

nach innen gefaltet. Dadurch entsteht eine offene Auflagefläche

oben und eine Stufe nach unten, die als Ablagefläche genutzt werden

kann. Mehrere Versionen durch unterschiedliche Konturen

verschieben die Proportionen leicht.

Anschließend habe ich ein Modell im Maßstab 1:2 erstellt und mit

Holzimitatfolie überzogen, um einen realistischen Eindruck von

der Form zu bekommen.

28


Variante II

Die zweite Variante besteht aus einem längeren Streifen, der entlang

zweier Kanten U-fömig geknickt wird, wobei die offene Seite

nach vorne zeigt. Eine Aussparung in der Mitte ermöglicht eine

Wölbung der Flächen. In mehreren Versuchen habe ich die optimalen

Proportionen, Konturenführung und Faltung gesucht.

Auch hiervon habe ich ein Pappmodell (M 1:2) erstellt und mit Holzimitatfolie

überzogen.

Dokumentation wrap it 29


Die Kontur

Weiterbearbeitung von Variante II

Nach einem Vergleich zwischen Variante I und II entschied ich mich für die zweite Variante, da

diese durch Biegung und Schlitz eine besondere und sehr ästhetisches Ausssehen bekam. Die Kriterien

Ergonomie, Ordnung und Belüftung sind ebenfalls abgedeckt.

Um die Form weiter zu verfeinern, bearbeitete ich die Kontur weiter, insbesondere an der unteren,

vorderen Kante und am Rücken. Das Ergebnis ist eine gerade Vorderkante und ein leicht taillierter

Rücken. Die genauen Maße und Konturführung sind in der Abbildung zu sehen.

Problematik der Kanten

Im Gegensatz zu den kleinen Papiermodellen muss bei größeren Modellen bzw. beim Formholzteil

immer ein Radius von mehr als ca. 8mm vorhanden sein, d.h. es sind keine scharfen Knicke möglich.

In den folgenden Modellen arbeite ich diese Erkenntnis mit ein.

30


630

80

30

50

10

10

200 180 250

10

10

320

SolidWorks Studentenlizenz

Nur für akademische Zwecke

Dokumentation wrap it 31


Modellbau

Für den Bau eines realistischeren Modells

(im Maßstab 1:2) habe ich eine Materialmischung

aus relativ dünner Werkpappe (ca.

0,5mm) und 3mm-Moosgummi gewählt.

Das Moosgummi ist als auftragende Zwischenschicht

gut geeignet, da es sich gut

biegen, aber kaum stauchen/strecken oder

knicken lässt. Somit ähnelt es den Eigenschaften

von Formholz sehr. Die Werkpappe

lässt sich zudem kontrolliert biegen und

gibt so die Form. Indem ich eine Werkpappenschicht

oben und eine unten anbringe

erzeuge ich eine stabile Form

Durch die starke Biegung des Stückes muss

beachtet werden, dass sich die Ausschnitte

einer jeden Schicht verändern. So muss die

innerste Schicht mehr als einen Zentimeter

kürzer sein als die äußerste. Aufgrund dieser

Verschiebungen schneide ich die Kontur

nur grob vor und korrigiere sie abschließend.

Um ein zu starkes Aufklaffen nach dem

Trocknen des Klebers zu verhindern, müssen

die Schichten beim Kleben weiter als

nötig zusammengedrückt werden.

Mit Hilfe dieser Technik sind drei Modelle

entstanden.

32


Erstes Moosgummimodell

noch Probleme mit aufklaffender Form

Zweites Moosgummimodell

Kanten und Oberfläche mit Papier bezogen; Linien zeigen Erzeugende an

Drittes Moosgummimodell

Kanten und Oberfläche mit Holzimitatfolie überzogen, dabei leichte Passprobleme; Form sehr stark gebogen

Dokumentation wrap it 33


CAD-Modell

Um aus dem Modell nun ein tatsächliches Formholzstück bauen zu können, ist eine Pressform nötig.

Auf Grund der sehr organischen Linienführung ist es sinnvoll diese zuerst am PC zu Modellieren

und dann aus Holz fräsen zu lassen. Dies bietet zudem eine weitere Visualisierungsmöglichkeit

der Idee.

Um von dem manuell gefertigten Modell eine möglichst akkurate Ansicht zu bekommen, mustte

das Modell von allen Richtungen möglichst gradlinien fotografiert werden. Darauf aufbauend habe

ich dann in SolidWorks ein Modell des Notebookständers und eine Fräsform erstellt. Dabei ist es

jedoch nicht möglich, die Abwickelbarkeit zu überprüfen. sollten Stellen der Fräsform nicht abwickelbar

sein, müssen diese händisch nachgearbeitet werden.

34


Dokumentation wrap it 35


ZWISCHENSTAND

36

ZWISCHENSTAND

Ergebnis zu Ende der Vorlesungsfreien Zeit

• Teilnahme am BECKERCONTEST - Wettbewerb der

Firma Becker KG zum Thema Formholzentwürfe

• Kurspräsentation bei den Hochschultagen 20XI

der HfK


Verve

notebook riser

Von Birgit Stenzel

Der Notebook-Ständer Verve ist die ideale Ergänzung für einen flexiblen Arbeitsplatz.

Die geschwungene, organische Form und das natürliche Material Formholz

spielen mit dem Kontrast zur Optik der technischen Geräte, und machen den

Notebook-Ständer zum stilvollen Blickfang auf dem Schreibtisch. Dabei erfüllt er

mehrere Funktionen gleichzeitig: Der Ständer hebt das Notebook auf eine ergonomisch

optimale Höhe an, die bei längeren Arbeitszeiten am Notebook den Rücken

schont. Die gewölbte Auflagefläche fördert die Luftzirkulation unter dem Notebook

und vermeidet so ein Überhitzen. Zudem ist der Arbeitsplatz aufgeräumter,

da alle Kabel gebündelt durch die Öffnung in der Mitte des Ständers verschwinden

und Peripheriegeräte platzsparend darunter verstaut werden können. So wird aus

einem ungeordenten Schreibtischaufbau eine kompakte, moderne und ästhetische

Arbeitsmöglichkeit.

Dokumentation wrap it 37


Verve

notebook riser

von Birgit Stenzel

Kurs „wrap it

Prof. Oliver Niewiadomski

3. Semester Integriertes Design

Die ergonomisch optimale

Höhe schont bei längeren

Arbeitszeiten am

Notebook den Rücken

Die gewölbte Auflagefläche

fördert die Luftzirkulation

unter dem Notebook und

vermeidet so ein Überhitzen

Kabel verschwinden gebündelt

durch die Öffnung in der Mitte

des Ständers und periphere

Geräte können platzsparend

darunter verstaut werden

Die geschwungene, organische

Form und das natürliche

Material Formholz spielen

mit dem Kontrast zur Optik

der technischen Geräte

38


Kurspräsentation bei den Hochschultagen 20XI

Dokumentation wrap it 39


CAD-Modell - Weiterentwicklung

Ein Problem mit der ersten Verion des Notebookständers ist, dass die Notebooks möglicherweise

von der schrägen Fläche rutschen könnten. Deshalb habe ich die Kanten abgeflacht und mit einer

Gummierung versehen, die den Computer an Ort und Stelle hält.

40


Technische Zeichnung

320

HfK-Bremen

Birgit Stenzel

b.stenzel@hfk-bremen.de

Verve Notebookriser

Teil

Wrap it!

Projekt

O. Niewiadomski

Kunde

287

Formholz, teilweise gummiert

Material

Birgit Stenzel Freitag, 25. März 2011 23:40:00

Gezeichnet

Laptopstand6

Datum

Zeichnungs-Nr. / Datei-Name

1:5 1/1

Maßstab

A4

Format

Blatt

283 51

177

30

Dokumentation wrap it 41


Bau in Formholz

Im Anschluss an den Modellbau in Papier und Co soll auch ein Formholz Prototyp gebaut werden.

Die Arbeit mit dem Formholz ist dabei anspruchsvoll, da sich das organische Material weniger

leicht verformen lässt als Papier und auch der Form- und Verklebeprozess unberechenbar verläuft.

Bis ein guter Prototyp entsteht müssen einige Experimente mit dem Material und Anpassungen

der Herangehensweise gemacht werden, damit es besser eingeschätzt werden kann.

Die Pressform

Die Pressform leite ich aus dem CAD-Modell ab und lasse sie fräsen. Dabei muss die Form in eine

obere und untere Hälfte getrennt werden, damit die CNC-Fräse alle Breiche fräsen kann. Zudem

trenne ich die Form auch senkrecht mittig, damit das spätere Herauslösen der Furniere aus der

schüsselartigen Form möglich ist (Bilder 1 und 2).

Korrektur der Form

1 2

Nach ersten Versuchen stellt sich heraus, dass die am Computer modulierte und gefräste Form

nicht korrekt abwickelbar ist. Jedoch behebt das Einfügen eines ca. 2,5 cm breiten Keiles in der

Mitte der Form diese Probleme weitgehend (s. Abb. 3). Allerdings ist das Buchenholzfurnier nicht

biegsam genug, sich in die Form einzupassen und bricht. Auch ein Einweichen der Furniere löst

diese Probleme nicht.

In der Konsequenz müssen die Hälften zunächst getrennt mit Formholz zu überzogen werden,

diese anschließend zusammengefügt und – wenn möglich – eine letzte Schicht über beide Hälften

gemeinsam geklebt werden. Dafür muss jedoch die Innenseite der Form aufgebaut werden, damit

genug Überstand vorhanden ist (Abb. 4).

3 4

42


Die Furniere

Die bereits eingeweichten Furniere werden für mehrere Stunden auf die beiden Formhälften aufgezogen

in der Hoffnung, das Verleimen zu vereinfachen. Allerdings sind die feuchten Furniere

aufgequollen und ziehen sich beim Trocknen wieder zusammen, sodass Risse entstehen (Abb. 5).

Nach Versuchen mit trockenen Furnieren (Abb. 6) zeigt sich aber, dass die Hälften auch mit trockenen

Furnieren pressbar sind.

5 6

Das Pressen

Um die Form zu pressen, werden jeweils 3 Furniere eingeleimt, um die Pressform gewickelt und

dort mit Klebeband fixiert; dabei ist Eile geboten, damit der Leim nicht frühzeitig abbindet. Anschließend

werden die Formen in den Formsack gelegt und dort für mehrere Stunden belassen

(Abb. 7). Dieser Prozess wird mehrmals wiederholt, bis die gewünschte Schichtstärke erreicht ist

(Abb. 8).

Der Formsack ist ein großer Gummisack, der mit einer Vakkumpumpe evakuiert werden kann und

durch den Unterdruck an die Form gepresst wird. Meine Versuchen zeigen, dass die Position der

Teile im Formsack wichtig ist, da ein falscher Faltenwurf des Materials die Furniere verschieben

kann und so Lücken zwischen den Schichten entstehen. Tendenziell werden Rundungen durch den

Druck so meist schärfer; verhältnismäßig gerade Flächen bereiten weniger Probleme.

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Dokumentation wrap it 43

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