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

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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
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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).
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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.
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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