Einführung in die digitalen Fertigungsmethoden

Dieser Eintrag sollte eine kleine Einführung in die Methoden und Technologien aktueller computergestützter Fertigungsverfahren (CAD/CAM) und ihrer Anwendung in Architektur und Design sowohl für den Modell- und Prototypenbau als auch in der Serienfertigung sein.
Unter digitale Fertigungsmethoden versteht man grundsätzlich die Möglichkeiten der Materialbearbeitung und Formgebung (abtragend, auftragend, umformend); Formdefinition in CAD Systemen und Formerfassung (Reverse Engineering); Methoden der Formfindung (formbestimmende Bewegungen, formbestimmende Werkzeuge, FabFinding); numerisch und computernumerisch gesteuerte Maschinen (CNC); Verschiedene Rapid Prototyping, Rapid Tooling und Rapid Manufacturing Technologien (Biegen, Fräsen, Schneiden, Sintern, Schweißen, etc.); Betrachtungen zur Qualität, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit der verschiedenen Verfahren und Werkstoffe; Rückwirkungen des Herstellungsverfahren und ihrer Entwicklung auf den Entwurfsprozess.

© KAOS Collective

© KAOS Collective

Na ja, als Einführung was das vielleicht zu viel Neues, manche von der Liste kennt Ihr aber bestimmt schon. Es ist ja selbstverständlich, dass sich die Evolution dieses Bereiches der Produktsentwicklung immer beschleuningt, heutzutage werden immer mehrere Technologien geforscht. Ich kann mir noch daran erinnern, dass ich damals meine Modelle immer selbst mit Mühe und Sorge gebalstelt habe. Obwohl es wirklich Spass gemacht hat, geht es im Praxis nicht mehr so; die grossen Architektur- und Designbüros können sich nicht leisten, so viel Zeit mit dem Präsentation eines Konzeptes zu verbringen. Heutzutage werden es noch auch praktisch-handwerkliche Fertigkeiten vermittelt, aber auch Wert auf die Auseinandersetzung mit Fragen der Darstellung gelegt (Maßstab, Material, Abstraktion etc.). Verschiedene Arten und Funktionen von Architekturmodellen sollen unterschieden und qualitativ eingeschätzt werden können.

© hypermill

© hypermill

Die digitale Fertigungsmethoden sind aber ganz anders. Zuerst sollen wir ein bisschen über die prinzipiellen Methoden und Technologien computergesteuerter Fertigungsprozesse aus dem Bereich des Designs und der Architektur sprechen, da diese Methoden für uns am interessantesten sind. Sowohl im Modellbau als auch von großformatigen Systemen im Maßstab 1:1 werden CAM-Spezialanwendungen (wie z.B. hyperMill) und Roboterkinematik oft benutzt, an der Uni habe ich auch de Möglichkeit gehabt, die Ansteuerung eines 7achsigen CNC-gesteuerten Kuka-Fräsroboters im Prototypenbau auszuprobieren.

digifab_kuka

Mit der neuen Verschränkung von Entwurf und Materialisierung durch BIM und CAD-CAM haben sich die Voraussetzungen für die Architektur verändert. Mit dem Digital-Erhabenen eröffnet sich. für das computational design eine historische Perspektive. Wenn es uns gelingen würde, das computational design in die historische Linie des Erhabenen zu stellen, würde es uns dann sicherlich weniger fremd sein. es würde uns bestimmt näher kommen. Damit sind einige fundamentale Fragen angeschnitten, wie die nach dem Verhältnis von Oberfläche und Inhalt, von Entwurf und Materialisierung, von Sinnlichkeit und Repräsentation oder Effekt und Affekt.

Zum Glück gibt es heutzutage immer mehrere Architekturbüros, die sich zentral dem Einsatz des Roboters und dem Erkunden einer baulichen Zukunft widmen. Mit „Digitales Materialität“ meinen sie eine sich abzeichnende Veränderung im Ausdruck von Architektur, die aus dem Wechselspiel zwischen digitalen und materiellen Prozessen beim Entwerfen und Bauen entsteht. Eben deshalb ist die digitale Fabrikation so grossartig, da die ermöglicht die Entwurfsdaten direkt in den Aufbauprozess von Material eingewoben werden.
Auf diesem Beispiel von Gramazio & Kohler aus der Schweiz kann man ja wunderschön beobachten, wie Roboterkinematik sogar in dem traditionellen Bauwesen wie Backsteinfassaden angewandt werden kann. Das Projekt ist eine freistehende selbsttragende Backsteinkonstruktion aus robotergefertigten Klinker-Elementen und dahinter liegender Stahl-/Glasfassade als stirnseitiger Abschluss der bestehenden ehemaligen Ofenhalle.

Mit computergesteuerten Entwurfs- und Fertigungsmethoden und der Möglichkeit einer wirtschaftlichen maschinellen Produktion individuell gestalteter Formen entstand in den 80ern und 90ern nämlich ein neuer Wendepunkt im Bauen. Der status quo ist jetzt so weit, dass sich Architekten und Architektinnen fragen sollen, was sie mit den neuen Technologien anfangen wollen. Die digitale Form des Zeichenbretts hat sich in allen Bereichen der Architektur durchgesetzt.

Sei es die Verwendung der Computermaus anstatt des Bleistifts über digitale Messgeräte, die direkt in Datenbanken eingelesen und ausgewertet werden, bis hin zu multimodalen Interfaces. CAD und 3D Software ermöglicht es, mittels Algorithmen festgelegte Entwurfsprozesse durchzuführen und Formen parametrisch zu generieren.

© Gramazio & Kohler

© Gramazio & Kohler

Die Verwendung digitaler Medien als erweiterte Werkzeuge, sowie der Einsatz von digitalen Medien in gebautem Raum, erwähnt sei hier nur das Schlagwort des „intelligente Haus des 21.Jhdt.“, stellt somit ein nachhaltiges Lebensbild für die Zukunft vor.

Comments
2 Responses to “Einführung in die digitalen Fertigungsmethoden”
  1. bonooobong sagt:

    Echt tolle Projekte! Ich konnte dass mir früher gar nicht vorstellen, dass Roboterkinematik und Drones schon in solchem Massstab in der Architektur angewandt sind. Bald werden alle unsere Haeuser von Robotern gefertigt, oder sogar 3D gedruckt!

    • Hallo bonooobong, danke für dein Kommentar. Meiner Meinung nach kann es sein, dass deine Utopie schon in kurzer Zeit realisiert werden; bei High-Tech Bauten werden schon an der Baustelle heutzutage nur die Montage ausgeführt, alle die Konstruktionen sind in den Werkstaetten rechnergesteuert gefertigt, um die höhere Praezision zu erreichen.

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