Industrial Design, Hangzhou September 2009 mit Gastprofessor Robert Laux (1.v.r.)

Die chinesisch deutsche Kunstakademie ist ein Gemeinschaftsunternehmen der Universität der Künste Berlin UdK und der chinesischen Kunstakademie CAA. Seit 2003 betreiben beide Institutionen gemeinsam die chinesisch deutsche Kunstakademie CdK mit dem Ziel einen Master Studiengng im bereich der Gestaltung, der Architektur und der Kunst im internationalen Kontext zu etablieren. Im Bereich Bildende Kunst werden die Fachrichtungen Malerei, Bildhauerei und Neue Medien und im Bereich Gestaltung die Fachrichtungen Architektur, Industrial Design und Visuelle Kommunikation angeboten. Das Studium dauert fünf Semester. Bestandteil des Studiums ist ein dreimonatiger Studienaufenthalt in Deutschland.

Die Universität der Künste (UdK) ist verantwortlich für die Entwicklung und Vermittlung von künstlerisch-wissenschaftlichen Lehrstoffen und Lehrmethoden. Damit wird der Nachfrage in China nach einem Kunststudium mit Bezügen zur deutschen Kunst und Kultur entsprochen.

Ohne die intesive Zusammenarbeit mit Xiaohong Chen als fachspezifische Übersetzerin für Industrial Design hätten die Inhalte der Lehre nicht in die andere Sprache sowie in den kulturellen Kontext überführt werden können.

Xiaohong Chen

Die unterschiedlichen Jahrgangsstufen der Studenten im Masterstudiengange Industrial Design werden in einer Gruppe unterrichtet. Der Vorteil der gemischten Lehrveranstaltung besteht in der speziellen Dynamik die sich Entwickelt wenn fortgeschrittene Studenten den sog. Anfängern als Vorbild dienen und ihnen bei komplexen Fragestellungen zur Seite stehen.

	Chou Zhaohuo
	Yang Yang
	He Dalun
	Ma Sting
	Sun Ying
	Pan Yang
	Zhang Ling Yan
	Zhang Hanwen
	Li Yangqing
	Tsai Yi
	Qi Yue
	Yin Ziyi
	Zheng Hanwen
	Huang Ruohan

Prolog: Produkte sind Stellvertreter für die Informationen die sie beherbergen. Es findet eine Verlagerung von Funktion in Richtung Information statt. Form follows information/content. Werkstoffkunde und optimaler Materialeinatz beziehen sich auf Inhalte und nicht mehr primär auf Anwendung bzw. Konstruktion.

Zum Schutz der persönlichen Begleiter vor Verschleiß, Abnutzung und Umwelteinflüssen sollen „Schutzhüllen“ entworfen werden. Diese Schutzapplikationen für Laptop, Handy, Kreditkarte usw. erfüllen aber nicht nur die Schutzfunktion, vielmehr transportieren sie persönlichen Informationen und spiegeln eine emotionale Bindung zu dem geschützten Objekt wieder. Anhand dieser persönlichen Gegenständen soll die Formanalyse geübt werden, so das eine Schutzfunktion an die Form des Objektes angepasst werden kann.

Die Formen sollen innerhalb der 3D Umgebung so parametriert werden, das sie an unterschiedliche Objekte angepasst werden können. Applikationen mit unterschiedlichen Funktionen sollen untereinander eindeutige familiäre Verwandschaft ausdrücken. Die Schutzhüllen sollen an Alltagsgegenstände appliziert werden die dann durch Kombination neue Funktionen erschließen. Visuelle und materielle Variationen sollen zu einer eigenständigen und individuell beeinflussbaren Gestalt formuliert werden. Materialverschleiß und Alterung soll in den Entwurf mit einbezogen werden.

Abstrakt: An einem sehr einfach gehaltenen Entwurfsgegenstand sollen methodische und fertigungstechnische Gestaltungsstrategien geprobt werden. Der Entwurfsgegenstand ist eine Schutzhülle für Alltagsgegenstände. Dabei ist dem Zusammenhang von Entwurf, Parametrierung und Fertigung ein besonderes Augenmerk gewidmet. Wünschenswert ist, das der Entwurfsgegenstand mehrmaligen (iterativen) Verbesserungsschritten unterzogen wird. Die Weiterentwicklung der Schutzhülle aufgrund gemachter Erfahrungen bringt die Wunschvorstellung des Entwurfs mit der realisierten Gestalt immer stärker zur Deckung. Der Fokus soll auf der Parametrierung des Entwurfsgegenstandes sowie der Erzeugung der assoziativen Fertigungsdaten gerichtet werden. Ziel des Semesters ist die Vermittlung der Grundlagen des prozessesgerechten, parametrischen Gestaltens sowie die Individualisierung von Massenprodukten.

Ablauf in Einzelthemen: Wöchentlich aufeinander aufbauende Themenschwerpunkte werden in der Gruppe diskutiert und exemplarisch anhand eines Beispiels ausgearbeitet. Die Entwürfe sollen von den Studenten mit der CNC Fräse des Studienganges gefertigt und Schritt für Schritt verbessert werden. Die Ausformung soll den zurückhaltenden Einsatz formgebender Werkzeuge unterstützen und gleichzeitig auf die dominanz der Bedeutungsebene hinweisen. Der Entwurf wird einerseits inhaltlich aber auch aus Sicht der technischen Machbarkeit und der Programmbedienung betreut. Der „Pro/Engineer Primer“ sorgt für die Vermittlung des Verständnisses der 3D Umgebung. Inhaltlich leitet das Aufgabenblatt „Pro/Visorisch?, Pro/E_richtig!“ die Entwurfsphase ein und führt die Teilnehmer in der ersten Woche über die Aufgaben 1 bis 6 zur Kernthese der Entwurfs.

Um Funktionen unterschiedlicher Art miteinander zu Verbinden müssen die einzelnen Teile aufeinander abgestimmt werden und Bindeglieder Entworfen werden. Die Handtasche bzw der Rücksack stellt dabei auch eine Übergeordnete Schutzhülle dar.

Aufgabe 1: Was habt ihr in euren Handtaschen?
Jeder Erstellt eine Auflistung der persönlichen täglichen Begleiter. Freigestellt ist es ob die Dinge zu fotografieren, in Listeform oder als Collage darzustellen. Die Dastellung wird auf der Plattform präsentiert, Dinge zu persönlichem Inhalts können weggelassen werden.

Aufgabe 2: Gruppen bilden und Funktionen isolieren.
Bei den meisten Teilnehmern werden werden sich ähliche Dinge in den Handtaschen bzw. Rucksäcken finden lassen. Diese Gegenstände werden zu einer Gruppe zusammengezogen und die Funktion wird genau analysiert. Die Auswertung der Inhalte wird auf der Plattform veröffentlicht. Gruppennamen können auch mehrmals auftauchen!

Aufgabe 3: Provisorisch.
Die Namen der einzelnen Gruppen werden auf Zettel geschrieben und gemischt. Jeder Teilnehmer zieht zwei Zettel. Die Beiden Funktionen sollen jetzt auf einfachem Weg zusammengeführt werden, es sollen Techniken eingesetzt werden die einer provisorischen Lösung entsprechen wie z.B. auffädeln, zusammenbinden, hineinstecken, dahinter klemmen, klammern, wickeln….
Welche Hilfsmittel werden benötigt und welche grundlegenden Funktionweisen sind daraus abzulesen? Präsentieren sie die Lösung auf der Plattform.

Aufgabe 4: Verbessert.
Verbessern Sie ihre Lösung und skizzieren Sie wie man die Verbindung als eigenständiges Objekt aussehen kann. Präsentieren sie auf der Plattform.

Aufgabe 5: Übertrag.
Jeder zieht einen neuen Begriff aus der Menge der Gruppennamen. Die Funktion soll jetzt mit der Form des Handys zusammengeführt werden. Wendet wieder provisorische Lösungen als ersten Schritt an und präsentiert auf der Plattform.

Aufgabe 6: Gesalt.
Überarbeitet die Lösung der Handy Applikation (Aufgabe 5) und formuliert eine eigenständige Gestalt. Erstellt Modelle die auf die Herstelungverfahren Rücksicht nehmen. Biring als Zusätziche Funktion noch die Schutzfunktion mit ein.

Nach den Zwischenergebnissen der Aufgaben 1 bis 6 sind genug Thesen zur Verbindung unterschiedlicher Funktionen aufgestellt worden, um den Entwurfsprozess erneut zu beginnen bzw. die Zwischenergebnisse weiter zu bearbeiten.

Formbildende Operationen und Grundlegende Arbeitsweisen in Pro/Engineer.
Innerhalb der ersten Tage wird viel Flexibilität im Umgang mit Pro/Engineer verlangt. In der Designausbildung würde man ein Konstruktionsprogramm erstmal nicht erwarten. Die Frage stellt sich ob es nicht eher eine Domäne der Ingenieure ist sich mit den Fertigungs- und Konstruktionsdetails zu beschäftigen. Wenn Designer die gleichen Werkzeuge benutzen wie die Ingenieure so stellt das einen eindeutigen Vorteil dar, Grenzen innerhalb des Entwurfsprozesses werden abgebaut und der Dialog mit der Fertigungsabteilung kann auf “Augenhöhe” geführt werden.

In angrenzenden Disziplinen der Gestaltung werden solche Grenzgänge auch vollzogen, was man als Desktop Publishing kennt ist die Verbindung des Berufsfeld des Grafikers mit dem des Druckes. Im Industrial Design verschmelzen die Berufsgruppen von Designern und Ingenieuren, es entwickelt sich ein neuer Designbegriff. In ähnlicher Weise wie Desktop publishing verschiedene Berufsfelder der visuellen Kommunikation miteinander verbunden hat so verbindet “Desktop Manufacturing” in Zukunft den Entwurf und die direkte Fertigung miteinander.

Die Schwierigkeiten bei Dateiumwandelungen können vermieden werden, eine Umwandelung der Designintention entsteht nicht. Dem Designer werden aber auch Tools an die Hand gegeben die er schon zu Beginn des Entwurf benötigt. Massenanalyse und Querschnittberechnung zeigen bereits im beginnenden Entwurfsstadion wichtige Parameter wie z.B. das zu erwartende Gewicht, Fassungsvermögen und Festigkeit.
Pro Engineer ist ein “Feature based, parametric, Solid Modeler”.
Während der Modellierung wird das Modell Schritt für Schritt aufgebaut, die zeitiche Abfolge der Arbeitsschritte entscheidet über das Resultat. Die Reihenfolge kann vertauscht werden solange das nicht die Logik des Aufbaus zerstört. Alle Eingaben, wie zum Beispiel Längenangaben und Winkel, können zu späterer Zeit verändert werden. Pro Engineer Modelle besitzen Masse- und Materialeigenschaften.

Entwurf und Fertigung sind assoziativ miteinander verbunden. Wird das Modell verändert, so ändert sich auch die Zeichnung zu dem Modell. Sind Fertigungsdateien mit dem Modell entstanden so verändern diese sich ebenfalls mit. Dies ermöglicht dem Designer die direkte Kontrolle der Gestalt.

Die Wichtigste Regel beim Umgang mit parametrischen Systemen ist, alle einzelnen Arbeitsschritte so einfach wie möglich zu halten. Der Hohe Grad an Komplexität führt schnell zu einem Beziehungsgeflecht das nicht mehr überschaubar ist. Der Einstieg beginnt mit der Installation, dem Anlegen von Vorlagen und Teilen. Der sichere Umgang mit Ebenen ist von Bedeutung, jeder Punkt im 3D Raum sollte sich definieren lassen. Im Skizzenmodus werden die Funktionsweisen von unterschiedlichen Linien besprochen und geprobt. Die in der 3D Umgebung angefertigten Skizzen werden in den Raum ausgetragen.

1.Woche: Grundlagen und Training
• Pro/e Installation(oder anderer parametrischer Modeller)
• • Config.pro Datei austauschen
• •
• Grundlagen und Übungen zum Einstieg in die Parameter
• • Erste Skizze
• • • Ausrichten
• • • Referenzen
• • • Linien, Punkte und Kreise
• • • Bedingungen
2. Woche: Parametrisches Skizzieren
• Abnahme der Skizze von dem realen Vorbild
• • Vermessen des Originals
• Mappen auf einen Würfel
• • Textur in Photoshop vorbereiten und pixelgenau zuschneiden
• • Textur in richtigem Ordner ablegen, danach auf die Würfelseiten anwenden
• Parametrieren der Skizze
• Schneiden von Flächen
• “Extend”, eine Fläche fortsetzen
• Alle Schritte bis zum Solidify
2. Woche: Family Table, Produktentwurf und Variationen, Assembly, Top Down
• Erstellen einer Familientabelle
• Umbenennen der Bemaßung in lesbare Parameter
• Erstellen einzelner Instanzen
• Gegenüberstellung in einer Baugruppe
3. Woche: Erstellen des Stocks, Massenfertigung und Individualisierung
• Übertrag der 3D Skizze in einen Stock
• Ausmessen der Größe des Stocks
• Anbringen von Koordinatensystemen
• Vorhandene Geometrien benutzen
• Negativraum erstellen mit Hilfe der Volumen “Trim”
• Flächen kopieren und schneiden
3. Woche: Werkzeugbahnen und Fertigung
• Fräspfade anwenden
• Schruppen und Schlichten
• Oberfläche “veredeln”
• Fräsbahnen entlang oder winklig zu den Hhenlinien
• Rotationssymetrie als Sonderform des Wendens
• Koordinatensystem drehen
• Allgemeines Setup mit Spanplatte
4. Woche: Präsentationsvorbereitung und Dokumentation
• Blog oder Wiki
• Printdoku

Die Teilnehmer sollen nach Teilnahme an dem Semester einen Einblick in das komplexe Zusammenwirken von Entwurf, Modellbau und Gestaltung und Dokumentation erhalten. Dabei sollen die speziellen Fertigkeiten jedes Teilnehmers zur Bildung eines Gestaltungsteams entwickelt werden.

Bei Verbindungen unterschiedlicher Art trifft man häufig auf provisorische Lösungen.
Bei provisorischen Lösungen steht der unmittelbare Nutzen im Vordergrund, auf visuelle Erscheinung und und Perfektion in der Umsetzung wird weniger Wert gelegt. Alltägliche Begleitgegenstände können in Funktion und Erscheinung von völlig unterschiedlicher Natur sein, doch der tägliche Einsatz verbindet sie zu Funktionalen Einheiten. Im Allgemeinen sehen die Verbindungen unterschiedlicher Funktionen bzw. Objekte so aus das die ursprünglichen Objekte nichts von der Existenz der anderen Obekte wissen. Isoliert in ihrer jeweiligen Formoptimierung teilen sie sich jedoch den alltäglichen Bereich, die Handtasche , bzw. den Rucksack.

Aufgabe 1: Was habt ihr in euren Handtaschen?
Jeder Erstellt eine Auflistung der persönlichen täglichen Begleiter. Freigestellt ist es ob die Dinge zu fotografieren, in Listeform oder als Collage darzustellen. Die Dastellung wird auf der Plattform präsentiert, Dinge zu persönlichem Inhalts können weggelassen werden.

Aufgabe: Erstellen Sie aus den vorgegebenen Figuren eine Skizze im Skizziermodus. Diese Skizze soll sich zu der nächsten Form lückenlos Transformieren lassen. Setzen Sie „Bedingungen“ und „Constrains“ zur Bestimmung des Verhaltens ein. Erstellen Sie eine Animation der Skizze und präsentieren sie auf der Plattforn.

Die Ergebnisse der Aufgabe im unteren Teil dieser Site:

Um Funktionen unterschiedlicher Art miteinander zu Verbinden müssen die Formen der einzelnen Teile aufeinander abgestimmt werden und Bindeglieder entworfen werden. Der Rucksack bzw. die Handtasche stellen dabei auch eine übergeordnete Schutzhülle dar.

Aufgabe 2: Gruppen bilden und Funktionen isolieren.
Bei den meisten Teilnehmern werden werden sich ähliche Dinge in den Handtaschen bzw. Rucksäcken finden. Die Namen dieser Dinge werden auf notiert, jeder Teilnehmer bekommt zwei dieser Begriffe nach dem Zufallsprinzip zugeteilt. Als Zwischenübung soll jetzt eine mögliche Verbindung der beiden Begriffe gefunden werden.
Zeigen Sie mögliche Details und stellen Sie die verschiedenen Ansichten (Draufsicht, Frontal, Rechts….) dar.

2.Übung.
Orientierung innerhalb Pro/E

Zur Orientierung ist es nötig das man jeden Punkt Im Raum bestimmen kann.
Man benötigt zwei Punkte im Raum um eine Achse zu erstellen. Eine Achse ist nötig um eine Ebene zu kippen. Gekippte Ebenen tragen dann die Skizzen. Dieser Ablauf ist für die Orientierung im Raum entscheidend.

Während der Besprechung werden im Dialog mit den Studenten Raumsituationen nachgestellt, die sich aus gegebenheiten im Arbeitsraum ableiten: An der Wand lehnt eine Platte, Besenstiel schräg in der Ecke, schiefe Tischplatte, Tür usw.
Der Arbeitsraum in der CdK wird durch einen transparenten Quader Repräsentiert in den die Räumlichen Situationen im Maßstab 1:1 nachgestellt werden.

Übung:
Estellen Sie Ebenen, die in Abstand und Lage variabel sind. Platzieren Sie auf jeder Ebene eine Skizze und verbinden Sie Linienzüge zu einer Flexibelen Hülle. Dokumentieren Sie ihren Erfolg mit einer Bildsequenz.

Durch verformen einer Fläche kann ein Körper erzeugt werden. Wird eine Fläche in nur eine Richtung verformt ohne die Fläche zu stauchen oder zu strecken ergibt sich eine Abwickelbare Fläche. Diese Fläche läßt sich wieder in eine Ebene abwickeln.

Ende der Abwickelbarkeit
Wenn Flächen gestaucht bzw. gestreckt werden erhalten sie eine Krümmung. Um gekrümmte Flächen sprachlch zu beschreiben legt man zwei rechtwinklig zueinander verlaufende Linien auf die Fläche. Verläuft die Krümmung der beiden Linien in gleicher Richtung so besitzt die Fläche eine positive Gauß´sche Krümmung, sie ist gleichsinnig gekrümmt.
Weisen die Linien eine gegenläufige Krümmungen auf so ist die Fläche gegensinnig gekrümmt, sie hat eine negative Gauß´sche Krümmung.
Gleichsinnig = Synklastisch
Gegensinnig = Antiklastisch

Die Begriffe „konvex“ und „konkav“ beschreiben nur die geometrischen Bedingungen der Fläche, Das Begriffspaar „synklastisch“ und „antiklastish“ beschreibt die topologischen Eigenschaften. Die Flächentopologie
befaßt sich mit den nicht-geometrischen Eigenschften der Flächen.

Die Darstellung der Krümmung an einem Gleichschenkligen Dreieck, der gleichen Form mit radierten Ecken und die Form der kontinuierlichen Richtungänderung verdeutlicht das es sich hier um unterschiedliche Umriß-Qualitäten handelt.
Die Art der Richtungsänderung entscheidet über die Formqualität. Der folgende Abschnitt soll die qualitative Bedeutung der Richtungsänderung visualisieren und die Auswirkungen auf die entstehenden Formen veranschaulichen. Die durch Geraden verbundene geschlossene Grundform zeigt sprunghafte Richtungsänderungen auf.

Tangentiale Richtungsänderung bedeutet in der Konsequenz, das eine geschlossene Grundfläche auf der Ebene keine Ecken mehr aufweist. Die Geraden haben eine nahezu unendlich geringe Krümmung; bezogen auf einen Kreisbogen bedeutet dies, daß der Radiug sehr groß ist.
Die Krümmung kann durch gedachte Radius_Linien dargestellt werden.

Eine andere art der Richtungsänderung stellt die kontinuierliche Krümmung dar.Zwischen einer Krümmung und einer Geraden wird ohne Radiensprung die Krümmung kontinuierlich verändert bzw. angenährt.