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Beschreibung

Welche Prozesse und Lösungen sind notwendig, um einen Maker Space zu einem dezentralen Fertigungsort im Sinne einer Microfactory zu machen?

Die Community und das Team des Coworking und Maker Space „Hafven“ in Hannover erforscht in Mini-Hackathons und Workshops, welche Prozesse und Lösungen notwendig sind, um einen Maker Space zu einem dezentralen Fertigungsort im Sinne einer Microfactory zu machen.

Durch Maker Spaces werden Technologien wie 3D Druck, CNC-Fräsen und Laser Cutter immer zugänglicher und bieten die Möglichkeit effizient, individuell und in hoher Qualität Produkte dezentral und in unmittelbarer Nähe zum Endkunden herzustellen. Das ist nicht nur umweltschonend, sondern ermöglicht auch die innovative Arbeitsweise der Kultur – und Kreativwirtschaft auf die Fertigungsverfahren auszuweiten, in der Prozessentwicklung von Design über Prototypen bis hin zu dezentraler Produktion.

Die Smart Cities von morgen sind digital vernetzt und somit dezentral strukturiert. Die Fertigung von Produkten wird in Mikrofabriken durch offene Co-Creation Communities entlang von additiver und digitaler Fertigung organisiert. Soweit die Vision.

Wie gestaltet man Produkte für diese additiven Fertigungsverfahren oder digitale Verfahren wie CNC und Laser Cutter? Welche Tools und Prozesse benötigt man, um Produktion durch eine Community durchführen zu lassen? Welche Services, Tools und Prozesse benötigt man, um dezentral produzierte Waren zu distribuieren?

Wir stellen die Fertigung von heute in Frage und erforschen, wie der Maker Space von morgen aussieht. Wie können nicht nur Produkte entwickelt werden, sondern auch effizient produziert und verkauft werden? Welche Prozesse und Lösungen sind nötig, um Produktion in einen Maker Space weiterzuentwickeln?

Ort: Hafven Hannover 

#microfactory

Team

Hendrik Schwedt

Hafven Academy, Projektleitung | M.A. Management & Leadership, Dipl. SoWi

Pauline Raczkowski

Hafven Kommunikation | MA Kultur- und Medienwissenschaftlerin

Christoph Zimmermann

Hafven Gründer | Hafven Maker Space - Werkstattleitung, Dipl. Des. Kommunikationsdesign

Henrik Holkenbrink

Hafven Community Member | Industrie- und Produkt-Designer, Advanced Product Design, www.henrikholkenbrink.de

Caecilie von Teichman

Hafven Community Member | Dipl.-Ing. Biomechatronik, Expertin für Additive Manufacturing | dreiConsulting, www.dreiconsulting.com

Benjamin Henkel

Hafven Community Member | Staat. geprüfter Techniker, Experte für Additive Manufacturing | dreiConsulting, www.dreiconsulting.com

Aktueller Bericht aus dem Lab: zwischen Gedankenspiel und Umsetzung

Aktueller Bericht aus dem Lab: zwischen Gedankenspiel und Umsetzung

Unser letzter LogbuchEintrag hörte mit der Losung „Machen!“ auf, „genug der Gedankenspiele“. Leichter gesagt, als getan…

Denn, wir haben eine weitere halbtägige „Gedanken“-Session im Idea Space des Hafven verbracht.

Im Modus der Co-Creation arbeiten wir uns weiterhin an unserem Tabellen-Dokument „Konzeptionsgegenüberstellung Microfactory“ ab und die Ansatzpunkte werden mehr und mehr. Spannende Ideen und Ansätze fliessen ein und im Austausch wandern wir weiterhin im Spannungsfeld zwischen Maker Space und Smart Factory, zwischen Microfactory und Industrie 4.0. 

Mittlerweile haben wir verschiedene Produktionsszenarien für Maker Spaces hin zur Microfactory entworfen und in ihrer Durchführung auf dem Papier (bzw. natürlich im Rechner) durchgespielt. Wichtig ist uns dabei auch die Darstellung von zeitlichen Kategorien und entsprechenden technologischen Entwicklungen im Bereich der Maker Spaces entlang von „heute“, „morgen“, sowie 3 Jahre, 10 Jahre und 30 Jahre.

Nun sind wir am entscheidenen Punkt angekommen, an dem es in die Umsetzung gehen muss.
Beim nächsten Workshop werden wir also im „heute“ und eventuell sogar schon „morgen“ anfangen. Erste Produktideen sind gesammelt, die wir fertigen und im Prozessablauf durchspielen und dadurch abbilden wollen. Auch wenn eine der Produktideen -schlicht als „Windturbine“ betitelt- vielleicht etwas überambitioniert ist :)"

Der Automat, der alles kann!

Der Automat, der alles kann!

Du bist unterwegs und hast etwas vergessen? Oder benötigst ein individualisiertes Produkt? Und das Ganze am besten mobil und schnell zugänglich? Kein Problem! Logg dich einfach in deine Microfactory ein ...

Du setzt dich in den ICE von Berlin nach Hannover, hast glücklicherweise den Platz im Vierer bekommen. Weil du noch den wichtigen Feinschliff an deiner Präsentation machen willst, kannst du den Tisch gut gebrauchen. Noch bevor der Wagen los rollt, holst du den Laptop raus, greifst nach dem Ladegerät, ins Leere. Mal wieder blieb die Lebensader des Laptops zu Hause und wartet verlassen auf seinen Einsatz. Was machst du jetzt? Was hat Priorität? Die letzten Unstimmigkeiten glatt bügeln oder soll dich der Akku sicher durch die Präsentation tragen? Beides!

Bevor du dich der Präsentation zu wendest, loggst du dich auf deinem Microfactory-Account ein und öffnest die letzte Bestellung deines Ladegeräts, änderst die Aufschrift zu “TASCHE”, damit die Öse in der Tasche endlich einen Nutzen bekommt, fügst noch kurzerhand die Karabinerintegration aus einem verwandten Entwurf hinzu und schon geht die Bestellung raus. Am Hauptbahnhof angekommen, geht es kurz zum Microfactory-Automaten, du hältst dein Handy davor und schon öffnet sich eine Schublade mit deinem einzigartigen, frisch gefertigten Ladegerät.  

So oder so ähnlich zeichnen einige Visionen die Zukunft in 30 bis 50 Jahren. Mal wird, ähnlich zu unserem Beispiel, ein Wendt-Container, der durch unzählige, vollautomatisierte Verfahren jedes Produkt herstellen kann, genannt. Mal werden Programmable Matter, also freiprogrammierbare Nanobots, die jegliche Eigenschaften und Formen annehmen können, als die ultimative Zukunft der Herstellungsprozesse beschrieben.

Die Vorstellung mit der Kraft des Geistes optimal angepasste, nachhaltige Produkte sofort griffbereit zu haben, ist faszinierend. Leider stehen uns solche Möglichkeiten noch nicht zur Verfügung.

Unsere Frage :”Wie können wir heute schon die ersten Schritt in diese Richtung machen?” ist nur der Schlüssel zu einem Fass ohne Boden: Welche Möglichkeiten sind zugänglich? Welche Richtlinien müssen erfüllt werden? Wie überwinden wir Nachteile aus den lokalen Herstellungsverfahren? Welche Produkte eignen sich? Wer ist die Zielgruppe? Wie geht man mit Handarbeit um? Wie schützt man sich vor identischen Plagiaten? Wie kann man eine Einstiegshürde vermeiden? Was kann man dem Kunden zumuten? Wie wird das Produkt zu einem Erlebnis? Welche Märkte eröffnen sich, wenn solche Methoden als Infrastruktur institutionalisiert werden?

Um die zahlreichen Möglichkeiten und Bedingungen besser greifen zu können, erarbeiten wir verschiedene Konzepte, um einen sinnvollen Weg aufzeichnen zu können, der Produktherstellung vor Ort, on demand und nach den eigenen Vorstellungen zulässt.

Im ersten Versuch werden wir den Makerspace nutzen, um einen Bausatz herzustellen, der kaum Einflussnahme verlangt und DIY- und Maker-Interessierten die Möglichkeit gibt, ohne Vorwissen das erste Produkt aus einer Reihe von Optionen zu erzeugen. Erfahrene Maker können die Rohdaten aufgreifen und nach eigenen Wünschen ändern.

Der folgende Schritt sähe ein Onlineportal vor, dass solche Bausätze kategorisiert. Die notwendigen Kategorien sortieren sich nach Notwendigkeiten an die Maschinen bzw. an den Makerspace, nach Aufwand für den Maker, nach den notwendigen Fähigkeiten des Makers, Komplexität des Ablaufs, Kosten, Bewertung anderer Maker und der Möglichkeit der Umsetzung durch einen professionellen Maker. Das Portal soll zusätzlich das Sammeln und Lizenzieren von externen Entwürfen ermöglichen, die Rückkopplung für Verbesserungsvorschläge vereinfachen und vor allem die Verknüpfung mit weiteren Makerspaces, die die Entwürfe auf Basis ihrer Strukturen anbieten können und über das Portal gefunden werden können, ermöglichen. Um auch komplette und komplexe Produkte anzubieten, wäre letztlich die Gründung einer Dachgesellschaft, die die umfangreichen Funktionen eines Herstellers übernimmt, notwendig.

Um im finalen Schritt zu einer lokalen, dezentralen, skalierbaren, on demand Produktion auch für die Supply Chain von Herstellern interessant zu werden, müssen hohe Qualitätsstandards über die verschiedenen Werkstätten inklusive Spezialverfahren gewährleistet werden können und die Herstellungsabläufe hochdynamisch, individuell und standardisiert abgewickelt werden können.

So weit die Gedankenspiele, nächster Schritt: machen!

Maker Spaces around the world - Seoul

Maker Spaces around the world - Seoul

Auf der Suche nach Inspiration und angetrieben von Neugier, machen wir uns auf eine virtuelle Recherchereise zu verschiedenen Maker Spaces weltweit. Caecilie und Benjamin haben jede Menge Bilder und Geschichten von ihren Reisen als 3D Druckexpert*innen mitgebracht und haben uns einen Einblick in die internationale Maker Szene gegeben.

Unsere erste Station ist Seoul in Südkorea. Seoul ist eine Stadt in der die 3D Druckszene sehr weit entwickelt ist, was insgesamt auf die wirtschaftliche Bedeutung der technischen Ausrichtung Südkoreas zurückzuführen ist. Der wirtschaftliche Aufschwung in den 70er Jahren hat bis heute angehalten und sorgt dafür, dass Technik in Koreas gesellschaftlichem Alltag sehr präsent ist.

Der erste Maker Space, bzw. das erste FabLab, dessen Konzept wir uns näher anschauen, befindet sich inmitten Seouls elektronischem Bezirk. In diesem Stadtteil hat auch einst die technische Revolution begonnen. Caecilie und Benjamin erzählen von einem perfekten Standort: einem Hochhaus auf dessen Etagen eine Art Marktplatz für Elektronik untergebracht ist, ein Schlaraffenland der Bauteile, mit einem Digital Fabrication Laboratory unter dem Dach.

Obwohl der Begriff FabLab oft synonym mit Maker Space oder Offener Werkstatt verwendet wird, ist er eigentlich ein geschützter Name für Mitglieder der Fab Foundation des MIT. Alle dazugehörigen FabLabs sind in einem Netzwerk organisiert, unterliegen bestimmten Regularien und haben eine ähnliche Ausstattung.

Neben verschiedensten faszinierenden technischen Spielereien, Experimenten und Modellen bietet das zur Foundation gehörige FabLab Seoul nicht nur digitale Infrastruktur, sondern auch ein Bildungsprogramm und kommerzielle Veranstaltungen, um das gesamte Konzept querzufinanzieren und damit die Beiträge für Maker möglichst gering zu halten.

Besonders fasziniert erzählen Caecilie und Benjamin von einem 3D Drucker Hersteller, der sich aus der Community des FabLabs in Seoul gegündet hat. Vor Ort stehen immernoch die 20 Generationen bzw. Entwicklungsstufen des erfolgreichen Druckers - ein Stück Geschichte des FabLabs, aber auch des Stadtteils in dem es sich befindet - fast musealisiert, denn druckfähig sind sie immernoch.

Einige Stadtteile weiter, im Univiertel von Seoul, sind Caecilie und Bejamin dann noch über das FabCafé Glück (ja, in Südkorea sind deutsche Bezeichnungen beliebt) gestolpert. Während man etwas Leckers zu sich nimmt, werden Druckaufträge umgesetzt.
Genau das möchte Pauline doch im Hafven Café ausprobieren! Wie machen die das? Dauert der Druck nicht super lange? Es gibt natürlich einen Trick: die Druckdateien werden vorab eingeschickt, per Mail infomiert das Café dann darüber wann die letzten Arbeitsschritte gemacht werden und letzte Individualisierungen möglich sind. Außerdem stehen im Hinterzimmer Industriedrucker, die leisten natürlich mehr als die in der Auslage sichtbaren Spielereien. Auch dieses Konzept ist komplexer, als auf den ersten Blick sichtbar. Das Hauptgeschäft sind ambitionierte Aufratgsarbeiten, die nicht nur gedruckt, sondern durch Nachbearbeitung sehr hochwertig aufgearbeitet werden. Das Cafégeschäft und die niedrigschwelligen "Live" Drucker im Schaufenster sind einfach sehr gute Vetriebskanäle. Das merken wir uns!

Microfactory Technologien: 3D Druck - was ist heute möglich und wo geht es hin?

Microfactory Technologien: 3D Druck - was ist heute möglich und wo geht es hin?

Mit unseren 3D Druck Expert*innen Benjamin und Caecilie haben wir einen Exkurs in die Welt der 3D Druck Möglichkeiten gemacht und uns von besonders interessanten und visionären 3D Drucktechnologien inspirieren lassen.

Es gibt sehr viele verrückte Entwicklungen in diesem Bereich, daher richtet sich unser Fokus auf Druckverfahren, die neu auf dem Markt und bereits als Desktopdrucker zugänglich sind. D.h. sie sind bereits in einem kleineren Format erhältlich und kosten unter 15000 Euro. Oder Drucker die, in den nächsten Jahren, vom Prototypenstadium in die industrielle Serienreife übergehen werden. 

Interessant sind vor allem Weiterentwicklungen und neue Zusätze, die an herkömmlichen FDM 3D Druckern, wie auch wir sie im Hafven Maker Space nutzen, eingesetzt werden könnten. In diesem Bereich haben wir uns die Faserverstärkung angeschaut. Diese löst Problematiken des ABS Standard Plastikdrucks. Der Kunststofffaden wird mit Carbonfiber, Keflar oder Fieberglass gemischt, so dass 15 mal härtere Drucke entstehen. Diese Technik ermöglicht z.B. die Produktion von belastbaren Funktionsteilen und löst damit Probleme, die die Produktion von (Ersatz-)Teilen im 3D Druckverfahren bisher mit sich gebracht hat. 

Aber das diesjährige Hypethema ist der Metall 3D Druck! Es kommen erste Drucker auf den Markt, die unter 100000 Euro kosten und so hohe Temperaturen erzeugen können, dass Metallfilamente schmelzen. Da die Kosten enorm hoch sind, wird diese Technik zunächst vor allem in der Industrie eingesetzt werden können. Aber es zeichnet sich in diesem Bereich eine Alternative ab, die an herkömmlichen Desktopdruckern verarbeitet werden kann. Es gibt FDM Filamente in die Metallspäne eingearbeitet sind und mit denen Metallteile gedruckt werden können. Da die Materialstabilität aber erst bei sehr hoher Hitze erreicht wird, benötigt man bei diesem Verfahren einen Brennofen. Erst durch das "sintern", d.h. die Verbindung bzw. Verdichtung durch Erwärmung, werden Materialeigenschaften wie Festigkeit erreicht.

Ein ähnliches und ebenfalls ganz neues Verfahren ist der Glas 3D Druck, der die Polyjettechnik nutzt. Dies bedeutet, dass das Material Schicht für Schicht aufgebracht und anschließend mittels UV-Licht ausgehärtet wird. Dieses Verfahren ermöglicht besonders dünne, bzw. filigrane Wandstärken und auf Glas angewendet die Produktion von gekapselten Teilen, z.B. für den Transport für Flüssigkeiten. Hier bewegen wir uns aber im absoluten Prototypenbereich und es wird etwa 10 Jahre dauern, bis absehbar wird, ob die Technik sich durchsetzt. Es lohnt sich aber die Polyjettechnik genauer anzuschauen, denn damit ist es möglich in unterschiedlichen "Shore" Graden zu drucken, d.h. den gedruckten Härtegrad einzustellen und aus ein und dem selben Stoff unterschiedliche Haptiken zu erzeugen. Auf diese Weise lassen sich z.B. Turnschuhe "aus einem Faden" herstellen - die Sohle wird sehr fest gedruckt, während der "Oberstoff" durchlässiger und flexibler gedruckt wird. Adidas, Nike, New Balance sind gute Beispiele für Hersteller, deren Innovationsteams in diesem Bereich forschen.

Schließlich haben wir uns eine Technik angeschaut die "echten" 3D Druck möglich macht. Hier wird nicht mehr geschichtet, sondern in drei Dimensionen in ein Trägermaterial hineingedruckt. Durch das Drucken in dieses "Jellyzeug", ist das Verfahren sehr viel schneller als herkömmlicher Schichtdruck. Auch hier bewegen wir uns aber im absoluten Prototypenbereich. Sehr spannend ist daran auch, dass diese Spritztechnik das Design der möglichen Produkte bestimmt. Schau es dir unbedingt mal an:

Nach diesem Exkurs hat uns vor allem folgende Frage beschäftigt:
Welche Materialien können wir verarbeiten und was für Produkte können wir daraus in unserer Microfactory herstellen? Wenn die genutzte Technologie das Design maßgeblich beeinflusst, wie können unsere Produkte aussehen?

Zu Designprozessen in diesem Kontext gibt es von Henrik beim nächsten Treffen Input. Denn bei ihm geht es unter dem Stichwort "Advanced Product Design" um genau diese Perspektive.

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