Das Fach Dreidimensionales Gestalten vermittelt Grundlagen über Körper und Raum, Form und Funktion, Material und Oberfläche, aber auch produktsemantische und konstruktive Aspekte.
In diesem Semester beschäftigten wir uns mit drei Themen:
Hebelstabwerk
Basierend auf dem Prinzip des Hebelstabwerks werden selbsttragende Strukturen entwickelt und mit einem stabilisierenden Verbindungsdetail gesichert.
Spannendes Objekt
Zu entwickeln ist ein Objekt das unter Zuhilfenahme einer gegebenen Stahlkugel einen Spalt von 40 cm Breite überbrückt. Die Struktur soll materialsparend und komprimierbar gestaltet werden.
Bionik
Ein Beispiel aus der Natur wird untersucht, darin verborgene interessante Prinzipien werden analysiert. Im letzten Schritt werden mögliche Übertragungen dieser Prinzipien auf technische oder gestalterische Anwendungen vorgeschlagen.
Form follows nature. Seifenblasen in der Bionik Plakat als PDF verfügbar
Das Prinzip Seifenblase
Seifenblasen kennt jeder. Doch wieso sind Seifenblasen so wie wir sie kennen? Wie und warum entstehen überhaupt Seifenblasen und warum sind sie immer Rund?
Seifenblasen sind schon lange Gegenstand schwieriger Gedankenarbeit in der Wissenschaft. Unter Mathematikern und Physikern verkörpern sie ein zutiefst verankertes Prinzip aus der physikalischen Welt: die Sparsamkeit. Seifenblasen umschließen bei kleinstmöglicher Oberfläche das größtmögliche Volumen. Daher nehmen sie, wenn sie frei in der Luft schweben auch zwangsläufig ihre Kugelform an. Als dünne Seifenhaut, Schaum oder vielblasig zwischen Drahtrahmen oder Platten aufgespannt, entstehen dagegen unterschiedlichste geometrische Formen und Mischformen.
Wie funktionieren Seifenblasen?
Die Seifenmoleküle namens Tenside, drängen sich an die Grenzfläche zwischen Luft und Wasser. Dadurch verringert sich die Oberflächenspannung des Wassers und wird elastischer. Nun kann man also Luft in die Seifen-Wasser-Mischung blasen, ohne dass die Oberfläche sofort zerreißt.
Chemisch betrachtet zerfallen die Seifenmoleküle im Wasser in elektrisch positive und elektrisch negative Teilchen. Die positiven Teilchen verteilen sich im Inneren der Seifenblasenhaut, während die negativen Teilchen in einer dünnen Schicht an der Oberfläche unserer Seifenhaut sitzen. Die negativen Teilchen an der Oberfläche bestehen aus einem hydrophilen Ende, welches das Wasser liebt und einem hydrophoben Teil, das die Verbindung mit Fett liebt. Der wasserliebende hydrophile Teil ragt in das Wasser, während das fettliebende hydrophobe Ende in die Luft schaut. Dadurch entsteht eine Schutzschicht aus Seifenmolekülen, welche die Verdunstung des Wassers verlangsamt und das Leben unserer Seifenblasen verlängert.
Bionische Anwendung
Nach dem optimalen Vorbild der Natur, profitieren heute Wissenschaftler, Ingenieure und Gestalter in der Bionik. Indem man den idealen Gesetzmäßigkeiten der Seifenblasen folgt, entwickeln Bionik-Forscher heute Dachkonstruktionen und planen Straßensysteme, Flugverbindungen und Kabelnetze. Insbesondere früher, als es noch keine Computerprogramme gab, um optimale Konstruktionen zu entwerfen, nutzte zum Beispiel der Architekt Frei Otto Seifenhautmodelle um so experimentell die perfekten Konstruktionen abzuleiten. Die sparsame Eigenschaft der Seifenblase, größtmögliches Volumen bei kleinstmöglicher Oberfläche einzuschließen stellte für von Frei Ottos Architektur eine Möglichkeit dar, ultraleichte Konstruktionen, sowie harmonische Flächen zu generieren. Heute haben Computer Seifenhautmodelle abgelöst , aber die Software, welche wir nun verwenden, orientiert sich an den selben Gesetzmäßigkeiten wie die Natur.
