[ox] EuroMold - spannender als LinuxTag
- From: Stefan Merten <smerten oekonux.de>
- Date: Sat, 07 Dec 2002 21:48:40 +0100
Liebe Liste,
gerade fahre ich von der EuroMold nach Hause. Es war *superspannend*!!
Das Ganze fühlte sich an wie ein Besuch in der Zukunft :-) . Was wir
hier über Fabber / Rapid Prototyping / Rapid Tooling nachdenken - dort
war es Realität.
Ok Hype beiseite ;-) . Was habe ich eigentlich gesehen. Ich versuche
es mal ein bisschen zu klassifizieren.
* 3D-Messmaschinen
Eine sehr interessante Maschinengattung fand ich die
3D-Messmaschinen, die es in allem möglichen Formen und Größen gab.
Fast alle arbeiteten mit Laser-Abtaster, aber es gab auch welche,
die mit Lichtstreifen und einer (IIRC) oder zwei Kameras arbeiten,
einer vergleichsweise einfachen Technik also.
Mit diesen Maschinen ist es möglich, ein beliebiges Objekt
(berührungsfrei) abzutasten und daraus ein Datenabbild in Form einer
sog. Punktwolke zu generieren. Diese Punktwolke, die natürlich auch
alle unerwünschten Details wie Dreck und Unsauberkeiten enthält,
kann dann mittels Software in ein sauberes Dreiecksnetz verwandelt
werden, das die abgetastete Oberfläche dreidimensional beschreibt.
Solche Maschinen werden u.a. zum Reengineering verwendet - was die
Hersteller auch ganz offen so sagen. Das verwundert mich als
Softwerker deswegen, weil Reengineering für mich wie Disassemblieren
klingt - und das ist bei (proprietärer) Software i.A. streng
verboten. In der materiellen Welt sieht mensch das aber offenbar
lockerer und es wurde z.B. hervorgehoben, dass damit eine Form
dauerhaft gespeichert werden könne.
Diese 3D-Messmaschinen gibt es wie erwähnt in allen Größen. Dabei
waren auch solche, die explizit für den Feldeinsatz (nicht der Acker
sondern "in the field" also im Außendienst) gedacht sind. Sie sind
relativ handlich und könnten z.B. problemlos mit einem Auto
transportiert werden. Dadurch, dass sie so transportabel sind, ist
also so etwas wie ein "Lohn-Scannen" denkbar - d.h. es könnte
Anbieter geben, die ins Haus kommen und 3D-Daten von beliebigen
Objekten aufzeichnen.
Die Handhabung schien mir relativ einfach zu sein, da der Laptop in
dem Beispiel, das ich gesehen habe, genau angezeigt hat, welche
Teile des Objekts schon erfasst worden waren, während die nicht
erfassten Teile als Löcher erschienen. Damit konnte ganz intuitiv
nach und nach das Objekt mit dem Laser im Messkopf abgescannt
werden. Die Maschine, bei der ich das gesehen hatte, bestand aus
mehreren über Gelenke verbundenen Gliedern. In den Gelenken waren
vermutlich Winkelmesser eingebaut, so dass die Lage des Messkopfs im
Raum immer genau erfasst werden konnte.
* Fräsmaschinen
An ca. jedem dritten Stand waren Fräsmaschinen zu sehen. Die Dinger,
wie ich sie ähnlich neulich schon mal beschrieben hatte - da war es
wohl allerdings eine Drehmaschine. Oh, ich kenne mich zu wenig mit
den Details aus ;-) . Jedenfalls gibt es für diese Maschinen viele
verschiedene spezielle Werkzeuge, mit denen sie verschiedene Dinge
ausführen können.
Die Fräsmaschinen gab es ebenfalls in Größen vom etwas groß
geratenen Mikrowellenherd bis hin zur realen Größe eines Autos. Sie
fräsen aus verschiedenen Materialien Formen heraus. Allerdings
dürften mit dieser Technik nur eingeschränkte Objekte geformt werden
können (keine beliebig konvexen würde ich mal tippen).
* Industrieroboter
Industrieroboter standen auch zwei, drei rum. Die finde ich
irgendwie immer noch am faszinierendsten ;-) . Aber da sich ein
Aufenthalt in deren Arbeitsbereich nicht gerade empfiehlt ;-) , sind
sie für solch ein Messe wohl weniger gut geeignet als die anderen
erwähnten Maschinen.
Industrieroboter unterscheiden sich m.E. von den anderen Maschinen
dadurch, dass sie noch universeller sind. Mit ihnen können ja nicht
nur dreidimensionale Objekte geformt werden - was wohl auch eher die
Ausnahme für Industrieroboter ist -, sondern aufgrund ihrer vielen
Freiheitsgrade sind sie zu sehr vielen Arbeiten zu gebrauchen. So
können sie auch montieren und spritzen und zusammensetzen und messen
und und und... Letztlich kommt es bei ihnen nur auf die passenden
Werkzeuge und das zugehörige Teach-In / Programmierung an.
* Silikonform im Vakuum
Eine Sache, für die ich mir näher interessiert hatte, war eine
Technik, bei der aus einer Flüssigkeit (Polymer?) und zwei Lasern
ein Teil in Schichttechnik aufgebaut wurde. Dieses Teil wird dann in
Silikon eingegossen. Wird dieses Silikon aufgeschnitten, so entsteht
eine Silikonform, die dann für Spritzguss mit vielen verschiedenen
Materialien eingesetzt werden kann. Darunter waren z.B. auch
flexible Kunststoffe (Gürtel, Gummiaufhängungen). Diese Technik
eignet sich nur für kleine Serien oder Einzelstücke, da die
Silikonform nicht sehr haltbar ist. Irgendwie war auch Vakuum
beteiligt - aber ich weiß nicht wie.
Die Firma, bei der ich gefragt hatte, macht - wie viele andere
Firmen auch - auch Lohnfertigung. D.h. sie stellen im Kundenauftrag
dreidimensionale Objekte her. Dazu brauchen sie einen
(STL-)Datensatz (zu STL später mehr), der dann auf ihrer Maschine
materialisiert und an den Kunden ausgeliefert wird. Sie können aber
auch einen Abguss direkt von einem Original machen. Diese Firma hat
mir sogar ein Programm mitgegeben, auf dessen Basis sie eine
Fertigung in 24h anbieten.
Hier habe ich auch mal gefragt, was so etwas kostet. Konkret habe
ich nach so einem Gummiteil gefragt, das etwa handtellergroß ist.
Ein ähnliches Teil musste ich aufgrund von Verschleiß schon mehrfach
nachbesorgen - und es ist abzusehen, dass der Originalhersteller es
irgendwann nicht mehr liefern kann. Die Form käme so auf ca. 250EUR
und das Stück - je nach Stückzahl - bis zu 50EUR. Klar, das sind
keine Preise für jeden Tag. Aber wenn du ein Teil damit wieder
einsatzklar kriegst, dass selbst 2500EUR Wert ist, dann rechnet sich
das sogar für Privatleute!
Mit dieser Technologie ist es möglich, völlig beliebige - auch hohle
- Objekte herzustellen. Auch ein wichtiger Aspekt: Die Komplexität
eines so hergestellten Objekts hat *überhaupt keinen* Einfluss
darauf, wie kompliziert die Herstellung ist. Hierin unterscheiden
sich diese ganzen schichtorientierten Techniken m.E. fundamental von
den üblichen verformenden bzw. spanabhebenden Techniken. Bei diesen
Techniken schlägt sich die Komplexität eines Objekts ja direkt in
der Komplexität seiner Herstellung nieder.
* Laser-Sintern
Noch beeindruckender fand ich die Ergebnisse, die mit
Laser-Sinter-Technik erzielt werden können. Hier wird ein feines
Pulver Schicht für Schicht von einem Laser an den gewünschten
Punkten erhitzt, so dass es schmilzt und mit der darunter liegenden
Schicht verschmilzt. Am Ende kommt dann ein Block mit Pulver raus,
in dem das gewünschte Objekt praktisch eingebettet ist. Ist ein
bisschen wie ein Wunder ;-) (woraufhin mein Gesprächspartner
übrigens meinte, dass es sich nicht um ein Wunder, sondern nur um
Technik handele ;-) ).
Auch die Firma, wo ich ein kurzes Gespräch geführt habe, macht
übrigens Lohnfertigung - d.h. Kunde liefert Daten und sie
materialisieren auf ihren Maschinen. Sie hatten dort ein Schachspiel
stehen, dass sie aus Jux (d.h. Selbstentfaltung :-) ) mal entworfen
hatten. Dieses Schachspiel (d.h. 32 Figuren) läge so ca. bei 300EUR.
Auch (noch) nicht wirklich billig, aber in besonderen Fällen
durchaus interessant. Und dafür, dass du dir wirklich
super-exklusive Spielfiguren bauen kannst, könnte ich mir
vorstellen, dass SchachliebhaberInnen hier evt. sogar bereit wären
zu zahlen.
Bei den Objekten, die sie dort ausgestellt hatten, wurde auch
nochmal klar, was mit Schichttechnik machbar ist. So war der Turm
des Schachspiels im Innern mit einer winzigen Wendeltreppe(!)
versehen - und oben eine Plattform auf dem Turm. Das ist bei einem
Teil aus einem Stück mit einer anderen Technik wohl gar nicht
möglich. Auch faszinierend fand ich eine Kette, die so wie sie war,
als Kette gefertigt wurde - d.h. nicht die Kettenglieder einzeln
gefertigt und zusammengesetzt, sondern alles auf einmal hergestellt.
Auch auffallend bei dieser Technik: Die Korngröße des verwendeten
Pulvers liegt bei 50 Mikrometern. Dies entspricht ungefähr
Haushaltsmehl. Wenn ich es richtig verstehe, dann ist durch diesen
Wert die maximale räumliche Auflösung des Verfahrens bestimmt. D.h.
es ist möglich, filigranste Strukturen zu modellieren.
Auch interessant an dieser Technik: Es sind verschiedene
Ausgangsmaterialien verwendbar. Insbesondere sind auch Materialien
verwendbar, die auch ansonsten für ganz normale Serienprodukte
verwendet werden. Darunter z.B. auch flexible Materialien.
* Spritzgusstechnik
Eine häufig eingesetzte Technologie ist die Spritzgusstechnik. Bei
dieser Technik werden Formen, sog. Tools mit einer Masse des
Zielmaterials ausgespritzt. Die Masse härtet dann aus - i.d.R. durch
Abkühlung vermute ich -, die Spritzgussmaschine öffnet sich und
entfernt das fertige Teil. Geht natürlich alles vollautomatisch.
Sehr beliebt und in jedem zweiten Schaukasten zu sehen:
Handy-Schalen.
Die Stückzahlen, die mit einem solchen Tool erzielt werden können,
hängen dabei stark vom Material des Tools ab. Für Kleinserien oder
gar Einzelstücke spielt dies keine große Rolles, aber wenn eine
Großserie gefertigt werden soll, sind natürlich möglichst haltbare
Tools sinnvoll, da die Tools wohl durch den Produktionsprozess
erheblich belastet werden. Einige Anbieter boten Aluminium-Tools an,
die für kleinere Serien hinreichend sind. Ich weiß aber nicht, ob
auch diese in Schichttechnik hergestellt werden.
* Metallsintern
Definitiv in Schichttechnik hergestellt werden aber die Metall-Tools
einer Firma. Diese Tools haben eine hohe Haltbarkeit und können so
auch in Großserie eingesetzt werden (z.B. 50,000 Stück). Ein
extremes Beispiel war ein Tool für einen Golfball, das für mehr als
20,000,000 Golfbälle zum Geburtsort wurde.
Mit dieser Technik ist es also möglich, direkt aus den CAD-Daten
haltbare Tools zu generieren, die dann in einer Spritzgussmaschine
für die Erzeugung entsprechender Objekte verwendet werden können.
Wenn ich es richtig verstanden habe, dann bestimmen vor allem die
Tools das Produkt. D.h. die Spritzgussmaschine selbst kann jederzeit
auf ein anderes Tool umgerüstet werden und etwas anderes
produzieren.
* 3D-Drucker
Für Modelle, die keine besondere Präzision und/oder
Materialeigenschaften brauchen, dafür aber schnell verfügbar sein
müssen, gibt es sog. 3D-Drucker. Die arbeiten auch mit
Schichttechnik, allerdings wird hier das Material entweder direkt
über den "Druckkopf" aufgetragen - habe ich einmal mit Wachs gesehen
- oder der Druckkopf feuchtet die gewünschten Stellen an und das
Material wird später an diesen Stellen hart. Letzteres habe ich
einmal auf der Grundlage eines organischen Materials (IIRC) gesehen
- Gips war's wohl. Letzteres gibt's auf jeden Fall auch in
Lohnfertigung.
Interessant bei diesen Verfahren, dass hier ein Teil gleich mit
mehreren Farben hergestellt werden kann. Während die anderen
Verfahren einfach die Farbe des Basismaterials übernehmen, kann hier
der Druckkopf Farbe ins Spiel bringen.
Ein Nachteil übrigens aller dieser Schichttechnologien ist, dass die
Herstellung eines Teils ziemlich lange dauert. Mensch muss sich vor
Augen halten, dass ja Schicht für Schicht aus ziemlich dünnen
Schichten aufgebaut wird und da die Mechanik nicht beliebig schnell
ist, dauert das halt so seine Zeit. Ich könnte mir allerdings
vorstellen, dass das bei Laser-basierten Verfahren auch ziemlich fix
gehen kann. Außerdem ist solcherlei durch mehrere parallel
arbeitende Maschinen zumindest was die Stückzahl betrifft zu kontern
- nicht allerdings die Latenzzeit bis zum ersten Teil.
* Datentechnik
Natürlich gab es auch einiges an Software zu sehen. Da hatte ich
mich nicht so für interessiert, weil mir das nicht so unvertraut
ist. Spannend allerdings, dass die CAD-Programme mittlerweile so
weit sind, dass sie auch den Produktionsprozess selbst simulieren
können. Da war dann teilweise zu sehen, wie später die Fräse in dem
entsprechenden Rohblock rumhantiert.
Wichtig auch gerade für unsere Debatten: Viele Programme können
mehrere verschiedene CAD-Datenformate im- und exportieren. Mir
schien es, als wenn sich sich ein Format namens STL als Standard zu
etablieren scheint ([...googling...] sagt auch
http://www.engineersedge.com/stl_rapid_proto.htm). Das bedeutet
also, dass unterschiedliche Programme verwendet werden können, um
die 3D-Daten zu bearbeiten. Auch die Lohnfertiger nehmen dieses
Format wohl sehr gerne.
* Maschinengrößen
Ich habe es schon mal erwähnt, aber ich fand es besonders
beeindruckend, dass es die genannten Maschinen praktisch in allen
Größen gibt. Eigentlich nicht verwunderlich, aber hat mich dennoch
beeindruckt. Von Maschinen, die in der Größenordnung einer
Mikrowelle liegen über eine komplette Spritzgussanlage, die etwa so
groß wie zwei Kühlschränke ist, bis hin zu Anlagen, mit denen
Objekte von der Größe eines Autos bequem bearbeitet werden können.
Möglicherwiese gibt es auch noch größere, aber die waren (aus
verständlichen Gründen ;-) ) nicht in den vier ziemlich riesigen
Hallen zu sehen.
* Gespräche
Ich habe auch ein paar kurze Gespräche mit den Leuten an den Ständen
geführt. Ich habe i.d.R. erwähnt, dass ich nicht vom Fach bin und
mich einfach für die Technologie interessiere. Am Ende des Gesprächs
habe ich dann öfter erwähnt, dass ich viel mit Freier Software zu
tun habe und ich habe ihnen auch die Vision erzählt, dass mit dieser
Technologie ja Leute eigentlich beliebige Datensätze irgendwelcher
Objekte aus dem Internet ziehen könnten, ggf. ein wenig anpassen und
diese dann - z.B. bei ihnen - fertigen lassen könnten. Das fanden
alle diese gestandenen IngenieurInnen völlig plausibel :-) :-) .
* Vision
So, nach den ganzen Eindrücken noch ein paar Takte zur Vision.
Mehr als je zuvor bin ich davon überzeugt, dass auf diesem Sektor
der materielle Weg in die Zukunft liegt - der kapitalistische auf
jeden Fall, aber auch und gerade der emanzipatorische. Auf einer
Messe wie der EuroMold wird sichtbar, was es mittlerweile auf dem
materiellen Sektor an Potential gibt, das voll kompatibel zur Logik
Freier Software ist und die Verschiebung des Schwerpunkts der
materiellen Produktion *kräftig* in Richtung der
Informationsproduktion verschiebt. Mehr denn je habe ich den
Eindruck, dass auch hier die ganz innerkapitalistische
Produktivkraftentwicklung in eine Richtung geht, die eine andere
Welt, die wesentlich auf der Informationsproduktion - und damit auf
der Selbstentfaltung der Menschen - beruht.
Mein Eindruck ist, dass die meisten dieser Materialisierer *selbst*
auf einer verhältnismäßig einfachen und überschaubaren Technik
basieren. So ein 3D-Drucker insbesondere ist im Grunde einem
Tintenstrahldrucker nicht so unähnlich. Wahrscheinlich gilt bei den
meisten Materialisierern, was ChristofB auf der Oekonux-Konferenz
als These genannt hat: Die allermeisten Teile sind Standardteile und
nur ganz wenige Teile sind sehr speziell - beim 3D-Drucker
vermutlich der Druckkopf.
Wenn ich jetzt mal die Analogie zur Freien Software weiterspinne,
dann wäre es so langsam an der Zeit, dass das RMS-Analogon unter den
Maschinenbauern aufsteht und sagt: "Ich will eine Freie
Rapid-Prototyping-Maschine haben!" und das Projekt ARM (ARM is a
Rapid prototyping Machine) gründet, das das Ziel hat, einen Freien
Entwurf mit möglichst vielen Standardteilen zu erzeugen. Wäre diese
erst mal da, so könnte sie selbst die Spezialteile fertigen - oder
zumindest vorbereiten - die für sie gebraucht werden. Sie könnte
sich quasi selbst reproduzieren :-) .
Aber auch die heute schon existierenden Maschinen sind locker dazu
in der Lage, eine Community mit Spezialteilen zu versorgen. Oder -
wo das immer noch zu teuer ist und auch das wohl immer noch nötige
Know-How fehlt - eben entsprechende Teile in Lohnfertigung
herstellen lassen. Das einzige, was dazu nötig wäre, ist eine gut
organisierte Datenbank im Internet, die erfolgreiche Designs zur je
eigenen Verwendung bereithält - so wie die FSF die GNU-Software
bereithält.
Eine solche Rapid-Prototyping-Maschine stelle ich mir als einen
Ergänzung, vielleicht sogar als Ersatz für die handwerkliche
Werkstatt vor, die viele Leute aus Hobbygründen einrichten.
Was ich auch spannend finde, ist, dass mit diesen Techniken völlig
individuelle 3D-Objekte möglich sind. Auch auf der Messe zu sehen
waren schon Anwendungen in der Medizin, bei denen z.B.
hochindividuelle Prothesen einfach hergestellt werden können. Aber
auch in der Kunst kann ich mir vorstellen, dass solche Technik doch
ein interessantes neues Gebiet werden könnte - oder? Hier ist m.E.
auf jeden Fall eine Menge individuelle Selbstentfaltung möglich.
Wenn ich nochmal neu drüber nachdenke, dann kommt mir auch eine
Parallele zum Übergang aus dem Feudalismus in den Kapitalismus. War
es damals nicht so, dass z.B. die Erfindung des Kunstdüngers aber
auch die Bergwergstechnik die vormals den Gesamtprozess
beherrschende Bearbeitung des Bodens revolutioniert haben? Und die
Bearbeitung des Bodens damit gleichzeitig zum Anhängsel der
industriellen Produktion machten? Und damit selbst zum Katalysator
für die bürgerliche Gesellschaft wurden? M.E. haben die heute
entwickelten Maschinen in den Bereichen, die auf der EuroMold
ausgestellt waren, das gleiche Potential für die industrielle
Fertigung. Interessant auch der universalistische Faktor dieser
Technologien: Abgesehen von einigen Materialfaktoren spielt es für
einen Laser-Sinterer praktisch keine Rolle mehr, was genau
inhaltlich für ein Produkt hergestellt werden soll. Er kann genau so
alles (re)produzieren, wie es das `cp'-Kommando für digitale Daten
beliebigen Inhalts kann.
Noch ein Vergleich der mir einfällt: Zu Beginn der Computerei war es
so, dass du dein Programm im stillen Kämmerlein in Lochkarten
gestanzt hast. Den fertigen Lochkartenstapel hast du dann zur
Berechnung beim Rechenzentrum abgegeben. Nachdem der Batch-Job
durchgelaufen war, hast du dann die Ergebnisse in Form eines
Ausdrucks abholen können. Das, was die Lohnfertiger heute machen,
klingt für mich sehr ähnlich. Nun ja, heute hat jedeR sein
Rechenzentrum unter'm Schreibtisch stehen und die Lochkarten sind
Maus, Tastatur und Joystick gewichen ;-) ...
Mit Freien Grüßen
Stefan
PS: Bitte verzeiht mir alle fachlichen Fehler, die da oben drin
stecken können. Ich bin kein Maschinenbauer und habe mir das alles
mit Laienaugen angeschaut.
PPS: Bei dieser Gelegenheit auch Dank an die netten Leute an den
Ständen, die mir Vieles erklärt haben :-) .
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