Wie entsteht eigentlich eine Kaffeemaschine, eine Mineralwasserflasche, ein Rasierer oder ein Fotoapparat? Warum sehen die Produkte so aus, wie sie aussehen und warum fühlen sie sich so an, wie sie sich anfühlen und warum werden sie in dieser oder jener Weise gehandhabt? Alles scheinbar banale Fragen, die sich aufdrängen wenn man sich die Dinge einmal bewusster betrachtet. Und was hat der Begriff Produktdesign damit zu tun?

Das Wort Design hat sich in unserem Alltag fest verankert. Allerorts trifft man auf Grafik-Design, Hair-Design, Blumen-Design, Nagel-Design, Designer-Sofas, Software-Design und vieles mehr. So vielfältig das Wort gebraucht wird, so vielfältig sind auch die Assoziationen dazu. Mancher hält Design für ein überflüssiges Beiwerk, denn es wird meist in einem Atemzug mit „teuer“ und „nur etwas für Besserverdiener“ verbunden. Im Falle von so genannten Designer-Möbeln, wird es sogar dem etwas Außergewöhnlichem, Avantgardistischem zugeordnet. Im Bereich der Alltags-Produkte wird es am ehesten mit Autos und Mode in Zusammenhang gebracht. Allen derartigen Assoziationen aber ist gemein, dass sie davon ausgehen, Design sei eine Eigenschaft. Also etwas, das einem Gegenstand als ästhetisches Extra hinzugefügt wird oder etwas, das ein Gegenstand hat und ein anderer nicht.  

In der Handwerkskunst lag der Ursprung

Lange bevor der Begriff Design im Sprachgebrauch Einzug hielt, war das intuitive Gestalten von Gegenständen und deren Funktion als Handwerkskunst oder Kunsthandwerk bekannt. Gestaltung oblag den Handwerkern und trug deren persönliche Handschrift. Ab Mitte des 19. Jahrhunderts hielt die Industrialisierung und Technisierung als Massenbewegung in das Herstellen von Gütern Einzug. Sie war geprägt von den frühen Industriegütern mit erfahrungsmangel- und produktionsbedingt plumper Anmutung. Trotzdem aber verziert mit an das Kunsthandwerk angelehnter Ornamentik. Grund hierfür war, dass man sich anfänglich schwer tat, sich vom Handwerk, mit seiner Möglichkeit des Ausprobierens und nachträglichen Anpassens, zu lösen und produktionsgerechte Formen zu definieren.

Was fehlte, war eine zentrale Gestaltungsinstanz im Sinn eines Herstellungsplans oder eines -schemas. Das frühe Industrie-Design wurde überwiegend von Ingenieuren und Architekten ausgeübt.  Angelehnt an den wohl bekannten Leitsatz „Form follows Function“ (Sullivan) entstanden dann erste Design-Ikonen der Guten Form, wie die für die Braun AG entwickelte Rasierer-Produktlinien. Darüber hinaus ermöglichten neue Kunststoffe neue Formen wie Luigi Colanis „Bio-Design“ oder die Möbel von Verner Panton.

Im heutigen Sinne definiert sich Produkt-Design wesentlich durch das Verknüpfen mit der technisch avancierten Produktion von Massengütern für einen breiten Markt, wovon sich auch der Begriff „Industrial Design“ ableitete. Also das Design von industriell herzustellenden Produkten. Das elementare daran war, unter anderem das Schaffen von normierten Teilen (DIN) und dem daraus resultierenden Gleichteileeinsatz sowie das Optimieren der Arbeitsabläufe. Design wurde so bildlich als Schnittmenge zur Produktion, Marketing und Gebrauch bezeichnet.

Rapid Prototyping beschleunigt Design

Wie, wann und warum entstehen neue Dinge? Wann besteht der Bedarf nach neuen Produkten? Eine neue Kaffeemaschine, eine Mineralwasserflasche, ein Rasierer oder ein Fotoapparat wird dann neu entwickelt, wenn die Verkaufszahlen rückläufig sind; wenn die Konkurrenz neue Modelle hat, die sich besser verkaufen; wenn Standard-Produktzyklen eine zeitliche Vorgabe liefern oder wenn die Produktion mit neuen Techniken rationeller und damit effizienter ist.

Natürlich auch wenn die Mode, Form- und Farbtrends nach einer neuen Optik oder/und Technik verlangen. Dies dürfte weitestgehend für alle Produkte gelten. Mal ist die Technik ausschlaggebend mal der Kundennutzen und wieder ein anderes Mal rücken wirtschaftliche Aspekte in den Vordergrund. In der schöpferischen Phase, also die Entwurfs-phase spielen formale und technische Merkmale eine wesentliche Rolle, damit sich das Design konkretisieren lässt. Verschiedene Ideen, Konzeptansätze und Lösungsalternativen werden dann formal, meistens in Form von Skizzen und mit speziellen Darstellungstechniken illustriert, meist als dreidimensionale CAx-Skizzen. Der Vorteil dabei ist, dass die dreidimensionalen Daten, entsprechend modifiziert, weiterverwendet werden können, zum Beispiel für den Modell-, Prototypen- und Werkzeugbau, ja sogar bis hin zu Produktverpackungen und den Verkaufsbroschüren.

Positiv ist dies auch für ein schnelleres Time-to-Market. Denn durch den Einsatz von neuen Methoden, Vorgehensweisen und Werkzeugen, wie etwa Simultaneous Engineering oder Simulationstools, wie die Finite Elemente Methode (FEM) oder Technologien wie Rapid Prototyping (RP) zur Verifikation von Produkteigenschaften, ist ein paralleles Design- und Produkt entwickeln möglich. Im letzten Jahrzehnt hat das Rapid Prototyping so auch einen enormen Einfluss auf die Produktentwicklung genommen. Auch weil sich mit den erzeugten Modellen, der komplexe Produktentwicklungsprozess in Abstimmung mit Markt, Zulieferern, Vertrieb und Produktion schneller und kostengünstiger durchführen lässt. Mit der Weiterentwicklung der Verfahren und insbesondere der Materialien (Kunststoffe, flüssige Monomere) wird aber auch mehr und mehr das Feld der direkten Anwendung der Rapid Technologie zur Fertigung erschlossen.

Innovationen liegen in den Kunststoffen

Die Technologien für das Rapid Prototyping (RP) sind daher zum Schlüssel für neue Konstruktionssystematiken und Fertigungsstrategien geworden. Verfahren wie Stereolithographie, Lasersintern, Fused Layer Modeling (FLM) oder 3D-Printing sind heute technisch nahezu ausgereift. Branchenkenner geben an, dass die wirklichen Innovationen im Rapid Prototyping zukünftig vor allem aus der Materialwelt kommen werden. Bei allen relevanten RP-Verfahren handelt es sich um generative Schichtbauverfahren. Das heißt, das entstehende Modell wächst in dünnen Lagen von meist Zehntel, selten Hundertstel Millimeter.

Aber die verfügbare Werkstoff-Palette ist derzeit noch bescheiden. Überwiegend kommen Polyamid-Pulver (PA11, PA12) in verschiedenen Varianten zum Einsatz, mal auch traditionelles Polypropylen. Zudem ist auch ein inhärentes PA12 sowie ein sterilisierbares Hochtemperatur-Polymer verfügbar. Zudem gibt es neben diversen Kunstharzen mit ABS- oder PC-ähnlichen Eigenschaften auch ein Nanoverbund-Werkstoff mit hoher Steifigkeit und Temperaturbeständigkeit. Ein anderes Verfahren ermöglicht das Verarbeiten verschiedener ABS- und PC-ABS-Materialien in diversen Farben, die neben ihrer hohen Festigkeit eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 135°C erreichen. Außerdem gibt es biokompatible ABS- und PC-Werkstoffe sowie hitzebeständige PPSF-Werkstoffe.

Da Kunststoffe in unterschiedlichster Ausprägung schon immer eine Rolle in der Design- und Formfindung gespielt haben, wird das Augenmerk der Designer auf die Rapid Protyping-Verfahren und die verwendbaren Materialien sicher groß sein. Die kommende Euromold wird mit ihren Schwerpunkten Design + Engineering, Generative Technologien sowie Werkstoffe das Thema weiter anheizen und neue Möglichkeiten aufzeigen.

 

RP-Verfahren kompakt

Zu den derzeit im Einsatz befindlichen RP-Verfahren gehören:

  • Die Stereolithographie (STL)
  • Das Lasersintern (SLS)
  • Das Solider- oder Cubitalverfahren 
  • Das Laminated Object Manufacturing (LOM)
  • Das Fused Deposition Modelling (FDM)
  • Multi Jet Modelling (MJM)
  • 3D Printing

Am längsten im Markt etabliert ist die Stereolithographie. Aber es stehen nur im begrenzten Umfang Materialien zur Verfügung. Im Unterschied dazu verwendet das Lasersinter ein Pulver als Ausgangsmaterial, welches sowohl aus einem schmelzfähigen Kunststoff als auch aus einem Metall oder einer Metallegierung oder aus Croningsand besteht. Für das Design eignen sich die Drucker für dreidimensionale Objekte, die 3D-Printer.

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Harald Wollstadt