Workshop: CNC-Fräsen, Episode I

How to Make a Sign with a CNC | X-Carve

Veranstaltung auf Facebook.
Ausschreibung als PDF.

Computergesteuertes Fräsen (CNC-Fräsen, engl. CNC milling) stellt eine der der wichtigsten Produktionsmethoden für alle möglichen Güter dar. Das Grundprinzip: Mit einem sehr genau steuerbaren, rotierenden Fräser wird Schicht für Schicht Material von einem Werkstück abgetragen bis es die gewünschte Form hat. An Materialien ist dabei je nach Maschine von Kunststoffen über Hölzer bis hin zu Metallen fast alles möglich.

Sowohl im Fab Lab Siegen als auch im Hackspace Siegen e.V. (Hasi) gibt es bald die Möglichkeit, auch als nichtprofessioneller NutzerInnen Zugriff auf solche Fräsen zu bekommen:

Fab Lab Siegen: X-Carve

Open Source-Bausatz, 30x30cm Arbeitsfläche. Mehr Infos auf Inventables.com oder über diesem Post – das verlinkte Video ist ein Überblick über die X-Carve, das Foto zeigt den Bausatz in seiner ganzen Pracht.

Hasi: Die Anonyme Fräse

Mysteriöse Fräse eines Kleinserien-herstellers, steht seit einer Weile verlassen in einem Keller herum…

Was wir vorhaben

Als Maker / Hacker möchte man sich das Leben natürlich nicht zu einfach machen und etwas lernen. Die X-Carve muss zusammengebaut und die mysteriöse Hasi-Fräse verstanden und zum Laufen gebracht werden. Das wollen wir gemeinsam tun, und zwar in Form eines Workshops am Mi. den 19.08.2015 ab 10:30 in den temporären Räumen des Fab Lab Siegen am neuen Uni-Campus in der Kohlbettstr. 15, direkt in der Oberstadt.

Jede/r ist willkommen, auch Menschen, die keine Ahnung vom CNC-Fräsen haben. Das haben wir als Organisatoren des Workshops selbst auch nur sehr begrenzt – aber es geht ja darum, dass wir gemeinsam etwas lernen möchten!

Anmeldung

Eine kurze Anmeldung an würde uns bei der Planung helfen. Wir freuen uns auf rege Teilnahme!

Ausschreibung: Studentische Arbeiten rund um 3D-Druck

Format: Bachelor-/Masterarbeit, Seminararbeit, Projektarbeit,… (nach Absprache)

Zielgruppe: HCI, IMuG, WInfo (andere Studiengänge nach Absprache)

Kontakt: Lehrstuhl Prof. Dr. Pipek, Oliver Stickel.

Ausschreibung als PDF

Thematische Einordnung

3D-Druck und andere Technologien der digitalen Fabrikation wie z.B. CNC-Fräsen, Laserschneiden, etc. finden in den letzten Jahren zunehmend Anwendung in den Händen nichtprofessioneller NutzerInnen. Diese sogenannte “Maker”-Kultur treibt auf ganz neuen Wegen sozio-technische Innovationen an und schließt sich in sog. Makerspaces oder Fab Labs (Fabrication Laboratories) zu Communities zusammen. In diesem Kontext tun sich derzeit viele wissenschaftliche Fragestellungen auf, eine davon bezieht sich auf die notwendigen technischen Werkzeuge. Digitale Fabrikation besteht grundsätzlich aus zwei Schritten:

Erstellung einer digitalen Repräsentation (Zeichnung / 3D-Modell) eines Artefaktes.
Computergesteuerte Produktion des Artefaktes durch 3D-Druck oder andere Technologien, wofür das in 1. erstellte Modell in einer Steuer-Software in für die Produktionsmaschine verständliche Instruktionen überführt wird (Stichworte “CAM”, “Slicing”, etc.)

Forschung / Mögliche Arbeiten

Im Rahmen vorheriger Forschung konnten wir für den 3D-Druck feststellen, dass Schritt eins, also die 3D-Modellierung auch für Laien durch eine Vielzahl an einfachen Werkzeugen möglich ist (bis hin zum Computerspiel Minecraft, das sich auch zur 3D-Modellierung verwenden lässt). Schritt zwei, also die computergesteuerte Produktion, fällt dagegen oft sehr schwer. Im Verdacht haben wir als maßgeblichen Faktor hierfür die Konzeption und Gestaltung der entsprechenden Soft-Hardwaresysteme, also der Steuersoftware für die 3D-Drucker und deren Berührpunkte zum 3D-Drucker an sich, sowie die Qualität ihrer kooperativen Aneignung. Diese Aspekte sollen nun erforscht werden, wofür folgende Arbeiten notwendig sind:

  1. Erstellung eines adäquaten Forschungsdesigns zur Exploration der bekanntesten Tools für den 3D-Druck (z.B. Repetier Host und Cura) und Ihrer Aneignung/Nutzung.
  2. Durchführung der in 1 geplanten Studie(n).
  3. Überführung der in der Studie gefundenen Resultate in konkrete Design-Implikationen.
  4. Überführung der Design-Implikationen in Demonstratoren / Prototypen.
  5. Evaluation der Prototypen.
  6. Experimentelle Implementierung auf Basis der Erkenntnisse.

Auch eigene, andere Ideen im Themenfeld 3D-Druck sind möglich! Bitte mit uns absprechen!

Wichtig: Es müssen natürlich nicht in einer Arbeit alle Schritte durchgeführt werden. Möglich sind z.B. Projektarbeiten, Abschlussarbeiten, Seminararbeiten, etc. und je nach Format werden die durchzuführenden Arbeiten individuell abgesprochen!
Erwartet und mit-bewertet wird selbständiges Arbeiten, insbesondere hinsichtlich Kommunikation bei Problemen, Verzögerungen, etc. – im Gegenzug wird natürlich auch adäquate Betreuung geboten. Erfahrung mit 3D-Druck ist von Vorteil, aber keine Voraussetzung (Bereitschaft zur Einarbeitung ist Thema ist dann aber erforderlich. Auch hierbei bieten wir gerne Unterstützung).

Projekte, Projekte, Projekte…

Auch wenn’s mit unseren endgültigen Räumen und damit auch der Ausstattung mit Großgeräten noch etwas dauert (same procedure as every time…), sind insbesondere unsere 3D-Drucker natürlich auch jetzt schon für Interessierte nach Absprache zugänglich. Hier mal ein paar Projekte aus der letzten Zeit:

Freescale Cup

Dennis Gräfe und Kollegen, alle Siegener Studierende, nehmen beim Freescale Cup teil. Das ist ein internationaler Robotik-Wettbewerb mit Fokus auf intelligente Autos (im kleinen Maßstab als Demonstratoren, in etwa in der Größe von Modellautos). Hier gibt es jede Menge Fotos vom Cup und den Autos an sich. Für das Siegener Team wurden in Zusammenarbeit mit dem Fab Lab einige Teile wie z.B. eine Kamerahalterung für das Wettbewerbsauto 3D-gedruckt:


Spray-Stencils fürs SMI

Das Siegener Mittelstandsinstitut arbeitet fokussiert auf den lokalen Mittelstand auch an Themen wie z.B. Technologietransfer – Synergien mit dem Fab Lab sind da natürlich vorprogrammiert. Für die Beschriftung von einigen Kisten brauchten die Kolleginnen und Kollegen kurzfristig Sprühschablonen, die wir kurzerhand per OpenSCAD aus den Vektor-Versionen der Logos der Uni Siegen sowie des SMI gebastelt haben.

BOD Award für den Siegener m.it.tag

Siegener m.it.tag steht für “Medien und IT-Tag” – passt natürlich gut mit Fab Labs und digitaler Fabrikation zusammen. Zusammen mit der conception Medienagentur haben wir also als kleines Extra zum Best-of-Digital, kurz BOD-Award auf dem m.it.tag eine kleine, individualisierte Trophäe produziert.


CNC-Workshop & Besuch bei EAS

Am 22.04. schauten wir bei EAS in Rheinberg vorbei. Dort werden unter anderem CNC-Fräsen hergestellt und wir waren für einen Workshop im CAD/CAM-Bereich vor Ort. CAD (Computer Aided Design) ist die digitale Konstruktion von Dingen, CAM (Computer Aided Manufacturing) ist die anschließende Übersetzung des konstruierten Modells in eine “Sprache”, die die CNC-Fräse versteht – hier geht es dann um Werkzeugpfade, Geschwindigkeiten und ähnliche Paramenter. Das nächste Foto zeigt, wie gerade die Simulation eines Fräsvorganges läuft, um zu überprüfen, ob man bei der Modellierung oder den vielen Parametern, die man, gerade im Bereich CAM, einstellen kann, etwas falsch gemacht hat:

Natürlich sind wir nicht nur im Seminarraum gesessen, sondern haben uns auch mal angeschaut, was bei EAS so gebaut wird:

Vorbehaltlich aller Uni-Beschaffungs-Formalia werden wir, so wie es aussieht, bald eine EAS-Heavy im Fab Lab Siegen haben, mit der sich von Holz bis Alu alles mögliche bearbeiten lassen wird. Dank sogenanntem oszillierendem Tangentialmesser werden wir auch Karton, Dichtungen, Vinyl und ähnliche Dinge präzise ausschneiden können. Die Hintergründe sind aber nicht nur technisch – die Jungs und Mädels vom L1A Makerspace in Darmstadt haben (und das wissen wir nicht erst seit dem Workshop) z.B. schon seit geraumer Zeit eine EAS-Fräse und sind von der Unterstützung und Hilfe durch die Firma sowie ihre Offenheit für spannende Basteleien und neue Ideen sehr begeistert.

Die genaue Größe der Fräse steht noch nicht hundertprozentig fest, die bearbeitbare Fläche wird jedoch mindestens 60cm x 100cm betragen, ziemlich sicher sogar noch eine ganze Ecke mehr… Für einen ersten Eindruck: Das Titelbild dieses Postings zeigt z.B. eine Heavy. Stay tuned…

Siegener Maker in Palästina

Zwei der Mitglieder des Fab Lab Siegen sind derzeit in Palästina mit unserem kleinen Printrbot 3d-Drucker unterwegs. Über ihre ersten allgemeinen Erfahrungen im Nahen Osten berichten sie auf der Website ihres Master-Studienganges “Human Computer Interaction Siegen” in drei ausführlichen Blog-Posts:

First Impressions

3D Printing, Religion, Refugee Camps

More 3D printing and traveling the West Bank

Zeitungsbericht

Maker-Projekte aus Siegen

Um einmal zu zeigen, dass in Siegen und dem Umfeld bereits spannende Fab Lab- und Maker-nahe Projekte entwickelt wurden, die im Fab Lab Siegen größer, besser, schneller untergebracht wären und dort noch ausgeweitet werden können, möchten wir hier als kleinen Vorgeschmack einige solcher Projekte vorstellen:

C3POW / Avoccado

Auf dem Feature-Bild (Foto: Alex Shure) zu sehen: Ein drahtloses, haptisches Eingabegerät, mit dem z.B. Hausautomation, Musikanlagen, etc. über Gesten, Bewegen des Gerätes und andere Interaktionen gesteuert werden.

Printing Minecraft

3d-Modelle zu erstellen, die man drucken oder fräsen kann, ist nicht ganz einfach, wird aber als Fähigkeit immer wichtiger. Eine kreative Lösung, um Kindern spielerisch frühzeitig entsprechende Fähigkeiten beizubringen: Man nehme das beliebte Spiel Minecraft, lasse Kinder damit spielen, exportiere die Strukturen, die die Kinder darin bauen und überführe sie per 3d-Drucker in die physikalische Welt. Die Kinder haben viel Spaß und lernen selbständig und innovativ.

Erinnerungswürfel

Zum Abschluss des Studiums produzierte sich Laura Festel ihren ganz eigenen Erinnerungs-Schlüsselanhänger. Bemerkenswert ist, dass sie vorher noch nie mit 3d-Modellen, CAD oder 3d-Druck gearbeitet hat. Hier sieht man, wie einfach und schnell mit digitaler Fertigungstechnologie eigene Projekte realisiert werden können!

Hackdock


Eine selbst entwickelte, günstige, 3d-gedruckte Docking-Lösung für Notebooks, die das Kabel-Chaos auf dem Schreibtisch verschwinden lässt.

Printrbot Simple Maker’s Kit

Der kleine aber feine Printrbot 3D-Drucker aus dem Simple Maker’s Kit, den wir für unsere Maker-Reise nach Palästina gekauft haben, ist endlich zusammengebaut und einsatzbereit. Der Zusammenbau war tatsächlich relativ einfach und hat nicht mehr als einen Arbeitstag an Zeit verschlungen. Ein erster Druck hat gezeigt, dass zwar noch etwas an der Kalibrierung gefeilt werden muss, aber insgesamt alles einwandfrei funktioniert. Nächste Woche wird er endlich seiner Bestimmung zugeführt und inspiriert die Kinder im Come_In-Computerclub im Flüchtlingslager Jalazone in Ramallah, hoffentlich zu vielen kreativen Maker-Projekten.

Angehängt seht ihr noch ein paar Fotos vom Zusammenbau und dem ersten Druck.

Der Ursprung des Fab Lab Siegen

Die Bestrebungen, ein Fab Lab an der Uni Siegen anzusiedeln, sind nicht ganz neu. In kleinerem Maßstab wurden ähnliche Aktivitäten bereits an der Fakultät III durchgeführt:

Das dortige HCI-Lab stellt(e) ebenfalls in gewissem Rahmen Infrastruktur (z.B. 3d-Drucker) bereit. Auch wenn im HCI-Lab prinzipiell ebenfalls recht offen gearbeitet wird, so gibt es hier keine Open Lab Days, die Ausstattung ist nicht umfangreich, die Fläche sehr klein und außerdem wird der Raum oft für Lehrstuhl-Aktivitäten benötigt und kann dann natürlich nicht von jedem genutzt werden. Wir erwähnen das HCI-Lab hier jedoch ausdrücklich, da durch seinen Betrieb schon einiges an Kompetenzen, gerade in Bereichen wie 3d-Druck oder auch Arduino geschaffen wurde. Das Fab Lab Siegen und das HCI-Lab werden daher eng kollaborieren (z.B. für Lehrveranstaltungen und Workshops) und teilweise evtl. auch Hardware und Ausstattung konsolidieren.

Es geht los…

Der erste Post fürs Fab Lab Siegen! Wir freuen uns sehr, dass die Fakultät III der Uni Siegen kurzfristig Start-Finanzierung bereitgestellt hat – damit kann es nun losgehen mit der genaueren Planung, den Anschaffungen und allen anderen Dingen, die anstehen. Die Einrichtung des Labs ist nun jedoch sicher und es wird am neuen Campus Siegen Mitte angesiedelt werden.

Neben diesem Blog (der bald sehr viel schöner aussehen wird – es war uns nur wichtig, alle Infos möglichst schnell ins Netz zu bekommen) ist das Fab Lab Siegen ist nun auch auf Facebook und Twitter!