Erweiterung des Rotationszugbiegens zu einem teilkinematischen Verfahren mit reduzierten Werkzeugflächen

„Wer Kunststoff kennt, nimmt Stahl!“

Ein altbekannter Spruch in unserer von Stahl geprägten Region. Aber wie viel Stahl braucht ein Produktionswerkzeug eigentlich wirklich? Diese Frage haben wir vom Lehrstuhl für Umformtechnik (UTS) uns im DFG Projekt „Erweiterung des Rotationszugbiegens zu einem teilkinematischen Verfahren mit reduzierten Werkzeugflächen“ gestellt.

Verfahren und Werkzeuge

Rohrbögen werden im industriellen Produktionsalltag mittels Rotationszugbiegen gefertigt. Beim Rotationszugbiegen wird das Profil um eine innen liegende Biegeform gebogen. Damit das zum Biegen notwendige Moment aufgebracht werden kann, wird das Profil einseitig durch den Gegenhalter geführt. Das andere Ende des Profils wird mit der Klemmbacke an die drehbar gelagerte Biegeform geklemmt.

Schematische Darstellung des Rotationszugbiegens (links). Prozessvideo (rechts)

Aufgabe im DFG Projekt war es, die bestehenden formgebunden Werkzeugelemente des Rotationszugbiegens geometrisch aufzulösen und zu vereinfachen.

Dies ermöglicht:

  • erhöhte Flexibilität des Umformprozesses
  • wirtschaftliche Produktion kleinerer Losgrößen
  • individualisierte Produkte

Über eine Flächenreduktionsmethode wurden schräg angestellte Kontaktflächen statt der bisherigen, voll umschließenden Werkzeuge abgeleitet.

Zum direkten Vergleich mit der konventionellen Bauform wurden diese neuartigen Werkzeuge zunächst aus Werkzeugstahl hergestellt. Mit dem Ziel der Flexibilisierung des Rotationzugbiegens können die geneigten Werkzeugflächen vertikal verstellt werden, so dass Rohre mit Durchmesser von 25 mm und 30 mm um 90° gebogen werden können. Untersucht wurden Rohre aus den Werkstoffen Edelstahl und Messing. Die Wanddicke betrug 1 mm und 2 mm.

Ergebnisse

Im Vergleich zu den konventionellen Werkzeugen ist die Deformation der Rohre stärker ausgebildet, und nimmt mit abnehmender Wanddicke zu.

Deformationsvergleich nach 90 ° Biegung: Unterschied konventionellen zu vereinfachten Werkzeugen (a). Abweichungsscan der gefertigten Rohrbögen (b)

Alle Proben weisen eine Falte am Innenbogen vor der Klemmbacke auf. Rückzuführen ist dies auf die fehlende Unterstützung im Biegeformgrund, was sich auch in den Simulationen in abgeschwächter Form zeigte und für die Qualität einen akzeptablen Umfang des Toleranzmerkmals darstellt.

Darf es eine Schicht mehr sein?

Nach den positiven Projektergebnissen mit dem reduzierten Werkzeug haben wir im Anschluss des Projekts gedacht: „Wer Kunststoff kennt, der nimmt auch Kunststoff!“

Also wurden alle Werkzeugteile auch aus Polylactide (PLA) beim Fab Lab Siegen auf 3D Druckern additiv gefertigt. Die Flexibilität des Projektes mit reduzierten Werkzeugflächen zu biegen, wird durch den additive Tooling Ansatz weiter gesteigert, da so vereinfachte Werkzeugeinsätze on-demand aus kostengünstigerem Kunststoff gedruckt werden können.

Aus Sicht des Profils erreicht man eine bessere / glattere Oberfläche. Auch die Faltenausprägung liegt in gleicher Größenordnung. Aber wer will schon gerne Falten haben? Ein Blick auf den im Innenbogen liegenden Faltenglätter zeigte, dass dieser der hohen Belastung nicht standgehalten konnte.

Flächenreduzierter Werkzeugsatz aus PLA zum Rotationszugbiegen von Metallrohren (oben)
 
Deformationsvergleich: Unterschied konventionellen zu PLA Werkzeugen (unten)

In einer Anpassung des Werkzeugkonzepts konnte abschließend ein Rohr mit vergleichbarer Qualität wie mit den konventionellen Werkzeugen gebogen werden.

Bleibt noch die Frage wie viel Profile kann mit einem PLA-Werkzeug gebogen werden. Wenn du dies beantworte willst, komm zu uns.

Hier noch mal ein fettes Dankeschön an das Team vom Fab Lab Siegen für die Unterstützung.

Corona

Weil es Nachfragen gab möchten wir nochmal klarstellen, unter welchen Bedingungen ihr ins Lab kommen könnt.

Wir möchten euch ein paar genauere Infos über den Zugang zum Fab Lab mitteilen. Es gilt die 3G-Regel, das bedeutet wer vollständig geimpft, genesen oder negativ getestet ist, darf das Lab besuchen. Dabei ist allerdings Test nicht gleich Test. Gültig sind offizielle PCR-Tests mit einem QR-Code sowie Schnelltests aus den zugelassenen Stellen (nicht selbst durchgeführte Tests). Studierende und Mitarbeitende der Universität können zum Beispiel das Angebot von kostenlosen, beaufsichtigten Selbsttests der Uni noch bis 30.11. nutzen.
Die aktuellen Regeln fürs Fab Lab findet ihr immer Hier.

Das Fab Lab öffnet wieder – an Reichwalds Ecke!

Endlich ist es so weit, ab Mittwoch, den 13. Oktober öffnen wir einmal wöchentlich mittwochs von 14 bis 20 Uhr. Wir freuen uns sehr, euch im neuen Lab in der Sandstraße 26, an Reichwalds Ecke begrüßen zu dürfen und wieder mit euch zu arbeiten (und Mate zu trinken).

Es gilt die 3G-Regel, das bedeutet wer geimpft, genesen oder negativ getestet ist, darf vorbeikommen. Allerdings sind die Plätze auf maximal 20 Personen zur selben Zeit begrenzt. Im gesamten Lab gelten Maskenpflicht (außer am Arbeitsplatz) und Sicherheitsabstand. Die Nutzung des Fab Labs ist weiterhin kostenlos, Verbrauchsmaterial bringt aber wie immer jeder selbst mit.

Wichtig ist außerdem, dass alle, auch die die vorher schon im Lab gearbeitet haben, eine Sicherheitsunterweisung machen müssen. Daher bieten wir zusätzlich am 13. Oktober jeweils um 14 Uhr, 16 Uhr und um 18 Uhr eine Sicherheitsunterweisung an. Danach wird regelmäßig mittwochs nur eine Sicherheitsunterweisung um 16 Uhr stattfinden.

Wie gehabt braucht ihr euch weder für den Besuch noch die Sicherheitsunterweisungen anmelden oder etwas bezahlen.

Zugversuch

Wer sich schon immer gefragt hat, was ein Kunststoffbauteil aus dem 3D-Drucker aushalten kann, ist hier genau richtig. Wir haben uns, im Rahmen des Forschungsprojekts SmaP mit dem Lehrstuhl für Umformtechnik UTS zusammengetan und unsere Drucke im wahrsten Sinne des Wortes auf den Prüfstand gestellt (ja gut, vielleicht auch eher eingespannt).

Der Versuch

Der Versuch den wir durchgeführt haben ist der Zugversuch nach DIN EN ISO 527-1. Hinter dieser DIN verbergen sich die grundsätzlichen Informationen über die genaue Durchführung des Zugversuchs bei Kunstoffen.

Die Probe

Die Probe wurde nach DIN EN ISO 527-2 dimensioniert. In dieser Norm werden speziell die Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen festgelegt. In unserem Fall handelt es sich um eine Extrusionsmasse, was dem Fertigungsverfahren geschuldet ist (FDM-3D-Drucker wie die eingesetzten Drucker extrudieren flüssiges Plastik zu einer Extrusionsmasse). Unsere Probe ist eine Flachprobe vom Typ 1A, diese hat eine rechteckige Form mit sogenannten Köpfen für Spannkeile. Die Breite beträgt 10 mm und eine Dicke von 5 mm.

Versuchsdurchführung

Geprüft wurden 3 verschieden Materialien aus 2 unterschiedlichen Druckern. Es wurden je 5 Proben gefertigt. Auf einem unserer Prusa i3 MK3s-Drucker wurden Proben aus Polylactide (PLA) und aus Polyethylenterephthalat (PETG) gedruckt. Des Weiteren wurde auf dem Markforged MarkTwo Proben aus Onyx hergestellt. Onyx ist ein Nylon mit Anteilen von Carbon-Kurzfasern. Für den Versuch wird eine Materialprobe in genormter Form in eine Zerreißmaschine bzw. Zugprüfmaschine eingesetzt. Diese Maschine zieht die Probe während des Versuches in die Länge, bis sie zerreißt oder eine Dehnung ohne Bruch (sieht dann aus wie ein langgezogener Kaugummi) eintritt. Dabei wird die Probe mit genormter Geschwindigkeit (1 mm/min) gedehnt. Die Zugprüfmaschine zieht die Probe während des Versuchs kontinuierlich auseinander. Die Kraft, die die Probe dieser aufgezwungenen Dehnung entgegensetzt wird währenddessen über die Dehnung aufgezeichnet. Aus den gemessenen Daten lassen sich dann die Werte in der Auswertung bestimmen. Im nachfolgenden Video ist die Versuchsdurchführung und das Zerreißen einer Probe zu sehen.

Auswertung

In der Auswertung sind alle wesentlichen Informationen über den Versuch und seine Randbedingungen enthalten sowie ein Spannungs- Dehnungsdiagramm, die Bilder der Proben sowie die aus dem Versuch ermittelten Daten über die Materialeigenschaften.

PLA

In den Spannungs-/Dehnungsdiagrammen von PLA ist im Bereich von etwa 0 – 1,8 % der Bereich einer elastischen Verformung zu erkennen, die dann beim Erreichen der Zugfestigkeit abrupt aufhört, und in eine plastische Verformung übergeht. Aus dem Bereich der plastischen Verformung, etwa zwischen 1,8 und 2 % beginnt der recht ausgeprägte Teil der Einschnürung. Dabei lässt der Werkstoff noch etwa 1,5 % Dehnung zu bis es dann schlussendlich zum Bruch kommt.

PETG

Beim PETG lässt sich das Ergebnis nicht ganz so schön rekonstruieren wie beim PLA. Die Probe PETG_P1, im Diagramm der obere Ausreißer, wechselt etwa bei 55 MPa aus dem Elastischen in den plastischen Bereich, der dann bei 60 MPa in die Einschnürung führt und bei einer Dehnung von 5,1 % im Bruch der Probe endet. Die vier weiteren Proben verhalten sich größtenteils ähnlich und haben ebenfalls nur einen geringen Bereich der plastischen Verformung und ausgeprägten Bereich der Einschnürung. Im Vergleich zum PLA ist beim PETG der elastische Bereich ausgeprägter.

Onyx

Auch das Onyx-Material hat einen kontinuierlichen Übergang aus der elastischen in die plastische Verformung, wobei der Bereich der elastischen Verformung schwer auszumachen ist. Augenscheinlich endet dieser in etwa zwischen 8 und 10 MPa und geht dann in einen sehr ausgeprägten Teil der plastischen Verformung über, welcher anschließend bei nur geringer Einschnürung zum Bruch führt.

Vergleich

In diesem Vergleich sind in einem Spannungs- Dehnungsdiagramm alle ausgewerteten Proben zusammengefasst.

Hier ist zu sehen, dass die Proben aus Onyx (schwarz) beinahe doppelt so viel Dehnung zulassen bis es zum Bruch kommt, im Vergleich zu den Proben aus PETG (rot). Die Proben aus PLA lassen im Vergleich zu den beiden anderen Materialien noch weniger Dehnung zu und sind alle schon bei einer Dehnung von ε = 3,4 – 3,8 % zerrissen. Des Weiteren ist in dem Vergleichsdiagramm schön zu sehen wie viel Spannung die Werkstoffe aushalten können, dabei schließt PLA bis auf den einen Ausreißer (PETG_P1) am besten ab. Danach steht dann PETG und an dritter Stelle das Onyx-Material. Vergleicht man alle drei Materialien miteinander ist zu sehen, dass das PLA in seinem Bereich der elastischen Verformung am wenigsten Dehnung zulässt dafür aber auch nach dessen Überschreiten schnell zu einem Bruch der Probe führt. Daher kann man bei diesem Versuch sagen das PLA sicherlich der Werkstoff mit dem sprödesten Verhalten ist. Möchte man nun eines seiner Projekte verwirklichen, kann man sich zumindest was die Spannung und Dehnung angeht ein wenig nach diesen Ergebnissen richten, wobei die drei Werkstoffe natürlich noch weitere Stärken und Schwächen besitzen.

Umfrage zur Gründungskultur | ventUS

Wir möchten gerne auf eine Umfrage im Rahmen des Qualifizierungsprogramms ventUS aufmerksam machen. Das Programm ventUS unterstützt Gründungsvorhaben an der Universität Siegen mit einem eigenen Programm. Das Ziel dabei ist es, die Gründungskultur an der Universität sowie in der Region weiter zu stärken. Aktuell läuft eine Studie zur Gründungskultur an der Universität Siegen, mit deren Ergebnissen die Weiterentwicklung der Gründungskultur an der Universität Siegen sowie in der Region vorangetrieben werden kann. Mehr zur Studie und Teilnahme weiter unten!

Das ventUS-Programm hilft dabei:

  • Kernkompetenzen zum Thema „Unternehmerisches Denken und Handeln“ aufzubauen
  • ein eigenes Büro oder ein Start-Up zu gründen
  • ein selbstentwickeltes Industrieprodukt zu vermarkten
  • ein Social-Startup Haupt- oder Nebenberuflich zu gründen
  • eine Idee für die Selbstständigkeit umzusetzen

Das Projekt ventUS bietet individuelle Beratungen, Kurse, Unterstützung bei Stipendienbeantragung und Netzwerkveranstaltungen an. Ziel ist es dabei gemeinsam Ideen und unternehmerische Ansätze Schritt für Schritt in die Realität zu überführen.

Für das Projekt zum Gründungsvorhaben ist eure Meinung wichtig:

Der Onlinefragebogen kann in 15min ausgefüllt werden.
Link zum Fragebogen: https://umfragen.zimt.uni-siegen.de/index.php/461862?lang=de
Unter allen Teilnehmenden werden als Dankeschön regionale und überregionale Gutscheine verlost.

Für wen ist das Thema Gründung überhaupt relevant?

Die Vermittlung „Unternehmerischen Denkens und Handelns“ steht bei ventUS im Vordergrund. Die hier zu erwerbenden Fähigkeiten spielen nicht nur bei der eigenen Unternehmensgründung, sondern in allen Berufsgruppen und in zukünftigen Jobs eine immer größere Rolle.
Auf der Website gibt es noch mehr Info über das Projekt: www.ventus-siegen.de

Meet ‘n’ Match – Dein Türöffner zum Job in Südwestfalen

11.05.2021 mit der Lachmann & Rink GmbH in Freudenberg und Dortmund

Am 11. Mai heißt es bereits zum sechsten Mal “Meet ‘n’ Match – Dein Türöffner zum Job in Südwestfalen”! Software-Interessierte aus den folgenden Bereichen sind hier genau richtig 

  • Informatik
  • Software-Entwicklung
  • Elektrotechnik
  • Physik
  • Quereinstieg
  • Autodidaktik

Denn der Gastgeber Lachmann & Rink GmbH mit Standorten in Freudenberg und Dortmund hält viele Angebote für euch bereit. ➡️ Abschlussarbeiten, Werkstudierendentätigkeit oder einen direkten Berufseinstieg!
Im Rahmen des 90-minütigen Online-Formats können die Teilnehmerinnen einen Blick hinter die Kulissen des größten, südwestfälischen Softwaredienstleisters mit Industriefokus werfen und vielleicht sogar ihren Traumjob in der Region finden. 🕵️🔜🎉 👉
Infos und Anmeldemöglichkeit der Veranstaltenden: https://match-suedwestfalen.com
Es wird darum geben sich bitte bis spätestens einen Tag vorher anzumelden, damit das Event besser geplant werden kann. 🙏
Was euch erwartet? Bei Meet ‘n’ Match kommen Studierende, Absolventinnen und Unternehmen digital und in entspannter Atmosphäre zusammen. 

🏢 Digitale Unternehmenstour
💬 Peer-Networking mit Mitarbeiter*innen
👩‍Speed-Dating-Interview (optional)

26.05.2020 mit der Infineon Technologies AG in Warstein

Am 26. Mai heißt es bereits zum siebten Mal “Meet ‘n’ Match – Dein Türöffner zum Job in Südwestfalen”! Interessierte aus den folgenden Bereichen sind hier genau richtig 

  • Elektrotechnik
  • Wirtschaftsingenieurwesen
  • Physik
  • Maschinenbau
  • Chemie
  • Informatik

Denn der Gastgeber  Infineon Technologies AG am Standort Warstein hält viele Angebote für euch bereit. ➡️ Praktikum, Abschlussarbeiten, Werkstudierendentätigkeit oder einen direkten Berufseinstieg!
Im Rahmen des 90-minütigen Online-Formats können die Teilnehmerinnen einen Blick hinter die Kulissen des größten, südwestfälischen Softwaredienstleisters mit Industriefokus werfen und vielleicht sogar ihren Traumjob in der Region finden. 🕵️🔜🎉 👉
Infos und Anmeldemöglichkeit der Veranstaltenden: https://match-suedwestfalen.com
Es wird darum geben sich bitte bis spätestens einen Tag vorher anzumelden, damit das Event besser geplant werden kann. 🙏
Was euch erwartet? Bei Meet ‘n’ Match kommen Studierende, Absolventinnen und Unternehmen digital und in entspannter Atmosphäre zusammen. 

🏢 Digitale Unternehmenstour
💬 Peer-Networking mit Mitarbeiter*innen
👩‍Speed-Dating-Interview (optional)


Informationen und Inhalte stammen nicht vom Fab Lab Siegen

Das Fab Lab zieht um

Das Fab Lab Siegen hat neues Zuhause. Trotz Stillstand geht es weiter, weiter in die Sandstraße 26 an Reichwalds Ecke für uns. In den letzen Wochen haben wir alle Sachen im Fab Lab gepackt und in die neuen Räume, nur ein paar Straßen weiter, auf der anderen Seite des Flusses wieder ausgepackt. Pandemiebedingt keine leichte Aufgabe.

Um die 90 Umzugskartons, in Summe 9.000 Liter an rollbaren Transportcontainern und jede Menge Möbel und Maschinen – 7 LKW-Ladungen. Nicht alles passte dabei durch die Tür. Den Laser musste uns ein Teleskopstapler in den ersten Stock unseres neuen Zuhauses hieven. Viel haben wir am neuen Standort in Wechselschichten und natürlich mit FFP2-Masken schon ausgepackt und aufgebaut. Wir arbeiten jetzt an einer ersten Version des Labors, aber neue Räume wollen angeeignet werden. Und da sind wir auf euch, unsere Community angewiesen, die wir bekanntermaßen leider seit fast einem Jahr nicht ins Lab lassen können. Wir sind darüber sehr traurig, aber freuen uns schon auf eine Zeit, die gemeinsames Erfinden, Reparieren und Bauen von Dingen wieder möglich macht.

Ein bisschen Geschichte

Angefangen hat alles 2014 am Hölderlincampus, in einem Raum, den man ohne schlechtes Gewissen als Abstellkammer bezeichnen kann. Dann ging es 2015 weiter ins alte Krankenhaus am Unteren Schloss (heute: Ludwig-Wittgenstein-Haus) in ein schon etwas größeres Labor mit circa 50 Quadratmetern. Von dort konnten wir nach ca einem Jahr weiterziehen, denn man hatte für uns aus der alten Krankenhausküche im gleichen Haus ein fast schon steriles, neues, viel größeres Labor mit zwei Räumen hergerichtet. Spätestens als Freitags zum Open Lab regelmäßig nur noch Stehplätze frei waren, da war klar, dass etwas Größeres her musste. 2018 konnten wir dann in das bereits für den Abriss vorgesehene Herrengartengebäude ziehen. Das “Lab in der Stadt” wurde Realität. Aber eben mit der Auflage auch irgendwann wieder auszuziehen. Ein Gebäude, das dem Abriss geweiht ist hat natürlich seine Vor- und Nachteile. Man kann (fast) alles machen, was man will, aber man muss auch irgendwann wieder raus. Und soweit war es nun, Anfang 2021 hieß es: jetzt ist Ende. Und so sind wir froh, dass wir nun in der Sandstraße 26 ein neues Zuhause gefunden haben. Mal schauen, wie lange wir nun hier verbleiben können. Es gefällt uns jedenfalls schon sehr gut. Unsere direkten Bürogenoss:Innen mit Expertise in Gründung, Transfer und Innovation – scheinen uns eine vielversprechende Ergänzung zum Fab Lab zu sein.

Doch jetzt gilt es erstmal diese Pandemie in den Griff zu bekommen. Wir freuen uns, euch möglichst bald alle gesund begrüßen zu dürfen. Wenn es soweit ist erfahrt ihr es auf fablab-siegen.de!

So findet ihr uns

Unsere neue Adresse:
Fab Lab Siegen (erster Stock)
Sandstraße 26
57072 Siegen

Anfertigung eines Prototypen für eine Biegemaschine (Masterarbeit Maschinenbau)

Im Rahmen meiner Masterarbeit am Lehrstuhl für Mikro- und Nanoanalytik in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Umformtechnik an der Universität Siegen habe ich eine Biegemaschine für plastische Umformungen im Rasterelektronenmikroskop entwickelt und anschließend in Betrieb genommen.

Mit der Biegemaschine sollen Dreipunktbiegeversuche für die Untersuchung der Rissentstehung von Biegeproben durchgeführt werden um Werkstoffe bei der Biegeumformung besser ausnutzen zu können. Umformprozesse werden bei der Herstellung von Produkten vieler Bereiche des täglichen Lebens verwendet: Autos, Flugzeuge, Schiffe, Rohrleitungen, Blechumformung und viele mehr.

Für eine genaue Untersuchung der Biegeproben während des Biegeversuchs habe ich die Biegemaschine passend für das Rasterelektronenmikroskop (REM) gebaut. Da in einem Rasterelektronenmikroskop nur wenig Platz zur Verfügung steht musste die Maschine relativ klein und leicht sein – sie passt auf eine Handfläche. Erste Biegeversuche im REM wurden bereits durchgeführt.

Rapid Prototyping

Während der Konstruktionsphase habe ich 3D-Druck als ein Rapid Prototyping-Verfahren eingesetzt. Dieses Verfahren hat gegenüber den spanenden Fertigungsverfahren den Vorteil der schnellen Fertigung von Teilen auf Basis von CAD-Modellen. Der erste Prototypen im Maßstab 1:1 wurde während eines Planungs- und Entwicklungsprojektes, ebenfalls im Rahmen meines Studiums konstruiert und 3D-gedruckt.

Besonders zu Beginn des Projektes war es wichtig, schnell eine gute Vorstellung von den realen Abmessungen der später zu fertigenden Bauteile zu erhalten. Dank der freundlichen Unterstützung des Fab Labs in Person von Fabian Vitt konnten die benötigten Bauteile schnell und problemlos gedruckt werden. Ein weiterer Vorteil der Prototypenfertigung mittels 3D-Druck ist die Möglichkeit der Präsentation der Bauteile bei Besprechungen im Maßstab 1:1. So können sich alle Anwesenden durch die 3D-Ausdrucke ein sehr gutes Bild von Form und Details des später zu fertigenden Bauteils machen. Dies ist bei den sonst oft verwendeten ausgedruckten Konstruktionszeichnungen weniger gut möglich. Das 3D-Prototyping kann zu neuen Anpassungsideen führen und das Erkennen nötiger Optimierungen erleichtern.

Ein kurzes Animationsvideo des Biegeprozesses:
https://lmn.mb.uni-siegen.de/in-situ-em/

Ein Kinderbuch, oder: Plastik sparen, 3D-Drucke neu starten

Während des Sommersemester 2020 gab es im Fab Lab einen Drucker, der konstant zum Testen abbestellt war. Der Drucker mit dem Namen “Hades” hatte als Auftrag für ein Kinderbuch als Versuchsobjekt zu dienen. Doch was hat ein Kinderbuch mit hochexperimentellen, Plastik spaarenden Techniken zu tun? Holen wir etwas aus.

Anfang dieses Sommersemesters, beschloss ich, ein Kinderbuch für 3D-Drucker zu entwickeln. Gemeinsam mit meinem Kommilitonen C. Ajiboye wurde daraus ein Handbuch das auf der einen Seite eine Geschichte erzählt, eine von Ursa, einem Mädchen, das den 3D-Druck durch “Learning By Doing” erforscht. Auf der anderen Seite standen dann jeweils Erklärungen wie Probleme die Ursa findet und welche Lösungsansätze sie dafür jeweils nennt.
Doch die letzte Seite war besonders:

In diese Seite war ein WLAN-fähiger (ESP32) Mikrocontroller eingebettet. Dieser konnte über seine Touchpins Berührungen fühlen. Diese Pins habe ich anschließend an Kupferflächen angelötet und unter der Seite versteckt. Einen Laserschnitt später sah man die Kupferflächen durchscheinen.

Dank dieser Flächen war es nun möglich dem ESP32 Befehle zu geben. Und Dank der Octoprint-Server war es dann möglich, den Druckern Befehle zu geben. Ja, ihr lest richtig, dieses kleine Buch hat eine Fernsteuerung für einen 3D-Drucker integriert.

Doch wozu das alles?

Einen 3D-Druck neu zu starten ist keine einfache Aufgabe, bisher gibt es unter sämtlichen Octoprint Plugins kein einziges das sich diese Aufgabe traut. Die Folge davon ist, dass beim Scheitern eines Drucks, welches die Sensoren nicht bemerken viel Zeit, manchmal Tage und auch bis zu kiloweise Plastik verloren gehen. Mit diesem Buch sollte das verhindert werden.

Ein Buch hat viele Vorteile: es ist schnell zur Hand, liegt oft da, wo man es haben möchte und die Software ändert sich nicht viel. Auch ist es leichter als ein Laptop und damit handlicher in der Bedienung. Noch dazu muss man es nicht hochfahren oder vorkonfigurieren. Das Interface ist einfach da.

Aber wie startet man jetzt mit einem Buch einen Druck neu?

Ein 3D-Druck ist gespeichert in Maschinencode. Dieser “Code” wird Zeile für Zeile geschrieben und nachher Zeile für Zeile ausgeführt. Also stellt eine Gruppe von Zeilen eine Schicht dar, denn ein 3D-Druck wird Schicht für Schicht ausgeführt. Scheitert nun ein 3D-Druck an einer Stelle könnte man die Befehle ab dieser Stelle erneut ausführen lassen. In der Datei, wie auch im realen Druck definiert sich dafür eine exakte Höhe. Diese Höhe könnte man zwar messen, doch weder mit dem Auge noch mit einem Lineal findet man diese Höhe genau. Mit dem 3D-Drucker selbst hingegen kann man die Höhe genau finden. Wie beim Kalibrieren alter 3D-Drucke kann man nun mit einem Stück Papier und der Spitze auf unter 0,1mm genau feststellen,wo ein Druck gescheitert ist. Man fährt also mit dem Buch in der Hand die Düse exakt über den Druck, fährt sie ganz langsam herunter und versucht mit einem dazwischengelegten Papier zu ertasten, ab wann die Düse den Druck berührt.

Der Drucker weiß dann, wenn er noch referenziert ist genau wo sich diese Düse befindet. Anhand dieser Höhe wird dann der Code aufgeteilt, die nötigen Initialschritte werden ausgeführt und dann druckt der Drucker wieder als hätte er nie aufgehört.

Ich will das auch

Nach diesem Semester habe ich nun die Zeit gefunden dieses Projekt als Plugin für Octoprint zu entwickeln. So braucht man kein eigenes Buch und kann es im Webinterface ausprobieren. Doch VORSICHT! Dieses Plugin ist hochgradig experimentell und hat auch schon einmal für die Beschädigung eines 3D-Druckers gesorgt. Ich übernehme keine Garantien oder Verantwortung für zukünftige Schäden und rate dazu immer mit der Hand über dem Notschalter zu schweben bis die erste Ebene wieder druckt und man sicher ist dass der Drucker an der richtigen Zeile arbeitet.

Euer Gerrit.

Willkommen Erstis!

Liebe Erstis, schön, dass ihr an die Uni Siegen gefunden habt. Bei uns im Lab könnt ihr verrückte Dinge erschaffen. Der folgende Text erschien leicht abgewandelt in der ESE-Zeitung des GG LaBaMa für das Wintersemester 2020/21.

Hier könnte nun ein förmlicher Text stehen, der beschreibt was ein Fab Lab ist, was man bei uns im Fab Lab für Technologien vorfindet, was das Fab Lab mit einer Uni zu tun hat und warum eigentlich “Fab Lab?!”. Aber ich denke, ihr seid alle in der Lage fablab-siegen.de in euren Browser einzugeben und euch dort selbst draufzuschaffen, was wir als Fab Lab der Uni Siegen zu bieten haben. Deshalb spar ich mir das hier. Nur so viel: Das Fab Lab ist ein offenes Kreativlabor der Uni mit ganz vielen unterschiedlichen Maschinen wie 3D-Drucker, Laserschneider, CNC-Fräse und und und. Wenn nicht Corona ist kann jede und jeder zu uns kommen und coole Dinge tun.

Eine Kurzvorstellung des Labs.

Der Einfall für diesen Text kam mir unter der Dusche. Ich hab mich gefragt, was von unseren vorgefertigten Textbausteinen über das Lab ich wohl an die Redaktion der ESE-Zeitung schicke, damit die Erstis wissen, dass es das Fab Lab gibt. Und dann fiel mir eine Mail von “nanooq” ein, der ankündigte, dass er für das Hasi einen Text für diese Zeitung schreiben wird. Was das Hasi ist, steht (vermutlich) in seinem Text, der ebenfalls in dieser Veröffentlichung abgedruckt ist. Wer nanooq ist, werdet ihr vielleicht nie erfahren. Oder er taucht unvermittelt in eurem Leben auf, weil ihr einen Fuß in die Siegener “Szene” gesetzt habt. Dann: alles Gute! Naja und weil ich nanooq schon etwas kenne und auch seine Texte und Geschichten über die Szene, schien mir ein förmlicher Text über die Inneneinrichtung und die wissenschaftliche Ausrichtung des Fab Labs ein bisschen altbacken. Das glitzernde Hasi (Ja der Artikel ist korrekt gewählt!) und nanooqs Wortgewanntheit werden das Fab Lab alt aussehen lassen. Also versuche ich mich halt mal.

Oft werdet ihr im Laufe eueres Studiums sicher die Frage hören: “Aber warum Siegen?”.
Und ihr geratet vielleicht in Erklärungsnot: “Weil es hier so schön grün ist!”, oder “Weil ich hier Seminare über Harry Potter besuchen kann…!”.
Bei mir war eher das Fab Lab (und ein ausgefallener Studiengang) ein ausschlaggebender Grund. Denn in so einem Fab Lab kann man nicht nur bestimmte Maschinen erwarten, sondern auch einen bestimmten Schlag Menschen. Weltoffene, bunte, kreative, verrückte intergalaktische Kreaturen.

Ich hab mich unter anderem dafür entschieden in Siegen zu studieren, weil ich beim Besichtigen der Uni (ja solche Streber gibt es) vom damaligen Tutor der HCI-Studierenden (HCI steht für Human Computer Interaction. Für was Human Computer Interaction steht….ach duckduckgoed es doch selbst.) auch in ein kleines Labor geführt wurde, in dem mein jetziger Arbeitskollege Marios vertieft über eine Microcontroller-Schaltung gebeugt saß. Mir wurde der Raum als “Fab Lab” vorgestellt.
“Sowas, was Marios da gerade macht kannst du in deinem Studium auch machen.” oder so ähnlich versuchte mich mein Tutor zu kriegen. Seit dem hab ich im Fab Lab, auch außerhalb meines Studiums, viel Zeit verbracht und viel erlebt. Mittlerweile arbeite ich sogar da.

Ein Gewerk, das wir unter anderem im Lab (die Kennerin spricht nur von “Lab” [ˈlæb], das “Fab” ist stumm!) gebaut haben, hat es sogar in die Tagesschau geschafft. Eine Palme, aus Bettlattenrostlatten und Trocknerabluftschläuchen, Gehwegplatten, Stahl und ganz viel Licht und Elektronik.

Irgendwann lagen für dieses Projekt größere Mengen Bettlatten im Lager des Labs. Siegener*innen haben sehr viele Lattenroste kostenlos abzugeben, das haben wir uns zu Nutze gemacht (Achtung: Geheimtipp). Und diese Bettlatten wollten abgeschliffen werden, damit sie anschließend wieder mit weißer Farbe lackiert werden konnten. Weiße Farbe reflektiert sehr gut, kann man also gut mit Scheinwerfern anstrahlen. Die Latten sollten später zu Dreiecken verschraubt werden. Mehrere dieser Dreiecke aus leicht gebogenen Bettlatten aneinander geschraubt ergeben das Skelett eines Palmenblatts. Isso. Wenn man dann diese Blätter sternförmig an einen Metallstamm hängt bekommt man eine Spannweite von 9 Metern. In der Höhe bringt es die Palme auf viereinhalb Meter.

Nachdem die Lattenroste im Hasi mühsam zerlegt wurden, haben wir die extrahierten Bettlatten am Hintereingang des Labs mit den ineffizientesten Werkzeugen (Schwingschleifer und Schleifpapier) abgeschliffen, die wir finden konnten. Vielleicht hätte man mit dem Werkzeug normales Holz abschleifen können, aber nicht die fiese Beschichtung, die diese Bettlattenhersteller da aufgebracht hatten.

Menschen schleifen Holzlatten ab

Man schleift hinter dem Labor.

Wir stehen also am Hintereingang des Labs auf dem Parkplatz und kämpfen mit diesen Bettlatten. Da parkt ein Auto neben uns. Ein uns unbekannter Typ steigt aus. Vielleicht 40, leichtes Grinsen auf den Lippen. Als er von seinem Auto zu unsrer eher traurigen Ansammlung von mittelmäßig begabten “Handwerkern” läuft, ruft er süffisant in unsere Richtung: “Na, braucht ihr Hilfe?!”.
Wir versuchen ihn trotzig und frustriert zu ignorieren. Ich höre nanooq nur sagen: “Nein danke, wir kommen schon klar”.
“Ich hab da im Kofferraum vielleicht, was ihr braucht.” entgegnet der Fremde.
Da hält also ein wildfremder Typ, der zuuuuufällig im Kofferraum hat, was wir brauchen. Hm, is klar.
nanooq, doch etwas neugierig, folgt ihm und die beiden kommen mit mehreren Trennschleifern und Schleifscheiben zurück. Die mitgebrachten Schleifscheiben waren perfekt: Kreisförmig angeordnetes Schleifpapier, lamellenartig aufgeschichtet.

Mir dämmerte langsam, was hier ablief. Vergangenheits-Ich, danke! Ich hatte 1-2 Stunden vorher auf gut Glück in der Fab-Lab-Telegram-Gruppe nachgefragt, ob nicht jemand passendes Werkzeug für unsere Aktion hätte. Ich hatte nicht damit gerechnet, dass da fremde Menschen mitlesen und sich auch noch angesprochen fühlen. Und die dann einfach mal den Kofferraum mit Werkzeug vollladen und bei uns aufschlagen. Ja läuft. Für die restlichen Latten brauchten wir dann noch eine Minute pro Latte. Davor dauerte es 10 Minuten. Das ergibt eine Arbeitszeitreduktion von 90%. Henry Ford würde im Grab einen Purzelbaum schlagen.

Die fertige Palme. Die mühsame Arbeit hat sich gelohnt. Kreative Gestaltung: Simon Budig. Ein Projekt von Menschen aus dem Hackspace Siegen und dem Lab.

Der Mann mit den Trennschleifern geht seit dem regelmäßig (wenn nicht dieses ver****** Virus wäre) im Lab ein und aus. Er ist nun “Teil der Community”. Und das ist das, was das Lab ausmacht. Die Community. Menschen treffen sich, tauschen sich aus, geben ihr Wissen weiter, bringen sich Neues bei.

Schaut doch mal in unserer Telegram-Gruppe oder unserem News-Kanal (auch Telegram) vorbei. Im Moment haben wir bis auf Weiteres einen eingeschränkten Betrieb, immer Mittwochs und nur für Uni-Angehörige (als auch Studierende). Bald können wir hoffentlich auch wieder für alle öffnen, damit ihr live und hautnah erleben könnt, was die Magie eines Fab Labs ausmacht. Das schreiben wir dann auch in die Telegramgruppe, auf unsere Website, Twitter, Facebook. Ihr kennt das. Bis auf Weiteres gelten unsere

Unsere Öffnungszeiten (mit Hinweisen wegen Corona)