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Der digitale Bildhauer

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Früher brauchte es hier noch Handwerk: Finn Juhls Stuhl Nummer 45 wird heute per CNC-Fräse kostengünstiger produziert. Foto © onecollection
von Sara Bertsche | 17. November 2014
Vieles, was früher in aufwendiger Handarbeit gefertigt werden musste, erledigen heute CNC-Fräsen. Mit ihrer Hilfe lassen sich nicht nur komplexe neue Formen schnell und auf den Millimeter genau herstellen, auch so mancher Designklassiker profitiert von der digitalen Fertigungstechnik.
Man kennt das: Organisch geschwungene Linien und eine weiche Silhouette sind wunderbar anzuschauen, aber schwer herzustellen. Nehmen wir einen Klassiker, Finn Juhls Stuhl Nummer 45. Entworfen hat ihn der legendäre dänische Designer im Jahr 1945. In Serie gegangen ist er vor kurzem bei onecollection. Der Stuhl beeindruckt durch seine filigrane Linienführung und die Tatsache, dass Sitzfläche und Rückenlehne vom Rahmen getrennt sind. Was zur Folge hatte: Die Fertigung war mit hohem Aufwand verbunden, weshalb der Stuhl – eine bewusste Entscheidung des Designers – lange einem kleinen, erlesenen Kreis wohlhabender Design-Liebhaber vorbehalten blieb. Dass er nun neu aufgelegt und in größeren Stückzahlen gefertigt werden kann, verdankt sich dem Einsatz von CNC-Fräsen.

Fließende, dreidimensional verformte Möbel findet man auch bei dem italienischen Hersteller Mattiazzi. Auch in Udine zaubert man mithilfe von CNC-Maschinen besondere Möbel, etwa den von Ronan und Erwan Bouroullec gestalteten Hocker „Osso“, dessen Beine gleichsam nahtlos in die dreidimensional ausgeformte Sitzfläche übergehen.

Auch Hersteller wie ClassiCon, Ceccotti Collezioni oder Emmemobili nutzen digital gesteuerte Fräsmaschinen, um asymmetrische Formen und millimeterdünne Kanten exakt herstellen zu können.

Digitales Präzisionswerkzeug

Schnell, effizient und auf den Millimeter genau – die Digitalisierung von Fertigungsprozessen hat eine grundlegende Veränderung in der industriellen Fertigung bewirkt. Die Möbelindustrie bedient sich digital gesteuerter Werkzeuge, um Materialien wie Holz, Metall und Kunststoff auf Basis eines Datenmodells in Form zu bringen. Das Fräsen per Computerized Numerical Control, kurz CNC, gehört zu den subtraktiven Fertigungsverfahren, bei denen von einem Materialblock so viel abgetragen wird, bis die gewünschte Form übrig bleibt. Was ein Bildhauer oder ein geschickter Schreiner intuitiv erledigt haben, das schaffen heutzutage Maschinen in einem Arbeitsgang: Möbel wie „aus einem Guss“ fertigen.

Wie das Beispiel von Finn Juhls Stuhl Nummer 45 zeigt, muss der Entwurf nicht unbedingt neu sein, um von dem Einsatz digital gesteuerter Maschinen zu profitieren. War die Herstellung solcher Möbel bisher äußerst aufwendig und erforderte eine Vielzahl von Arbeitsschritten, die manuell ausgeführt werden mussten, so lässt sich der Produktionsprozess nun erheblich verkürzen und ökonomisch optimieren.

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Auf den Millimeter genau: Ein rotierender Fräskopf mit Rundprofil.
Foto © Gerhardt Kellermann
Komplizierte, manuelle Bedienung

Bei den Vorgänger-Modellen, den NC-Fräsen, die erstmals in den 1960er Jahren in Europa eingesetzt wurden, musste derjenige, der die Maschine bediente, ein hohes Maß an Konzentration an den Tag legen, musste doch vieles per Hand eingestellt werden. Zunächst musste er anhand von Zeichnungen und Stücklisten Berechnungen anstellen, um die gewünschte Position der Werkzeuge zu ermitteln. Anschließend galt es, den schweren Werkzeugschlitten mittels Handrädern entsprechend auszurichten. Auch die Endkontrolle gehörte zu den Aufgaben. Mit einem Messgerät mussten Längen, Breiten, Höhen und Winkel auf den Millimeter genau überprüft werden. War die Bearbeitung – etwa durch einen Berechnungsfehler – zu ungenau ausgefallen, musste das Werksstück nachbearbeitet werden. Zudem musste der Materialblock permanent anders eingespannt werden, erfolgte die Bewegung des Fräswerkzeugs doch immer in einer Richtung. Bei komplizierten Formen, etwa bei besonders kleinen Rundläufen, bedeutete das: Man kehrte zurück zum traditionellen Handwerk und agierte mit Hobeleisen und Schleifwerkzeug. Man kann sich gut vorstellen, wie aufwendig es war, einen Stuhl zu fertigen, dessen Teile verschiedene Rundungen, Torsionen und Verformungen aufweisen.

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Nahtlose Übergänge: Mit der CNC-Fräse können die weichen Rundungen von „Osso“ realisiert werden. Foto © Mattiazzi
Schnell und effizient

CNC-Fräsen sind einfach schneller, effizienter und genauer in der Ausführung, weil sie auf Basis eines digitalen Codes arbeiten. Ein CNC-Programm kodiert zunächst aus einer CAD-Zeichnung des Werksstücks sämtliche Maße und errechnet daraus die anfallenden Arbeitsschritte für die Fräse. Auch die Wahl des Werkzeuges und dessen exakte Positionierung über dem Materialblock erfolgt automatisch. Zudem können Werkzeuge während des Fräsvorgangs über ein Wechselsystem automatisch ausgetauscht werden. Derjenige, der die Maschine bedient, muss lediglich das Werksstück aufspannen und die Bezugspunkte für die Bearbeitung festlegen. Berechnungsfehler und kraftraubendes Kurbeln fallen weg. CNC-Fräsen können über bis zu fünfzehn Achsen verfügen, was die Fertigung dreidimensionaler Formen in nur einem Arbeitsgang ermöglicht. Einen kleinen Nachteil gibt es trotzdem. Hat das Programm einen Fehler, ist das Werksstück ist nicht mehr zu gebrauchen und es wird Material verschwendet. Denn die Maschine läuft zu schnell, um sie noch rechtzeitig anhalten zu können. Eine ganz perfekte Zaubermaschine ist auch eine CNC-Fräse noch nicht.

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Die Garderobe „Saturn” von Edward Barber und Jay Osgerby wirkt durch ihre geschwungenen und filigranen Bögen besonders leicht. Foto © ClassiCon
Am Ende zählt der Entwurf

Die CNC-Fräse ist ein digitales Präzisionswerkzeug, das auch Werksstücke massentauglich herzustellen erlaubt, die komplexe Formen aufweisen. Die schnelle und effiziente Umsetzung eröffnet eine große Bandbreite an Variationsmöglichkeiten, da sich das auf Daten basierende Modell, das die Ausgangsbasis für den Fräsvorgang darstellt, jederzeit im virtuellen Raum modifizieren lässt. Finn Juhls Schmuckstück von einst verliert durch die Serienproduktion zwar seinen Prestigewert als rares, in geringer Stückzahl hergestelltes Möbelstück – wertvoll aber bleibt der Entwurf. Gutes Design bleibt eben gutes Design.
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Als Finn Juhl seinen Stuhl entwarf, wurden die organisch geschwungenen Teile noch von Hand gefertigt. Foto © onecollection
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Die CNC-Fräse kann sie automatisch wechseln: Fräsköpfe mit unterschiedlichen Profilen. Foto © Gerhardt Kellermann
News & Stories › 2014 › November
Der digitale Bildhauer
von Sara Bertsche | 17. November 2014

Vieles, was früher in aufwendiger Handarbeit gefertigt werden musste, erledigen heute CNC-Fräsen. Mit ihrer Hilfe lassen sich nicht nur komplexe neue Formen schnell und auf den Millimeter genau herstellen, auch so mancher Designklassiker profitiert von der digitalen Fertigungstechnik.

Man kennt das: Organisch geschwungene Linien und eine weiche Silhouette sind wunderbar anzuschauen, aber schwer herzustellen. Nehmen wir einen Klassiker, Finn Juhls Stuhl Nummer 45. Entworfen hat ihn der legendäre dänische Designer im Jahr 1945. In Serie gegangen ist er vor kurzem bei onecollection. Der Stuhl beeindruckt durch seine filigrane Linienführung und die Tatsache, dass Sitzfläche und Rückenlehne vom Rahmen getrennt sind. Was zur Folge hatte: Die Fertigung war mit hohem Aufwand verbunden, weshalb der Stuhl – eine bewusste Entscheidung des Designers – lange einem kleinen, erlesenen Kreis wohlhabender Design-Liebhaber vorbehalten blieb. Dass er nun neu aufgelegt und in größeren Stückzahlen gefertigt werden kann, verdankt sich dem Einsatz von CNC-Fräsen.

Fließende, dreidimensional verformte Möbel findet man auch bei dem italienischen Hersteller Mattiazzi. Auch in Udine zaubert man mithilfe von CNC-Maschinen besondere Möbel, etwa den von Ronan und Erwan Bouroullec gestalteten Hocker „Osso“, dessen Beine gleichsam nahtlos in die dreidimensional ausgeformte Sitzfläche übergehen.

Auch Hersteller wie ClassiCon, Ceccotti Collezioni oder Emmemobili nutzen digital gesteuerte Fräsmaschinen, um asymmetrische Formen und millimeterdünne Kanten exakt herstellen zu können.

Digitales Präzisionswerkzeug

Schnell, effizient und auf den Millimeter genau – die Digitalisierung von Fertigungsprozessen hat eine grundlegende Veränderung in der industriellen Fertigung bewirkt. Die Möbelindustrie bedient sich digital gesteuerter Werkzeuge, um Materialien wie Holz, Metall und Kunststoff auf Basis eines Datenmodells in Form zu bringen. Das Fräsen per Computerized Numerical Control, kurz CNC, gehört zu den subtraktiven Fertigungsverfahren, bei denen von einem Materialblock so viel abgetragen wird, bis die gewünschte Form übrig bleibt. Was ein Bildhauer oder ein geschickter Schreiner intuitiv erledigt haben, das schaffen heutzutage Maschinen in einem Arbeitsgang: Möbel wie „aus einem Guss“ fertigen.

Wie das Beispiel von Finn Juhls Stuhl Nummer 45 zeigt, muss der Entwurf nicht unbedingt neu sein, um von dem Einsatz digital gesteuerter Maschinen zu profitieren. War die Herstellung solcher Möbel bisher äußerst aufwendig und erforderte eine Vielzahl von Arbeitsschritten, die manuell ausgeführt werden mussten, so lässt sich der Produktionsprozess nun erheblich verkürzen und ökonomisch optimieren.

Komplizierte, manuelle Bedienung

Bei den Vorgänger-Modellen, den NC-Fräsen, die erstmals in den 1960er Jahren in Europa eingesetzt wurden, musste derjenige, der die Maschine bediente, ein hohes Maß an Konzentration an den Tag legen, musste doch vieles per Hand eingestellt werden. Zunächst musste er anhand von Zeichnungen und Stücklisten Berechnungen anstellen, um die gewünschte Position der Werkzeuge zu ermitteln. Anschließend galt es, den schweren Werkzeugschlitten mittels Handrädern entsprechend auszurichten. Auch die Endkontrolle gehörte zu den Aufgaben. Mit einem Messgerät mussten Längen, Breiten, Höhen und Winkel auf den Millimeter genau überprüft werden. War die Bearbeitung – etwa durch einen Berechnungsfehler – zu ungenau ausgefallen, musste das Werksstück nachbearbeitet werden. Zudem musste der Materialblock permanent anders eingespannt werden, erfolgte die Bewegung des Fräswerkzeugs doch immer in einer Richtung. Bei komplizierten Formen, etwa bei besonders kleinen Rundläufen, bedeutete das: Man kehrte zurück zum traditionellen Handwerk und agierte mit Hobeleisen und Schleifwerkzeug. Man kann sich gut vorstellen, wie aufwendig es war, einen Stuhl zu fertigen, dessen Teile verschiedene Rundungen, Torsionen und Verformungen aufweisen.

Schnell und effizient

CNC-Fräsen sind einfach schneller, effizienter und genauer in der Ausführung, weil sie auf Basis eines digitalen Codes arbeiten. Ein CNC-Programm kodiert zunächst aus einer CAD-Zeichnung des Werksstücks sämtliche Maße und errechnet daraus die anfallenden Arbeitsschritte für die Fräse. Auch die Wahl des Werkzeuges und dessen exakte Positionierung über dem Materialblock erfolgt automatisch. Zudem können Werkzeuge während des Fräsvorgangs über ein Wechselsystem automatisch ausgetauscht werden. Derjenige, der die Maschine bedient, muss lediglich das Werksstück aufspannen und die Bezugspunkte für die Bearbeitung festlegen. Berechnungsfehler und kraftraubendes Kurbeln fallen weg. CNC-Fräsen können über bis zu fünfzehn Achsen verfügen, was die Fertigung dreidimensionaler Formen in nur einem Arbeitsgang ermöglicht. Einen kleinen Nachteil gibt es trotzdem. Hat das Programm einen Fehler, ist das Werksstück ist nicht mehr zu gebrauchen und es wird Material verschwendet. Denn die Maschine läuft zu schnell, um sie noch rechtzeitig anhalten zu können. Eine ganz perfekte Zaubermaschine ist auch eine CNC-Fräse noch nicht.

Am Ende zählt der Entwurf

Die CNC-Fräse ist ein digitales Präzisionswerkzeug, das auch Werksstücke massentauglich herzustellen erlaubt, die komplexe Formen aufweisen. Die schnelle und effiziente Umsetzung eröffnet eine große Bandbreite an Variationsmöglichkeiten, da sich das auf Daten basierende Modell, das die Ausgangsbasis für den Fräsvorgang darstellt, jederzeit im virtuellen Raum modifizieren lässt. Finn Juhls Schmuckstück von einst verliert durch die Serienproduktion zwar seinen Prestigewert als rares, in geringer Stückzahl hergestelltes Möbelstück – wertvoll aber bleibt der Entwurf. Gutes Design bleibt eben gutes Design.