voraussetzungen für modulbau

nach dem schrittweisen erarbeiten von zusammenhängen, funktionsweisen und erscheinungsbildern, galt es nun einige rahmenbedingungen für das angestrebte ziel des sensorischen objektes festzulegen. das hauptaugenmerk liegt darum nun auf der entwicklung eines wandmoduls mit einer feldfläche von 50x50cm. je nach zusammenstellung der extender-typen und der daraus resultierenden stärke der ausdehnung, könnten module mit 3x3, 5x5 oder 7x7 komponenten entstehen. als auslöser der expansion sollen temperatur, luftdruck oder wind- bzw. mechanischer druck genutzt werden. ausserdem sind verschiedene farbkombinationen möglich. am ende werden mehrere module entstehen, die in diesen drei punkten variieren und sich in verschiedenen kombinationen zusammenfügen lassen.

modulvarianten | grafik: leokimbus

foto: leokimbus

während der vorbereitungen zum bau eines ersten prototyp-moduls traten allerdings mehrere probleme auf. das material für die modulbox benötigt bei der angestrebten grösse und nutzung eine gewisse steifigkeit, gleichzeitig sollte es sauber gefügt werden können. dabei stösst das bisher verwendete plexiglas an seine grenzen. der lösungsansatz beruht auf glasfaserverstärktem kunststoff [gfk]. dieser ist weniger transparent, dafür aber wesentlich stabiler. ein weiteres problem stellen die 'standard-extender', welche aus 0,18l-bechern gebaut werden, dar. durch ihre geringere höhe ist es möglich die modultiefe zu verringern, gleichzeitig tritt aber des öfteren fehlverhalten bei der expansion auf. dabei wölben sich einige stege nach innen anstatt nach aussen, was ein ungleichmässiges bild erzeugt. bei den 0,2l-extendern tritt dieses fehlverhalten nur verschwindend gering auf, vermutlich liegt das an der anderen formgrösse bzw. der lage der seitenrillen. die kombination mit 'offenen extendern' steigert das problem sogar noch, da die ausdehnung des 'standard-extender', folglich auch die spannung der stege, benötigt wird um den 'offenen extender' zu expandieren. eine mögliche lösung ist, wieder die 0,2l-extender zu nutzen. dies bedeutet aber auch wieder mehr modultiefe und weniger flexibilität in der farbwahl, denn die 0,2l-becher sind nur in weiss und transparent erhältlich. die beschaffung von farbigen bechern aus polypropylen ist eine weitere schwierigkeit. es gibt nicht einmal eine handvoll hersteller, welche die benötigten farben in dieser materialität anbieten und die meisten sind auf grosshandel ausgerichtet. dennoch wird sich auch dafür eine lösung finden.

modul-komponente | grafik: leokimbus

modul-komponente | grafik: leokimbus

additive kombination

durch kombinieren der einzelnen extender-typen können sich deren stärken gegenseitig ergänzen. das verbinden ist ganz simpel über zusammenstecken realisierbar und es kann ohne grösseren aufwand ein extender-typ aus der komponente entfernt oder zugefügt werden. bei expansion des moduls wird, je nach bereich, unterschiedliche dichte erzielt. gleichzeitig entsteht eine sehr ästhetische grafische wirkung, die durch ein entsprechendes licht- und schattenspiel noch zusätzlich an atmosphäre gewinnen könnte.

die problematischen klebestellen zur befestigung der extender wurden zudem in diesem modell durch stabilere verschraubungen ersetzt.

narzissen | original: sonja pieper | quelle: www.flickr.com | alle rechte vorbehalten

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einblicke ...

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extender-typen

aus der vorangegangenen extender-modifikation haben sich nun drei grundtypen der extender ergeben. alle drei erzeugen bei expansion unterschiedliche erscheinungsformen. der 'standard-extender' schafft eine mittlere ausdehnung und ist vielseitig einsetzbar, in den vorherigen posts wurde dieser mehrfach näher beleuchtet. der zweite typ ist der 'offene extender', welcher an eine sich öffnende blüte erinnert. dieser kann eine starke, weniger verdichtete ausdehnung erzeugen. dafür wird in einem extender-modul auch mehr platz benötigt, da die abstände grösser sein müssen, um eine gegenseitige behinderung der 'offenen extender' zu vermeiden. bei dem dritten typ handelt es sich um den 'negativ-extender'. dieser ist als einziger in der lage, eine negative ausdehnung und damit eine innere verdichtung zu erzeugen. dadurch kann dieser extender-typ sehr eng aneinander gestellt werden. sein funktionsprinzip gleicht dem einer blende und ähnelt in der aufsicht an die regenbogenhaut des auges. da er sich nur nach innen ausdehnen kann, kommt es aber auch zu keiner überlagerung mit umliegenden extendern.

vor allem aber, lassen sich die drei typen miteinander kombinieren, die entstandenen komponenten eröffnen wiederum neue möglichkeiten.

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african daisy | original: sarah jones | quelle: www.flickr.com | alle rechte vorbehalten

regenbogenhaut auge | original: scott robinson | quelle: www.flickr.com | alle rechte vorbehalten

quergedacht ...

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gewichtsverteilung

mit einem weiteren extender-modul, bestehend aus kleineren und dickwandigeren extendern sollte ein modell geschaffen werden, welches erst ab einer bestimmten druckbelastung, beispielsweise durch das gewicht eines menschen, eine ausdehnung der extender zulässt. dafür war es wichtig auch punktuelle gewichtseinwirkungen möglichst gleichmässig zu verteilen. je mehr extender den druck gleichzeitig aufnehmen, desto geringer fällt die expansion jedes einzelnen aus.

das neue modell reagierte durch diese methode tatsächlich erst als es mit dem gewicht einer person belastet wurde und passte sich der fussform weitgehend an. beim stehen hat man ein etwas schwammiges gefühl und muss sich auch etwas auf balance konzentrieren. daher ist hier unter umständen eine orthopädische nutzung, die hilft das balancegefühl zu verbessern, denkbar.

ein problem was deutlich wurde ist die befestigung der extender, durch die geringe auflagefläche und teilweise durch die chemischen eigenschaften des polypropylen, ist die verklebung derzeit noch ein grosser schwachpunkt.

foto: leokimbus

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quergedacht ...

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extender-modifikation

nachdem die einfache ausdehnung und farbigkeit der becher-extender weitgehend untersucht wurde, waren die nächsten massnahmen auch hier verschiedene modifikationen vorzunehmen, um neue effekte zu erzielen oder weiterzuentwickeln.

bei unterschiedlicher färbung von innen- und aussenseiten der extender wird die innere farbe erst bei expansion sichtbar. je nach stärke der expansion, kann es so zu unterschiedlich ausgeprägten farbüberlagerungen kommen. leider lassen sich die polypropylen-becher nur sehr schlecht durch auftragen oder besprühen einfärben, da das material sehr resistent gegen chemische einflüsse ist. das ständige ausdehnen und wieder zusammenziehen erschwert ein haften der farbe zusätzlich.

durch das entfernen des becherbodens, lässt sich eine freiere als auch stärkere ausdehnung erzeugen, es wird aber ein zusätzliches führungselement benötigt, um den prozess zu steuern.

auch eine negative expansion lässt sich mit hilfe eines um den extender gelegten druckrings realisieren. damit wird nun auch eine verdichtung im inneren der extender möglich.

foto: leokimbus

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quergedacht ...

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unterdruck-modul

thermodynamik, flüssigkeits- und gasdruck können genutzt werden um energie und bewegung zu erzeugen, wie sie für das sensorische objekt benötigt werden. besonders interessant ist die wärmeausdehnung vieler stoffe, vor allem gase. es ist allgemein bekannt, dass sich die meisten stoffe bei erhitzung ausdehnen und bei abkühlung wieder zusammenziehen. mit pneumatischen stäben, wie sie zur lüftung von gewächshäusern eingesetzt werden, dem 'stirlingmotor' oder schlicht einem kissen gefüllt mit einem fluid, lassen sich die bei einer wärmeausdehnung entstehenden kräfte in bewegung übertragen.

in diese thematik spielt auch der luft- bzw. gasdruck hinein. vermutlich jeder hat schon einmal beobachtet, wie sich eine geschlossene, luftgefüllte kunststoffflasche zusammengezogen hat, wenn sie plötzlich abgekühlt wurde. durch das abkühlen zieht sich die luft in der flasche zusammen, das gasvolumen nimmt ab, der druck in der flasche fällt. da von aussen keine neue luft nachströmen kann, herrscht in der flasche ein unterdruck und sie wird durch den höheren aussendruck zusammengepresst. dieser vorgang funktioniert natürlich auch umgekehrt.

in der natur unterliegen wir ständigen druckschwankungen, hoch- und tiefdruckgebiete beeinflussen z.b. das wetter. die überlegung war nun, sich solche druckveränderung für das projekt zu nutze zu machen.

nach ersten ideenskizzen gibt es nun auch ein arbeitsmodell eines unterdruck-moduls. genau wie bei dem beispiel mit der kunststoffflasche, wird ein unterdruck in einer geschlossenen kammer erzeugt, durch den nun höheren aussendruck werden die extender mit hilfe einer beweglichen platte zusammengedrückt. dies ist ein weiterer schritt auf der suche nach einem geeigneten mechanismus zur ausdehnung der extender.

foto: leokimbus

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quergedacht ...

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becherwelten

becher in verschiedenen formen, farben und grössen dienen als forschungsobjekte, um wechselwirkungen der farben und des ausdehnungsverhaltens weiter zu untersuchen.  durch die konische form erfolgt die stärkste expansion in der unteren hälfte der becher-extender. wahrscheinlich nehmen aber auch die jeweiligen 'stabilisationsrillen' einfluss darauf. diese sollten allerdings stets waagerecht sein, bei senkrechten rillen kommt es, wie zu erwarten, zu einer starken erhöhung der benötigten druckkraft und die expansion erfolgt schlagartig. die wandstärke nimmt selbstverständlich ebenfalls einfluss. dünnere becherwände lassen sich leichter eindrücken und ermöglichen geschmeidigeres expandieren. ausserdem ist auch das material von grosser bedeutung, es sollte sich um polypropylen [pp] handeln und nicht um polystyrol [ps]. dieses ist im vergleich spröder und es erzeugt ein deutlich wahrnehmbares, knisterndes geräusch beim eindrücken. die ausdehnung ist zudem weniger stabil und lässt sich schlechter steuern als bei den extendern aus polypropylen.

foto: leokimbus