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Beschreibung

Welche Prozesse und Lösungen sind notwendig, um einen Maker Space zu einem dezentralen Fertigungsort im Sinne einer Microfactory zu machen?

Die Community und das Team des Coworking und Maker Space „Hafven“ in Hannover erforscht in Mini-Hackathons und Workshops, welche Prozesse und Lösungen notwendig sind, um einen Maker Space zu einem dezentralen Fertigungsort im Sinne einer Microfactory zu machen.

Durch Maker Spaces werden Technologien wie 3D Druck, CNC-Fräsen und Laser Cutter immer zugänglicher und bieten die Möglichkeit effizient, individuell und in hoher Qualität Produkte dezentral und in unmittelbarer Nähe zum Endkunden herzustellen. Das ist nicht nur umweltschonend, sondern ermöglicht auch die innovative Arbeitsweise der Kultur – und Kreativwirtschaft auf die Fertigungsverfahren auszuweiten, in der Prozessentwicklung von Design über Prototypen bis hin zu dezentraler Produktion.

Die Smart Cities von morgen sind digital vernetzt und somit dezentral strukturiert. Die Fertigung von Produkten wird in Mikrofabriken durch offene Co-Creation Communities entlang von additiver und digitaler Fertigung organisiert. Soweit die Vision.

Wie gestaltet man Produkte für diese additiven Fertigungsverfahren oder digitale Verfahren wie CNC und Laser Cutter? Welche Tools und Prozesse benötigt man, um Produktion durch eine Community durchführen zu lassen? Welche Services, Tools und Prozesse benötigt man, um dezentral produzierte Waren zu distribuieren?

Wir stellen die Fertigung von heute in Frage und erforschen, wie der Maker Space von morgen aussieht. Wie können nicht nur Produkte entwickelt werden, sondern auch effizient produziert und verkauft werden? Welche Prozesse und Lösungen sind nötig, um Produktion in einen Maker Space weiterzuentwickeln?

Ort: Hafven Hannover 

#microfactory

Team

Hendrik Schwedt

Hafven Academy, Projektleitung | M.A. Management & Leadership, Dipl. SoWi

Pauline Raczkowski

Hafven Kommunikation | MA Kultur- und Medienwissenschaftlerin

Christoph Zimmermann

Hafven Gründer | Hafven Maker Space - Werkstattleitung, Dipl. Des. Kommunikationsdesign

Henrik Holkenbrink

Hafven Community Member | Industrie- und Produkt-Designer, Advanced Product Design, www.henrikholkenbrink.de

Caecilie von Teichman

Hafven Community Member | Dipl.-Ing. Biomechatronik, Expertin für Additive Manufacturing | dreiConsulting, www.dreiconsulting.com

Benjamin Henkel

Hafven Community Member | Staat. geprüfter Techniker, Experte für Additive Manufacturing | dreiConsulting, www.dreiconsulting.com

Das Microfactory Lab sortiert...

Das Microfactory Lab sortiert...

... denn langsam rücken die Präsentationen unserer Lab Ergebnisse immer näher, so dass der Workshop unter dem Motto "Zusammenfassung" stand. Wir haben uns unseren zurückgelegten Weg angeschaut und mögliche Konzepte der Organisation von dezentraler Produktion durchdacht.

Wo wir herkommen? Unser Ziel war und ist tradierte Produktionsverfahren aufzubrechen und dafür Alternativen zu denken. Während unserer Auseinandersetzung mit dem Thema haben sich immer wieder neue Fragen zu Bergen aufgetürmt, hat eine Antwort zur nächsten Frage geführt und unseren Weg in Richtung Zukunft der Microfactories sehr spannend gehalten.

Eine Frage hat sich dabei aber immer stärker herauskristallisiert und ist geblieben:

Welche Möglichkeiten gibt es attraktive Produkte lokal und dezentral zu produzieren - ohne riesige Fabriken und lange Lieferketten? Und wie bindet man bestehende Strukturen vor Ort mit ein?

Unsere Schaubilder für die kommenden Konferenzen sind also mit Blick auf die Gegenwart und als Ausblick auf die Zukunft von Microfactories enstanden und zeigen die möglichen Schritte in ihrer Entwicklung auf, vor allem was die Organisation der Produktion betrifft.

Heute gibt es "Open Source-Portale", die als Onlineanbieter offene Dateien zum Download bereitstellen. Deren Verfügbarkeit ist immer von spezifischen Lizenzen abhängig. In der Regel sind sie von Designern digital erstellt und können mit einem 3D Drucker ausgedruckt werden. Dabei treten leider häufig Probleme auf: manchmal sind Dateien nicht druckbar, ein anderes Mal ist die Oberflächenqualität der fertigen Produkte schlecht, eine Individualisierung kaum möglich und die Geschäftsmodelle für alle Beteiligten unattraktiv.

Den nächste Schritt diese Abläufe zu verändern, sehen wir in „Produkten mit dezentralem Design“. In diesem Konzept stellen ausgewählte Designer einer Community auf Druckbarkeit getestete Dateien zur Verfügung. Kund*innen kaufen in einem E-Shop ein Makerspace-Ticket für das Gesamtpaket, welches aus Materialien, Maschinenstunden sowie der Lizenz für den Entwurf besteht und bauen ihre eigenen Produkte. Hier ist der Erfolg der Umsetzung sichergestellt und die Produktqualität vorab überprüft. Durch eine geringe Einstiegshürde, kann eine breite Zielgruppe angesprochen werden und nach Bedarf und Können lassen sich sogar Individualisierungen vornehmen. Damit kann dieses Konzept ein neues und attraktives Geschäftsmodell für Makerspaces und Designer darstellen.

Gehen wir einen Schritt weiter in Richtung Zukunft von morgen, dann sind es „Produkte mit dezentralem Design und dezentraler Produktion“ die über einen E-Shop angeboten werden können. Hier sind sowohl die Konsument*innen als dezentrale Community gedacht, sowie die Makerspaces dezentral verortet. Die Entwürfe werden durch ihre Anbieter auf Qualität und Druckbarkeit überprüft und Kund*innen müssen, nach Erwerb eines Entwurfs, nur noch einen Makerspace in ihrer Nähe auswählen. Dieser organisiert die Herstellung des erworbenen Designs und wickelt den Auftrag ab.

Und übermorgen? Da könnte eine „Dachgesellschaft für dezentrale Produktion“ die rechtliche Abwicklung von Aufträgen übernehmen, Designvorlagen über einen E-Shop bereitstellen und die Produktherstellung über ein dezentrales Netzwerk aus eigenständigen Makerspaces koordinieren. Ebenso wie den Vertrieb, das Marketing und den Service übernehmen. In diesem Konzept lassen sich verschiedene, von uns diskutierte Schwierigkeiten lösen. Denn die Koordination durch die Dachgesellschaft ermöglicht eine On-Demand-Produktion mit wenig Lagerzeiten, die Übernahme von Gewährleistungen und Garantien, eine Bereitstellung von EAN-Nummer für den Retail, die Qualitätssicherung in den Herstellungstätten und ein Aftersales Managment. Es besteht ein sehr viel höherer Schutz vor Plagiaten, bzw. können diese durch Blockchain-DRM für Designs vermieden werden und schließlich ermöglicht das Konzept Kund*innen Designs zu customizen sowie individuelle Produkte zu erwerben.

Was die Zukunft noch so bringt? Davon haben wir bereits in unserem Beitrag "Der Automat, der alles kann" geträumt!

Wir starten die ersten 3D Druckversuche

Wir starten die ersten 3D Druckversuche

Um den ersten Schritt zu einer Vision on demand und lokal produzierten Produkten zu machen haben wir die ersten Prototypen mit dem FDM-Verfahren 3D-gedruckt

Wir haben uns für den 3D-Druck eines selbst bewässerndem Blumentopfes entschieden. Warum der überhypte, langsame 3D-Druck?

Im Kern steht der Gedanke, mit möglichst wenig Vorkenntnissen, möglichst wenig händischer Arbeit ein veränderbares Produkt ohne eine hochspezialisierte Produktionsstraße herstellen zu können.

Da die neusten FDM-3D-Drucker schon für 1000€ voller Sensorik stecken, um ausfallsicher und nutzerfreundlich zu sein, kann man mit der fertigen Druckdatei und Vorwissen über die Bedienung eines Feature-Phones den Druck an der Maschine starten und stellt sein selbstwässernden Blumentopf her. Zudem findet man in den meisten Makerspaces einen FDM-3D-Drucker.

Die Dateien sollen dabei in 3 Stufen verfügbar sein:

  1. Open Source Konstruktionsdatei

Die Konstruktionsdatei ist vergleichbar mit einer Word-Datei bei der Textverarbeitung. Mit dieser Datei können ambitionierte Maker weiterarbeiten, ihre Ideen und Optimierungen einfließen lassen und dann wiederum der Community zur Verfügung stellen. Da man für den 3D-Druck keine speziellen Leeren oder Werkzeuge braucht, können Änderungen vergleichsweise schnell überprüft werden.

2. STL-Datei

eine STL-Datei ist vergleichbar mit einer PDF-Datei. Man kann nichts mehr einfach ändern, aber alle druckbaren Informationen sind enthalten.

3. geslicter GCODE

Mit einem Slicer übersetzt man die STL-Datei in Maschienbefehle für den spezifischen Drucker und das eingelege Material. Der Slicer ist vergleichbar mit dem Druckertreiber. Statt jedoch die Datei direkt zum zu 3D-Drucker zu schicken, speichert man diese auf einer SD-Karte und startet den Druck an dem 3D-Drucker von dieser.

Mit dem geslicten GCODE kann man die Herstellung direkt starten.

Um ein ansprechendes Erlebnis zu gewährleisten und ein interessantes, nützliches Produkt zu erzeugen, war das Ziel bei der ersten Variante des selbstwässerenden Blumentopf, Kräuter aus dem Supermarkt umpflanzen zu können und weniger als 2 Stunden für die maschinelle Herstellung zu benötigen. Die Konsequenzen haben dazu geführt, dass der Blumentopf zu instabil war und die zwei Teile sich gegenseitig verformt haben.

Daher haben wir einen Prototypen erstellt, der in einem Teil gedruckt wird, indem der Wasserspeicher zwischen der Aussteifung und dem Volumen für die Wurzeln integriert wurde.

Auf Grund einiger, notwendiger Workaround wurde das Ergebnis nicht sicher wasserdicht und eine geplante Weiterbearbeitung stark erschwert. Daher sind wir zurück zur konventionellen, langsameren Druckweise gegangen und machen dafür neue Entwürfe.

Aktueller Bericht aus dem Lab: zwischen Gedankenspiel und Umsetzung

Aktueller Bericht aus dem Lab: zwischen Gedankenspiel und Umsetzung

Unser letzter LogbuchEintrag hörte mit der Losung „Machen!“ auf, „genug der Gedankenspiele“. Leichter gesagt, als getan…

Denn, wir haben eine weitere halbtägige „Gedanken“-Session im Idea Space des Hafven verbracht.

Im Modus der Co-Creation arbeiten wir uns weiterhin an unserem Tabellen-Dokument „Konzeptionsgegenüberstellung Microfactory“ ab und die Ansatzpunkte werden mehr und mehr. Spannende Ideen und Ansätze fliessen ein und im Austausch wandern wir weiterhin im Spannungsfeld zwischen Maker Space und Smart Factory, zwischen Microfactory und Industrie 4.0. 

Mittlerweile haben wir verschiedene Produktionsszenarien für Maker Spaces hin zur Microfactory entworfen und in ihrer Durchführung auf dem Papier (bzw. natürlich im Rechner) durchgespielt. Wichtig ist uns dabei auch die Darstellung von zeitlichen Kategorien und entsprechenden technologischen Entwicklungen im Bereich der Maker Spaces entlang von „heute“, „morgen“, sowie 3 Jahre, 10 Jahre und 30 Jahre.

Nun sind wir am entscheidenen Punkt angekommen, an dem es in die Umsetzung gehen muss.
Beim nächsten Workshop werden wir also im „heute“ und eventuell sogar schon „morgen“ anfangen. Erste Produktideen sind gesammelt, die wir fertigen und im Prozessablauf durchspielen und dadurch abbilden wollen. Auch wenn eine der Produktideen -schlicht als „Windturbine“ betitelt- vielleicht etwas überambitioniert ist :)"

Der Automat, der alles kann!

Der Automat, der alles kann!

Du bist unterwegs und hast etwas vergessen? Oder benötigst ein individualisiertes Produkt? Und das Ganze am besten mobil und schnell zugänglich? Kein Problem! Logg dich einfach in deine Microfactory ein ...

Du setzt dich in den ICE von Berlin nach Hannover, hast glücklicherweise den Platz im Vierer bekommen. Weil du noch den wichtigen Feinschliff an deiner Präsentation machen willst, kannst du den Tisch gut gebrauchen. Noch bevor der Wagen los rollt, holst du den Laptop raus, greifst nach dem Ladegerät, ins Leere. Mal wieder blieb die Lebensader des Laptops zu Hause und wartet verlassen auf seinen Einsatz. Was machst du jetzt? Was hat Priorität? Die letzten Unstimmigkeiten glatt bügeln oder soll dich der Akku sicher durch die Präsentation tragen? Beides!

Bevor du dich der Präsentation zu wendest, loggst du dich auf deinem Microfactory-Account ein und öffnest die letzte Bestellung deines Ladegeräts, änderst die Aufschrift zu “TASCHE”, damit die Öse in der Tasche endlich einen Nutzen bekommt, fügst noch kurzerhand die Karabinerintegration aus einem verwandten Entwurf hinzu und schon geht die Bestellung raus. Am Hauptbahnhof angekommen, geht es kurz zum Microfactory-Automaten, du hältst dein Handy davor und schon öffnet sich eine Schublade mit deinem einzigartigen, frisch gefertigten Ladegerät.  

So oder so ähnlich zeichnen einige Visionen die Zukunft in 30 bis 50 Jahren. Mal wird, ähnlich zu unserem Beispiel, ein Wendt-Container, der durch unzählige, vollautomatisierte Verfahren jedes Produkt herstellen kann, genannt. Mal werden Programmable Matter, also freiprogrammierbare Nanobots, die jegliche Eigenschaften und Formen annehmen können, als die ultimative Zukunft der Herstellungsprozesse beschrieben.

Die Vorstellung mit der Kraft des Geistes optimal angepasste, nachhaltige Produkte sofort griffbereit zu haben, ist faszinierend. Leider stehen uns solche Möglichkeiten noch nicht zur Verfügung.

Unsere Frage :”Wie können wir heute schon die ersten Schritt in diese Richtung machen?” ist nur der Schlüssel zu einem Fass ohne Boden: Welche Möglichkeiten sind zugänglich? Welche Richtlinien müssen erfüllt werden? Wie überwinden wir Nachteile aus den lokalen Herstellungsverfahren? Welche Produkte eignen sich? Wer ist die Zielgruppe? Wie geht man mit Handarbeit um? Wie schützt man sich vor identischen Plagiaten? Wie kann man eine Einstiegshürde vermeiden? Was kann man dem Kunden zumuten? Wie wird das Produkt zu einem Erlebnis? Welche Märkte eröffnen sich, wenn solche Methoden als Infrastruktur institutionalisiert werden?

Um die zahlreichen Möglichkeiten und Bedingungen besser greifen zu können, erarbeiten wir verschiedene Konzepte, um einen sinnvollen Weg aufzeichnen zu können, der Produktherstellung vor Ort, on demand und nach den eigenen Vorstellungen zulässt.

Im ersten Versuch werden wir den Makerspace nutzen, um einen Bausatz herzustellen, der kaum Einflussnahme verlangt und DIY- und Maker-Interessierten die Möglichkeit gibt, ohne Vorwissen das erste Produkt aus einer Reihe von Optionen zu erzeugen. Erfahrene Maker können die Rohdaten aufgreifen und nach eigenen Wünschen ändern.

Der folgende Schritt sähe ein Onlineportal vor, dass solche Bausätze kategorisiert. Die notwendigen Kategorien sortieren sich nach Notwendigkeiten an die Maschinen bzw. an den Makerspace, nach Aufwand für den Maker, nach den notwendigen Fähigkeiten des Makers, Komplexität des Ablaufs, Kosten, Bewertung anderer Maker und der Möglichkeit der Umsetzung durch einen professionellen Maker. Das Portal soll zusätzlich das Sammeln und Lizenzieren von externen Entwürfen ermöglichen, die Rückkopplung für Verbesserungsvorschläge vereinfachen und vor allem die Verknüpfung mit weiteren Makerspaces, die die Entwürfe auf Basis ihrer Strukturen anbieten können und über das Portal gefunden werden können, ermöglichen. Um auch komplette und komplexe Produkte anzubieten, wäre letztlich die Gründung einer Dachgesellschaft, die die umfangreichen Funktionen eines Herstellers übernimmt, notwendig.

Um im finalen Schritt zu einer lokalen, dezentralen, skalierbaren, on demand Produktion auch für die Supply Chain von Herstellern interessant zu werden, müssen hohe Qualitätsstandards über die verschiedenen Werkstätten inklusive Spezialverfahren gewährleistet werden können und die Herstellungsabläufe hochdynamisch, individuell und standardisiert abgewickelt werden können.

So weit die Gedankenspiele, nächster Schritt: machen!

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