Tiefziehtisch

Hintergrund

Der Begriff c-base bezeichnet sowohl den Verein c-base e. V. in Berlin, die von diesem unterhaltenen Vereinsräume als auch eine laut dessen Gründungsmythos unter Berlin-Mitte liegende abgestürzte Raumstation gleichen Namens. Ein wichtiger Bestandteil des Vereinslebens ist sein Gründungsmythos. Hiernach lägen unter dem Stadtzentrum von Berlin die Trümmer einer vor Milliarden von Jahren abgestürzten Raumstation, deren Antenne in Gestalt des Berliner Fernsehturms aus dem Boden rage.

Wichtige Teile des Vereinslebens bestehen aus der “Rekonstruktion”, also der Anfertigung von dekorativen Artefakten und Wandverkleidungen im Stil unserer Raumstation. Die bisherige Konstruktionsmethode war durch die Verwendung von Dachlatten, Spanplatten, Heisskleber und MDF-Platten dominiert. Der Tiefziehtisch schafft hier eine Vereinfachung und Beschleunigung, da ganze Wandpaneele mehrfach mit minimalem Aufwand reproduziert werden können, sobald die initiale Form konstruiert wurde.

Aufgabenstellung und Anforderungen

Zielsetzung des Projekts war die Schaffung einer Anlage zum Umformen von Thermoplasten mittels Hitze und Unterdruck. Heute in der Industrie verfügbare Anlagen benötigen allerdings normalerweise das 2-2,5fache an Stellfläche in Relation zur verarbeiteten Plattengröße. Die Kosten für eine solche Anlage liegt im Bereich oberhalb von 10.000€. Das übliche Handelsmaß für Kunststoffplatten sind 2x1m, um Verschnitt zu minimieren wurde die Plattengröße für die Anlage auf 1m x 1m festgesetzt. Die verfügbare Stellfläche betrug nur 1,4m², die Konstruktionsweise wie in der Industrie üblich, mit horizontal verschiebbarem Ofen und vertikal beweglicher Form fiel daher aufgrund des begrenzten Platzangebots aus. Die Relation für diese Anlage zwischen Stellfläche und Plattengröße durfte den Faktor 1,3 nicht übersteigen. Die verfügbaren Stromkapazitäten waren begrenzt auf 3x16A CEE. Daraus folgte, dass die Maschinenleistung 10,8kW nicht übersteigen dufte.

mechanische Konstruktion

Ein Klemmrahmen spannt die Platte eines Thermoplasts fest ein. Der Klemmrahmen ist so gelagert, dass er vertikal verschoben werden kann. In der oberen Position schliesst der Klemmrahmen mit den Hitzeschildern des Ofens ab, in der mittleren Position kann der Rahmen zum Be- und Entladen fixiert werden und in der unteren Position liegt der Klemmrahmen auf Höhe des Formbereichs.

Initial war angedacht, die Verschiebung des Klemmrahmens mit Lineargleitlagern durchzuführen. Hierfür erzeugte ich technische Zeichnungen und Berechnungen. Als ich dann aber feststellte, welche Größenordnung von Materialstärke, Biegelasten und Gewicht des Maschinenbetts ich dafür benötigen würde, musste ich diese Planung wieder verwerfen.

In der realisierten Variante wurde daher auf ein Maschinenbett verzichtet und das ganze Gerät wurde so flexibel konstruiert, dass es sich trotz des saisonalem Arbeiten des Holzes und trotz eines niemals perfekt geraden Untergrunds nichts verklemmt oder verziehen kann. Dies wurde bewerkstelligt indem die Führung des Klemmrahmens technisch von der Bewegung getrennt wurde. Die Bewegung wird mit Seilzügen aus Stahlseil bewerkstelligt, die Führung durch eine sogenannte vierfache Sarrus-Koppelung. Diese Koppelung hat den Vorteil, dass Sie auf mechanische Weise eine Translation auf eine Dimension beschränkt, ohne Verklemmen zu können.

Die gesamte Anlage wurde aus 18mm Fichtenbrettern als tragende Konstruktion erzeugt. Für die Ofenverkleidung wurde 22mm Tischlerplatte verwendet. Die Platte die den Formbereich bildet, ist 12mm Multiplex-Platte mit Siebdruck-Beschichtung.

Heizelemente

 

Initial war geplant die notwendige Heizleistung durch Wolfram-Drähte in freihängender Spulenform zu erzeugen. Auf Basis dieser Entscheidung wurde das Budget berechnet. Da aber die Crew der c-base mehrheitlich gegen diese Lösung war, musste eine andere Lösung her – die Wahl fiel auf 12 Stck. 600W Quarzglas-Heizröhren aus handelsüblichen Heizstrahlern. Diese wurden mit hitzefestem Silikonkabel verkabelt. Weiterhin wurde eine Unterkonstruktion aus Aluminium entworfen, die die Röhren möglichst optimal verteilt trägt und für eine gleichmäßige Ausleuchtung sorgt.

Vakuumsystem

Unten im Gerät befindet sich eine schwarze Platte, die eine Matrix aus 29 x 29 Löchern a 4mm hat. Diese Platte ist der Deckel einer ansonsten luftdichten Kiste, die im Boden einen Staubsaugerschlauch für einen Industriesauger eingebaut hat. An diesem Schlauch wird ein Industriestaubsauger der Marke “Kärcher” angeschlossen. Laut Datenblatt kann dieser die Kiste auf ca. 270 mBar evakuieren. Dies reicht aus um eine weiche Kunstst
offplatte eng an eine Form heran zu ziehen. Der Staubsauger hat seine eigene Steckdose am Gerät, um über die selbe Stromleitung vesorgt werden zu können und damit der Staubsauger im selben Schaltschrank geschaltet werden kann wie die Heizelemente.

Kosten

Die Gesamtkosten des Projekts betrugen 1050€. Initial waren 600€ projektiert, durch die späten Änderungen im Heizsystem entstand hier die Kostenzunahme. Die Kosten wurden ca. zur Hälfte durch die c-base
getragen. D
ie andere Hälfte der Kosten wurde von insgesamt 6 Membern (inklusive mir) der c-base übernommen.

Projekterfolg

Die Anlage ist funktionstüchtig und steht den Mitgliedern des c-base e.V. zur Verfügung.

Dieses Video ist ein kurzer Clip von der Herstellung von etwa 20 Deckenpanelen im Raumstations-design.