Holzkunst fräsen statt Fließbandarbeit

9. Jänner 2016, 16:00
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Roboter können auch als Hilfsmittel für die Kunstproduktion dienen – wie das geht, wird im Forschungsprojekt "Robotic Woodcraft" erprobt

Wien – Warum nicht eine Schnitzmaschine auf einen Industrieroboter draufspannen und ein Kunstwerk aus dem Holz schälen? Eine Frage, die für Reinhold Krobath, den Leiter der Abteilung Holztechnologie der Universität für angewandte Kunst in Wien keineswegs abwegig ist. Mit Kreissägen, Fräsen und Drechselwerkzeugen haben es er und seine Kollegen schon versucht – mit erstaunlichen Ergebnissen: Komplexe Formen kommen heraus, die man dem Werkstoff Holz gar nicht zugetraut hätte, mathematisch exakte Muster oder – warum nicht? – ein Porträt des Uni-Rektors Gerald Bast, eingefräst in eine Pressholzplatte (siehe Foto).

Aus den vielen absehbaren Anwendungsmöglichkeiten für Robotertechnik ist ihr Einsatz als Werkzeug für Künstler, Designer und Architekten vielleicht nicht die naheliegendste. Dass noch dazu der Traditionswerkstoff Holz für eine innovative Bearbeitung durch einen mechanischen Assistenten ausgewählt wird, mag noch mehr als Gegensatz erscheinen. Aber der Schein trügt.

Robotik Woodcraft heißt das vom Wissenschaftsfonds FWF unterstützte und von Georg Glaeser von der Abteilung für Geometrie an der Angewandten geführte Forschungsprojekt, in dem sich neben der Uni die Robotikorganisation Association for Robots in Architecture und das Wiener Designbüro Lucy.D zusammengefunden haben. "Das Ziel", sagt Holztechnologe Krobath, "ist, traditionelles Handwerk mit Robotertechnik zu verbinden und so neue Impulse zu setzen". Die dahinterstehende Frage: "Wie kann man diese neue Technologie für die Kreativindustrie aufbereiten?"

Holzkunst statt Fließband

Zu diesem Zweck wurde ein nagelneuer Industrieroboter des Herstellers Kuka angeschafft, ein sechsachsiges Gerät mit einer Traglast von 120 Kilo und einer Reichweite von 2,5 Metern. Eine tonnenschwere Maschine, die in ähnlicher Form anderenorts Automotoren zusammenschraubt oder Produkte auf Paletten stapelt.

Das Dasein des Industrieroboters an der Angewandten ist abwechslungsreicher als jenes in einer Produktionshalle. Nicht als Ersatz von Arbeitskräften, sondern als Werkzeug soll er hier eingesetzt werden. Krobath und die anderen Projektteilnehmer testen das Zusammenspiel aller möglichen robotergeführten Maschinen und verschiedener Holzarten und experimentieren mit neuen Techniken. "Wir probieren ein handwerkliches Gerät nach dem anderen mit dem Roboter aus und schauen, was rauskommt", erläutert Krobath. "Darunter sind Dinge, die man mit der Hand gar nicht oder nur sehr schwer herstellen könnte".

Verschiedene Hölzer wie Linde, Eiche, Kirsche wurden getestet. "Weißbuche ist das beste Holz zum Fräsen", berichtet Krobath. "Aber auch Eibe hat gut funktioniert. Und Nadelholz, obwohl das sonst eher nicht so gut ist, weil es ausreißt."

Von der Natur abschauen

Mittlerweile resultieren aus der Beschäftigung mit dem Roboter eine Reihe von künstlerischen Arbeiten und Designobjekten. Auf der vergangenen Vienna Design Week wurde etwa die Arbeit "Randomized Identities" präsentiert, bei der Strukturen, die aus der Natur abgeschaut waren, automatisch variiert wurden. Produktionsprozesse, die Werkstücke exakt reproduzieren, wurden ins Gegenteil verkehrt, indem Zufallszahlen in die Parameter der Steuerungssoftware geschleust wurden.

In einer anderen Arbeit gestaltete Lucy.D eine Installation für den Designpreis eines Uhrenherstellers – ein Rad, das im Inneren lamellenartige geschwungene Linien zeigt, und das Verlangsamung und Beschleunigung des individuellen Zeitempfindens symbolisieren soll. Andere Künstler scannten Bronzeskulpturen und ließen sie vom Roboter reproduzieren oder frästen ein zigarrenförmiges Boot aus dem Holz.

Wie aber bringt man dem Roboter mit der Kreissäge am Arm bei, genau jene Schnitte zu machen, die den Holzblock zum Kunstwerk formen? Hier kommt Robotikentwickler und Architekt Johannes Braumann ins Spiel. Der Gastprofessor der Kunst-Uni Linz und Mitgründer der Association for Robots in Architecture, einer Spin-off-Organisation der TU Wien, beschäftigt sich mit Programmieransätzen, die es erlauben, Einzelstücke und Kleinserien mithilfe von Robotern zu fertigen: "Man kann so viele Werkzeuge draufmontieren und mit dem Roboter in 3-D drucken, fräsen, filmen oder zeichnen. Die Frage ist: Wie steuere ich das?"

Die Antwort liegt für Braumann nicht in der Software, die standardmäßig für Industrieroboter verwendet wird. Er und seine Kollegen bauen auf der visuellen Programmiersprache Grasshopper auf, die in der Kreativszene verbreitet ist. Ein entsprechendes Plug-in schlägt dabei die Brücke zu der Robotersteuerung.

"Wenn ich etwas von A nach B heben will, setze ich die dafür notwendigen Schritte in der virtuellen Umgebung um", erklärt Braumann das Prinzip. Das Besondere: Man erkennt beim Design eines Prozesses sofort, ob er funktioniert und welche Auswirkungen er auf das Werkstück hat. In dem Entwurfsprogramm legt man die Regeln und Eigenschaften fest, die ein Werkstück definieren.

Wenn man dann Größe, Länge oder andere Parameter verändert, verändern sich die Fertigungsprozesse mit. So kann man schnell Einzelstücke mit individuellen Eigenschaften gestalten. Die neuen Anforderungen an ein Design sind ein Satz an fixen und variablen Regeln, die dann zu tausenden individuellen Ausformungen führen können. (Alois Pumhösel, 9.1.2016)

  • Mit den richtigen Anweisungen in der Steuerungssoftware fräst der Roboterarm exakte Formen ins Holz, zum Beispiel ein Porträt des Rektors der Wiener Universität für angewandte Kunst, Gerald Bast.
    foto: robotik woodcraft

    Mit den richtigen Anweisungen in der Steuerungssoftware fräst der Roboterarm exakte Formen ins Holz, zum Beispiel ein Porträt des Rektors der Wiener Universität für angewandte Kunst, Gerald Bast.

  • Zufallsformen oder geometrische Exaktheit: Der Roboter gleicht das Holzwerkstück dem virtuellen Modell an.
    foto: robotic woodcraft

    Zufallsformen oder geometrische Exaktheit: Der Roboter gleicht das Holzwerkstück dem virtuellen Modell an.

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