So machen Sie es selbst: Öffnen Sie modulare Systeme

Die Rückkehr des traditionellen Handwerks ist eine Möglichkeit, die moderne Einwegartikelindustrie zu sabotieren. In diesem Artikel wird eine weitere Option in Betracht gezogen: die Gestaltung modularer Konsumgüter, deren Details und Komponenten in anderen Objekten wiederverwendet werden.

OpenStructures-, Grid Beam- und Contraptor-Initiativen kombinieren die Modularität von LEGO-, Meccano- und Erector-Systemen mit der Kraft der Zusammenarbeit wie bei Wikipedia und Linux.

Eine Wirtschaft, die auf dem Konzept der Wiederverwendung basiert, wird nicht nur wichtige Vorteile in Bezug auf die Nachhaltigkeit bringen, sondern auch den Verbrauchern Geld sparen, Innovationen beschleunigen und die Kontrolle über transnationale Unternehmen übernehmen.

Das modulare System kombiniert die Vorteile der Standardisierung (da Teile in großen Mengen kostengünstig hergestellt werden können) mit den Vorteilen der Anpassung (eine Vielzahl einzigartiger Objekte wird aus einer relativ kleinen Anzahl von Teilen hergestellt). Modularität ist bis zu einem gewissen Grad in vielen Produkten (z. B. Fahrrädern und Computern) und Systemen (z. B. Zügen und Logistik) vorhanden, aber die besten Beispiele für modulare Systeme sind Spielzeug: LEGO, Meccano und Erector (das inzwischen in den USA zur Marke von Meccano geworden ist).

LEGO, Meccano und Erector bestehen aus einer relativ kleinen Anzahl einfacher Blöcke, aus denen verschiedene Objekte gebaut werden. Danach werden die Teile zerlegt und für etwas völlig anderes wiederverwendet. Zusätzlich zu den Bausteinen gibt es viele spezifischere Bausteine, die weniger vielseitig sind, aber für Abwechslung sorgen.



Alle Bausteine ​​der LEGO-, Meccano- und Erector-Kits passen zusammen, da sie nach bestimmten Regeln entworfen wurden. Löcher (Meccano und Erector) oder Bolzen (LEGO) haben einen genauen Durchmesser und befinden sich in einem bestimmten Abstand. Außerdem stimmen die Abmessungen der Bausteine ​​genau überein. Der anhaltende Erfolg von LEGO, Meccano und Erector (1947, 1902 bzw. 1911 auf dem Markt) beruht auf der Tatsache, dass sich diese Regeln nie geändert haben. Alle neuen Bausteine ​​sind seit vielen Jahren mit früheren kompatibel. Heute können Kinder ihre Spielzeugsammlung um die Teile erweitern, mit denen Eltern und Großeltern gespielt haben, und auf dem Markt kosten diese Teile genauso viel wie neue.

Gitterstrahl, Bitstrahl, offener Strahl, Herstellerstrahl und Kontraptor

Das gleiche Prinzip gilt für Alltagsgegenstände: von Kaffeemaschinen über Möbel, Geräte, Autos bis hin zu Systemen für erneuerbare Energien. Es ist nur eine Standardisierung auf Designebene erforderlich. Entwurfsregeln können sehr einfach sein, wie dies beim Gitterbalken der Fall ist. Dieses 1976 entwickelte modulare System basiert auf Balken mit einfacher Geometrie und einem sich wiederholenden Lochmuster. Die Träger können aus Holz, Aluminium, Stahl oder einem anderen Material bestehen.



Trotz seiner Einfachheit steht eine Vielzahl von Objekten zur Verfügung. Alle Arten von Möbeln, Gewächshäusern, Strukturen für Werkstätten und Produktionsprozesse, Windmühlen, Schubkarren, landwirtschaftlichen Maschinen, Fahrzeugen, Schuppen und Gebäuden wurden auf Basis des Gitterträgers hergestellt (ein Buch über dieses modulare System wurde 2009 veröffentlicht und ist online verfügbar ). Grid Beam wurde basierend auf den Ideen von Ken Isaacs und dem Living Structures- System erstellt, das er in den 50er Jahren erfand, als dieselben Balken mit nur weniger Löchern verwendet wurden.



In den letzten Jahren sind mehrere Systeme entstanden, die ein sehr ähnliches Regelwerk verwenden, das auf einem sich wiederholenden Lochsystem basiert. Bit Beam ist im Wesentlichen eine skalierte Version von Grid Beam, nur für kleinere Balsaholzstrukturen wie Laptopständer oder Prototypen. Contraptor verfolgt einen ähnlichen Ansatz, ist jedoch auf strukturelle Metallrahmen für DIY-3D-Drucker, Fräsmaschinen und Robotik spezialisiert. OpenBeam und MakerBeam sind ebenfalls modulare Konstrukte, die auf sehr einfachen Regeln basieren. Dort basiert die Struktur nicht auf dem Lochmuster, sondern auf T-förmigen Aluminiumnuten. Makeblock kombiniert beide Ansätze und enthält elektronische Module.



Die meisten dieser Systeme sind auf das Rahmendesign beschränkt. Es gibt jedoch ein System, das viel mehr Funktionen bietet, da es auf einem komplexeren Regelwerk basiert : OpenStructures . Das Projekt startete 2007 in Brüssel. Im Gegensatz zu all dem befindet sich das OpenStructures-Projekt noch in der experimentellen Phase. Es ist jedoch interessant, es genauer zu betrachten, da es das Potenzial modularer Gebäudestrukturen am besten demonstriert.

Offene Strukturen

Die erste Grundregel von OpenStructures entspricht der Regel von Grid Beam und ähnlichen Systemen: Alle Teile sind miteinander verbunden, sodass sie leicht mit Bolzen und Schrauben anstelle von Nägeln oder Klebstoff entfernt werden können. Die OpenStructures-Designsprache ist jedoch anders: Sie basiert auf dem OS Grid , das auf Quadraten und Skalen von 4 x 4 cm basiert. Quadrate werden auch in Teile unterteilt oder kombiniert und bilden noch größere Quadrate, ohne die Kompatibilität miteinander zu verlieren. Die Figur zeigt neun volle Quadrate von 4 × 4 cm, kombiniert zusammen.



Die Ränder der Quadrate geben die Schnittlinien an (die die Abmessungen der quadratischen Teile festlegen), die Diagonalen definieren die Montagepunkte und die Kreise geben die gemeinsamen Durchmesser an. Wie bei LEGO muss jedes modulare Teil mindestens eine dieser Bedingungen erfüllen, um mit anderen Teilen kompatibel zu sein. Entweder müssen die Abmessungen den horizontalen und vertikalen Linien entsprechen, oder die Montagepunkte müssen entsprechend dem Raster markiert sein oder die Durchmesser müssen geeignet sein. Unten finden Sie einen Teil, der zwei der drei Bedingungen erfüllt.



Obwohl dieses Regelwerk komplizierter ist als das Grid Beam-System, ist es recht einfach. Sie können jedoch eine viel größere Auswahl an Objekten erstellen, nicht nur quadratische oder rechteckige Rahmen. Seit fünf Jahren werden auf Basis von OpenStructures verschiedene Objekte geschaffen, von Haushaltsgeräten bis hin zu Lastenfahrrädern, Koffern und Möbeln.

Offene und geschlossene modulare Systeme

Trotz der Ähnlichkeiten gibt es einen grundlegenden Unterschied zwischen den modularen Systemen OpenStructures, Grid Beam, Contraptor und den modularen Spielzeugen LEGO, Meccano und Erector. Die erste Gruppe besteht aus „offenen“ modularen Systemen, in denen jeder Teile frei entwerfen und herstellen kann, während die zweite Gruppe aus „geschlossenen“ modularen Systemen besteht, in denen alle Teile von einem Hersteller entworfen und hergestellt werden. Geschlossene modulare Systeme erzeugen einheitliche Teile. Zum Beispiel bestehen alle LEGO Blöcke aus Kunststoff. LEGO produziert keine Holz-, Aluminium-, Glas- oder Keramikblöcke. Es gibt eine begrenzte Auswahl an Farben. Das liegt daran, dass LEGO ein geschlossenes System ist. Niemand darf ihre Würfel machen.



Es gibt modulare Systeme, die nach denselben geschlossenen Prinzipien arbeiten wie T-Profile von 80/20 inc. In den oben genannten modularen Systemen darf jedoch jeder Teile entwerfen und herstellen, die mit den Grundregeln kompatibel sind. Ein ähnlicher Ansatz gilt für Open Source-Software wie Linux (Betriebssystem), OpenOffice (Office-Software) oder WordPress (Blogging-Plattform). Der Computercode für diese Systeme wird von vielen Menschen geschrieben, von denen jeder einen Teil von etwas Größerem baut. Da sich alle Teilnehmer an die Grundregeln halten, fügt eine große Anzahl von Personen unabhängig voneinander kompatible Details hinzu.

Verbraucherprodukte in einem offenen modularen System können schnelle Innovationen ohne Energie- und Materialverlust fördern

Ein offenes modulares System hat viele Vorteile gegenüber einem geschlossenen. Da jeder Teile in einem offenen System entwerfen kann, erzeugt er eine viel größere Vielfalt an Teilen: Sie werden in verschiedenen Farben und aus verschiedenen Materialien hergestellt, und kein Hersteller kann einen festen Preis festlegen. Und da sich viele Designer ständig gegenseitig überprüfen und verbessern, steigt die Innovationsgeschwindigkeit. Alle oben beschriebenen Open-Source-Systeme sind wahrscheinlich besser als ihre geschlossenen Gegenstücke, und einige sind erfolgreicher geworden. Ein geschlossenes modulares System hat nur einen Vorteil: Derjenige, der das Urheberrecht besitzt, verdient viel Geld.

Langfristige Konsumgüter

Modulare Systeme fördern die Wiederverwendung physischer Teile und bilden somit eine nachhaltige Alternative zum modernen System zur Herstellung von Konsumgütern. Die meisten modernen Produkte werden mehrere Jahre nach dem Kauf auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen verbracht. Dies liegt an der Tatsache, dass die meisten Hersteller die Verbraucher dazu drängen, ihre Produkte so schnell wie möglich zu ersetzen. Sie entwerfen entweder Objekte für eine einfache Aufschlüsselung oder führen neue Produktgenerationen ein, die die vorherige Generation überflüssig machen. Dieser Ansatz erzeugt nicht nur einen massiven Abfallhaufen, sondern verbraucht auch eine große Menge an Energie und Rohstoffen.



Konsumgüter in einem offenen modularen System fördern schnelle Innovationen ohne Energie- und Materialverlust. Die Details einer älteren Produktgeneration können in der nächsten Generation oder in einem völlig anderen Produkt verwendet werden. Darüber hinaus können modulare Objekte per Definition repariert werden.

Offene modulare Systeme werden die Durchdringung von "Low-Tech" wie Tretautos , Solarthermiekollektoren , Fahrradautos und Lastenfahrrädern erheblich beschleunigen. Der Bau einer Windmühle oder eines Lastenrads ist mit modularen Teilen viel schneller als mit Zimmerei oder Schweißen, und es sind keine teuren Werkzeuge oder besonderen Fähigkeiten erforderlich. Fehler können leicht behoben werden - einfach die Schrauben lösen und von vorne beginnen. Es wäre interessant, die Integration modularer Teile in ein anderes offenes Hardwareprojekt wie das Global Village Construction Set zu betrachten , bei dem viele interessante Designs erstellt werden, die Modularität jedoch begrenzt ist.

Teileverteilung

„Während eBay Waren in Umlauf bringt und abfallfreie Produktionssysteme Materialien in Umlauf bringen, zirkulieren modulare Systeme Teile und Komponenten“, sagt Thomas Lommi, Erfinder von OpenStructures. - Unser Ziel ist es, ein Mosaik anstelle von statischen Objekten zu erstellen. Das System sollte Objekte generieren, aus denen nicht ganz klar ist, wer sie entworfen hat. Das Objekt entwickelt sich, während es durch die Hände weiterer Designer geht. “


OpenStructures Küchengeräte

Ein gutes Beispiel sind Küchengeräte, die im Rahmen eines Projekts entwickelt wurden. Einige Teile wurden ursprünglich für die Kaffeemühle hergestellt, dann wurden sie von einem anderen Designer zusammen mit neuen Teilen für die Kaffeemaschine verwendet. Dann schloss der dritte Designer das Projekt ab und schuf ein Gerät zur Wasserreinigung. Die Plastikflasche, die als Wassertank diente, wurde durch eine Schlitzglasflasche mit Tonfilter ersetzt. Thomas Lomme sagt: „Wenn Sie Komponenten hinzufügen oder entfernen oder sie anders verwenden, erhalten Sie eine Familie von Objekten.“

Frachtfahrrad

Ein weiterer Prototyp aus diesem Projekt ist ein Cargo-Bike. Der Rücken ist vom Rahmen eines normalen Fahrrads abgesägt, die restlichen Details sind mit dem OS Grid kompatibel. Dies bedeutet, dass die Front modular aufgebaut werden kann. Der Designer Joe Van Bostraten nutzt diese Gelegenheit, um sowohl ein Cargo-Bike als auch ein Cargo-Dreirad zu entwerfen (letzteres trägt einen 3D-Drucker), und das ist noch nicht alles. Zusammen mit Lommy entwarfen sie einen modularen handgeführten Traktor. Es besteht aus einem Elektromotor und Rädern, auf denen sich auch ein Modul mit Batterie befindet. Da die Blöcke mit dem OS Grid kompatibel sind, können sie vor dem Lastenrad montiert werden, um ein vollständig modulares motorisiertes Fahrzeug bereitzustellen.



Die letzte „Familie“ dieses Projekts ist für Kinder. Es ist bemerkenswert, dass es aus einer Komponente eines Lastenrads hervorgegangen ist - aus einem Container. Es besteht aus modularen Teilen, die miteinander verschraubt sind, und diese Teile können auf verschiedene Arten befestigt werden. Mehrere Designer spielten mit diesen Details herum, was (unter anderem) zu einem Schlitten, einem Sitz, einem Spielzeugbagger und einer Schaukel führte. Wenn ein Kind groß ist, können Sie einen Koffer oder einen Werkzeugkasten herstellen oder ihn im selben Cargo-Bike verwenden - und Taschengeld verdienen .


Open Source Objekte

Das Benutzerunterstützungssystem ist interessanter als die Objekte selbst. Grid Beam ist offensichtlich ein Produkt aus der Zeit vor dem Internet. Um ein Design zu kopieren, wird empfohlen, sich das Foto anzusehen und die Löcher zu zählen. OpenStructures hingegen ist auf Online-Benutzerunterstützung angewiesen. Zur Wiederverwendung von Teilen wurde eine Online-Datenbank erstellt, die auf drei Arten verwendet werden kann.

Modulare Datenbank

Zunächst können Sie alle Objekte anzeigen , die auf Basis von OS Grid entwickelt wurden. Die Seite jedes Objekts zeigt seine Details und Komponenten. Zweitens zeigen Sie alle Details an, die auf Basis von OS Grid erstellt wurden. Die Seite jedes Teils zeigt, auf welche Komponenten und Objekte es angewendet werden kann. Schließlich sehen Sie alle Komponenten mit einer Liste ihrer Teile und Objekte, für die die Komponenten verwendet werden können.

Ein offener modularer Aufbau bedeutet nicht, dass jeder seine eigenen Konsumgüter produzieren muss

Die Seite jedes Teils, jeder Komponente und jedes Objekts enthält außerdem zusätzliche Informationen: Abmessungen, Materialien, Name des Konstrukteurs, Lizenz- und Bestellinformationen. Darüber hinaus haben Teile und Komponenten Seriennummern. Nach dem Zerlegen eines modularen Objekts kann die Seriennummer jedes Teils und jeder Komponente in die Datenbank eingegeben werden, um zu sehen, was sonst noch damit zu tun ist. Die fehlenden Teile werden ebenfalls aus der Datenbank extrahiert: Sie finden entweder die Adresse des Geschäfts, in dem sie verkauft werden, und geben eine Bestellung auf, oder Sie laden ein digitales Modell und stellen das Teil selbst her.

Nicht jeder kann Designer werden

Ein offener modularer Aufbau bedeutet nicht, dass jeder seine eigenen Waren produzieren sollte. Dinge wie eine Kaffeemaschine oder eine Werkbank können auf mindestens drei Arten erhalten werden. Laden Sie zunächst ein digitales Design hoch und montieren Sie ein Objekt mit Teilen, die mit einem 3D-Drucker oder einem Laserschneider gekauft, wiederverwendet oder hergestellt wurden, sei es zu Hause, in einer Fabrik (kleine Werkstatt) oder in einem Geschäft. Dies kann eine Low-Tech-Option sein, wie beim Gitterbalken: Eine Person kauft Holz- / Metallschienen und bohrt selbst Löcher .


Modulare Kesselteile

Die zweite Option: Das Unternehmen kauft eine Designlizenz (falls diese nicht kostenlos ist) und erstellt ein Kit für die Montage vom Typ LEGO, Meccano oder Erector. In diesem Fall müssen Verbraucher nicht selbst nach Ersatzteilen suchen, aber die Leute montieren das Produkt immer noch selbst, wie IKEA-Möbel. Auf die gleiche Weise kann ein Unternehmen ein vielseitigeres Kit für die Montage einer Vielzahl von Dingen anbieten, beispielsweise einen Satz grundlegender Designerwürfel. Bit Beam, Contraptor, Open Beam, Maker Beam und in jüngerer Zeit Grid Beam bieten eine oder beide dieser Optionen.

Dritte Option: Der Hersteller bringt das Objekt in Form eines fertigen, zusammengebauten Produkts auf den Markt. Eine Kaffeemaschine oder Werkbank wird wie jedes moderne Produkt verkauft und gekauft, aber nach Gebrauch können sie zerlegt und Teile in anderen Objekten wiederverwendet werden.

Wirtschaftsmodell: Wer produziert Teile?

Obwohl das Design von OpenStructures und anderen offenen modularen Systemen mit dem Design digitaler Produkte wie Wikipedia, Linux oder WordPress identisch ist, gibt es einen grundlegenden Unterschied. Maschinencode und digitaler Text werden ohne Materialkosten akkumuliert. In der materiellen Welt ist dies nicht so. Die Schaffung modularer Systeme ist daher nicht so einfach, eröffnet aber wirtschaftliche Möglichkeiten. Es ist schwer, mit Open Source-Software oder Online-Artikeln Geld zu verdienen. Bei einem offenen modularen System für Objekte muss jedoch jemand Material bereitstellen.

Es ist wichtig, dass die Teile von möglichst vielen Herstellern hergestellt werden und weltweit verfügbar sind. Andernfalls wird der modulare Artikel aufgrund der Versandkosten zu teuer.


Modularer Toaster

Es gibt viele Möglichkeiten, mit einem offenen modularen Modell Geld zu verdienen. Der Hersteller kann ein Teil für die Produktion auswählen, in dem er das wirtschaftliche Potenzial sieht. Ein anderer Hersteller kann sich dafür entscheiden, ein ganzes Set oder ein fertiges Produkt zum Verkauf herzustellen. Ein Designer kann mit Modellen Geld verdienen, die für den persönlichen, aber nicht für den kommerziellen Gebrauch kostenlos sind. Wenn der Hersteller ein solches Design verkaufen möchte, muss er eine Lizenz vom Designer kaufen.

Meister können sich darauf konzentrieren, exklusive handgefertigte Teile aus speziellen Materialien zu entwerfen, die mit beliebten Massenprodukten kompatibel sind. Andere betreiben möglicherweise ein Fablab oder ein Tech-Geschäft, in dem die Leute gegen eine monatliche Gebühr ihre eigenen modularen Artikel herstellen. Zusammenfassend bietet ein offenes modulares System wirtschaftliche Möglichkeiten für alle.

Kollektivwirtschaft

„Wir werden keine riesige Anlage bauen, die alle möglichen Details produziert“, schreibt Lommi. - OpenStructures sollte keine modulare Version von IKEA werden. Unser Ziel ist es, ein kollektives Wirtschaftssystem zu schaffen, in dem ein Hersteller von Produkten eines anderen Herstellers profitiert.Weil die Details von einem von anderen verwendet werden können. Wir würden gerne viele kleine Läden sehen, in denen jeder ein wenig zur kollektiven Wirtschaft beiträgt und nicht nur ein Riese, der alles produziert. Die soziale Dimension ist sehr wichtig. “


Teile des Contraptors

„Wenn IKEA Produkte verkaufen möchte, die mit unserem System kompatibel sind, ist dies normal. Das System kann jedoch nur funktionieren, wenn es geöffnet bleibt. Je größer das System ist, desto einfacher ist es für ein kleines Unternehmen oder einen Handwerker, Teil davon zu werden. Ziel ist es, einen universellen, kollektiven Designer zu schaffen, damit eine breite Palette von Menschen - von Handwerkern bis zu transnationalen Unternehmen - die größte Auswahl an modularen Teilen und Komponenten entwerfen, bauen und austauschen kann. "

Organisation wiederverwenden

Neben der Designsprache (OS Grid) und einer Online-Datenbank hat OpenStructures auch ein Prototyp-Lager in Brüssel erstellt. Dieser Ort sollte zum Zentrum für die Organisation der Wiederverwendung von Teilen und Komponenten werden. Stellen Sie sich ein Fablab oder ein Geschäft vor, in dem jedoch modulare Teile aufbewahrt werden. Wenn das modulare Produkt nicht mehr benötigt wird und der Eigentümer seine Teile nicht in neuen Einrichtungen verwenden wird, bringt er es an einen dieser Orte. Hier wird der Artikel zerlegt und die Teile gelagert.

Ein offenes modulares System bietet wirtschaftliche Möglichkeiten für alle.

Die Leute können kommen, Ersatzteile kaufen oder direkt vor Ort etwas Neues sammeln. Wie Lomme sagt: „Nicht jeder sollte seine eigenen Produkte zusammenbauen, aber nach dem Ende seiner Lebensdauer fällt ein modulares Produkt immer in die Hände von Menschen, die es gerne herstellen.“

Kompatibilität zwischen offenen modularen Systemen

OpenStructures befindet sich noch in der experimentellen Phase, ist jedoch das bislang ehrgeizigste und vollständigste offene modulare System. Als europäisches Projekt folgt es dem internationalen metrischen System, während das viel ältere Grid Beam-Projekt das imperiale System verwendet. Diese Systeme sind nicht miteinander kompatibel. Ist es angesichts der zunehmenden Offenheit modularer Systeme nicht wichtig, die Interoperabilität zwischen ihnen sicherzustellen?


Lommy's

Makeblock glaubt nicht: „Die meisten dieser Systeme sind für verschiedene Anwendungen konzipiert. Zum Beispiel ist Contraptor auf Präzision ausgerichtet, da Teile zur Herstellung von Robotern und anderen komplexen Maschinen verwendet werden. Ästhetik ist überhaupt nicht wichtig. Ich bin Designer, daher interessiert mich besonders, ob schöne Objekte auf der Basis eines modularen Systems hergestellt werden können - Dinge, die Sie gerne zu Hause aufbewahren möchten. Es gibtzum Beispielauch Wikispeed , wo ein modulares Auto erstellt wird. Das Arduino- Projekt konzentriert sich auf Elektronik. "Ich denke nicht, dass all diese modularen Systeme miteinander kompatibel sein sollten, da die Anwendungen sehr unterschiedlich sind."


Open Beam

Er erklärt weiter, warum er sich für das metrische System entschieden hat. „Ich habe viel gezweifelt. Aber am Ende entschied ich, dass es einfacher war, mit dem metrischen System zu arbeiten. Und ich denke, dass es auf der Welt einen Platz für beide Systeme gibt: Schauen Sie sich nur die Vielfalt der Energiestandards an. Jemand hat bereits die europäische Version von Contraptor entwickelt , die auf dem metrischen System basiert und mit OS Grid kompatibel ist. Und es gibt immer eine Möglichkeit, diese Systeme zu verbinden und miteinander zu nutzen. Andererseits leben wir in einer vernetzten Welt mit kontinuierlichen Verbindungen und Kopien. Oft bedeutet dies, dass im Wettbewerb der Standards nur einer überlebt. Und nicht unbedingt das Beste. Also drück die Daumen. "

Artikel geschrieben im Dezember 2012