3D-gedruckte Cyberskulpturen von Peter Lang

Bei SKER handelt es sich um eine Ø 7,5 x 2 Meter Rundskulptur des Malers und Druckgrafikers Peter Lang, die aus 27 einzelnen Segmenten besteht. Das Besondere an diesem Kunstwerk ist nicht nur seine Wirkung, die von Größe, Form und Farbigkeit bestimmt wird, sondern auch die Herstellung. Sie weist einen vollkommen neuen Weg, wie Kunst im digitalen Zeitalter erschaffen werden kann.

Virtuelle Realität, 3D-Datenmodellierung, bionisches Design, algorithmusbasierte Robotersteuerung, Verfahrensentwicklung, Maschinenbau und Additive Fertigung. All das war erforderlich, um aus der Idee des Künstlers ein reales Objekt werden zu lassen. Nicht hinter verschlossenen Türen in einer Fabrikhalle, sondern live, vor Publikum, in einem der weltweit renommiertesten Museen für Moderne Kunst: Im Sprengel Museum Hannover.

In der Zusammenarbeit von Peter Lang und Additive Tectonics, einem Tochterunternehmen der FIT, wurde über viele Monate eine individuelle Lösung entwickelt, um dieses Kunstwerk in drei Phasen 100% digital zu kreieren und anschließend mithilfe von zwei interagierenden Robotern in der Einblickshalle des Museums additiv zu fertigen. Eine Weltpremiere für alle Beteiligten.

Zeichnen in der dritten Dimension

Als Maler war es Peter Lang bisher gewohnt, seine Werke mit einem Pinsel auf eine zweidimensionale Leinwand zu malen. Doch wie „malt“ man eine dreidimensionale Skulptur, die am Ende von Robotern hergestellt werden soll? Mit einer VR-Brille und zwei Laserpointern in der virtuellen Welt. Mitten in seinem Atelier stehend zeichnete der Künstler im digitalen Raum die Konturlinien von SKER eine nach der anderen in 2 cm hohen Schichten übereinander. Parallel zur Form legte er gleichzeitig die ständig wechselnden Farben fest, damit das Werk am Ende die Sedimentschichten der Lavainsel vor Island widerspiegelt, von der er zu diesem Kunstwerk inspiriert wurde.

Über 8 Wochen und in mehr als 600 Stunden entstand so ein virtuelles Modell der Skulptur. Alle digitalen Informationen, die der Künstler vorgab, wurden dabei von einer speziell für dieses Projekt von den IT-Spezialisten der Additive Tectonics entwickelten Software in Echtzeit umgerechnet und sofort in dem dreidimensionalen Datenmodell der Skulptur visualisiert. So war es dem Künstler möglich, zu jeder Zeit das Gesamtwerk, aber auch jeden einzelnen Ausschnitt 360° im Blick zu behalten.

Roboter als Bildhauer

Additiv gefertigt wurde das Kunstwerk mittels FDM vom Extrusionsroboter, der das geschmolzene Granulat als Endlosstrang über einem Extruder mit einer Geschwindigkeit von 13 cm/sec so aufbrachte, dass es den farbigen Konturlinien des digitalen Felsenmodells exakt entsprach. Doch davor standen zahlreiche Hürden.

• Der Roboterarm war zu kurz für den erforderlichen Radius der Rundskulptur. Deshalb konstruierten die CAE-Experten von FIT eine 62,5 kg schwere Verlängerung (Ø 440 x 680 mm), an deren Ende der Extruder befestigt wurde. Ihre organische Form wurde supportfrei aus einem niedrig legierten Stahl in 60 Stunden additiv mit WAAM hergestellt.
• Das Material war dem Künstler zu glatt. Daher wurde von FIT das Zusammenspiel von Werkstofftemperatur, Düseninnendruck sowie Feuchtigkeitsgehalt so optimiert, dass der Bio-Kunststoff während der Extrusion eine faserige Konsistenz erhielt, die der Skulptur eine wollähnliche, gleichzeitig jedoch feste Oberflächenstruktur verlieh.
• Während der gesamten Herstellung durfte es keine Kreuzungspunkte des Endlosfadens geben, um einen homogenen Aufbau der Skulptur nicht zu gefährden. Additive Tectonics entwickelte deshalb für den etwa 200 km langen Fahrweg des Extruders einen speziellen Algorithmus, der 100% sicher stellte, dass es zu keiner einzigen Überlappungen innerhalb der Eben kam. Der Aufbau von SKER erfolgte somit absolut exakt.

All das wurde in einem aufwändigen Test in der Fertigungshalle von FIT überprüft. Erst als sichergestellt war, dass alles reibungslos funktionierte, begannen der Abbau der Infrastruktur und ihr Transport nach Hannover. Mehrere Tonnen Verbrauchsmaterial inklusive.

Die speziellen Prozess-Anforderungen

Die besondere Anforderung in diesem Projekt bestand darin, ein Kunstwerk von Peter Lang live in einem Museum durch zwei interagierende Roboter vor den Augen der Besucher entstehen zu lassen. Das ist FIT durch die Entwicklung eines fortschrittlichen Fertigungssystems gelungen. Aufgrund der Kombination von digitalen Technologien und Additiver Fertigung war es möglich, Kunst vollständig digital zu produzieren, ohne dass sie dadurch an Originalität verliert.

Möglich wurde diese einmalige Kunstaktion, weil Peter Lang in FIT einen Partner fand, der folgende Leistungen in das Projekt eingebracht hat:

• Bereitstellung von Soft- und Hardwarelösungen für Digitales Malen
• Aufbereitung des virtuellen 3D-Modells der Skulptur für die Additive Fertigung
• Entwicklung der Farborgel und Programmierung des Mischroboters
• Entwicklung des Extrusionsroboters (inkl. 3D-gedruckter Armverlängerung) unter Berücksichtigung der Anforderungen an die Optik des Kunstwerks
• Programmierung von über 200 km überlappungsfreiem Fahrweg
• Umfangreiche Tests der Systeme und der Fertigung
• Abbau, Transport und Installation der Produktionsanlagen im Sprengel Museum in Hannover
• Begleitung der Ausstellung und Kontrolle der Fertigung

Die Fertigung von SKER war über 6 Wochen im Sprengel Museum, Hannover sowie über einen Live-Stream im Internet zu verfolgen.

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