LAYERS
EXPLORATIVE SCHALLFORSCHUNG IN TEXTILER DIMENSION
Blanca Frei
Hochschule Luzern – Design und Kunst
6. Semester BA Objektdesign
Künstlerisch-gestalterische Bachelor-Arbeit
Mentor: Thai Hua
Blanca Frei
Seehaldenstrasse 77
8800 Thalwil
blanca98.frei@hotmail.com
+41 76 567 54 47
12.06.2023
INHALTSVERZEICHNIS
GRUNDLAGEN
FORSCHUNGSRAHMEN
METHODE & MATERIAL
KATALOG
VERFORMUNGSPRINZIPIEN
SCHALLABSORPTION
MODULARITÄT & SKALIERUNG
UMSETZUNG
PROTOTYP
REFLEXION
DANK
LAYERS
Textile Akustiklösungen sind meist zweidimensionale, rein funktional gestaltete Produkte. «layers» definiert die Grenzen von konventionellen akustischen Textilien neu und bietet eine künstlerischdreidimensionale Lösung, die Lärmbelästigung im halböffentlichen Raum zu reduzieren. In einem analytischen, iterativen Entwicklungsprozess entstand in Kooperation mit Création Baumann und der Hochschule Luzern Technik und Architektur ein mehrschichtiges, absorbierendes Textil. Das eigenständige Verfahren zur Herstellung von 3D Textilien transformiert Restmaterialien und trägt zu einer ressourcenschonenden Produktion von akustischen Textilien bei.
Das Projekt setzte sich mit SDG 12 “Nachhaltiger Konsum und Produktion” auseinander.
GRUNDLAGEN
AKUSTISCHE TEXTILIEN IM INNENRAUM
Lärm birgt ein ernstzunehmendes Gesundheitsrisiko. Gesundheitliche Folgen wie Kopfschmerzen, Bluthochdruck und Stress machen deutlich, wie dringend die Bekämpfung der Lärmbelästigung, speziell in Innenräumen, ist. Textilien sind ein sehr geeignetes Material für akustische Anwendungen. Sie bieten vielseitige Lösungen für die Schalldämmung, -diffusion und -absorption und werden aufgrund ihrer Leichtigkeit, Flexibilität und poröser Struktur immer häufiger eingesetzt.
Die Produktanalyse von akustischen Textilien im Innenraum, welche ich im Rahmen der schriftlichen Arbeit durchgeführt habe, zeigte ein sehr breites Angebot. Viele Firmen bieten aktuell Lösungen an; in Form von Paneelen, Vorhängen, Trennwänden oder als Integration in Funktionselemente wie Beleuchtungen oder Möbel.
Auffällig ist, dass die akustischen Lösungen meist zweidimensional sind oder dann in Funktionselemente integriert werden. So sehe ich für meine künstlerisch-gestalterische Arbeit grosses Potenzial, sich von dieser zweidimensionalen, rein funktionalen Herangehensweise zu entfernen und einen künstlerischen Ansatz zu wählen.
1 GRUNDLAGEN
2 AKUSTISCHE TEXTILIEN
SELBSTFORMENDE TEXTILIEN
Das Grundmaterial ist ein mehrschichtiges, absorbierendes 3D Textil, welches mit einem eigenständigen Verfahren entwickelt wird. Bei diesem Herstellungsverfahren handelt es sich um eine Designmethodik, welche eine Abwandlung des additiven Fertigungsverfahrens ist, bei welchem steifes Material auf einen elastischen, vorgespannten Stoff 3D gedruckt wird. Das Verfahren nutzt die Elastizität des Stoffes und ihre selbstformenden Eigenschaften. Sobald die Spannung vom Stoff abgelassen wird, verwandelt sich das Textil in eine spezifische dreidimensionale Form, um einen ausgewogenen Zustand zu finden. Diese dreidimensionale Form wird sowohl vom 3Dgedruckten Muster beeinflusst als auch von der Vorspannung des Stoffes - je größer die Dehnung, desto größer die Verformung. Das addititve Verfahren wird von immer mehr Designern erforscht und in verschiedenen Bereichen eingesetzt.
Das Vorwissen für diese Methodik habe ich anschliessend auf das Sticken übertragen und angepasst. Der elastische Stoff, welcher beim 3D Druck die einzige Komponente ist, dient bei meinem Verfahren lediglich als Basisstoff, worüber verschiedene unelastische Stoffe gelagert werden und schliesslich durch Besticken von verschiedenen Geometrien miteinander verbunden werden. Die Kombination der Stoffe mit verschiedenen Elastizitäten führt nebst der Verformung in einen Körper auch zu einer drei-dimensionalen, haptisch spannenden Oberfläche.
Diese eigenständige Entdeckung birgt nicht nur Potenzial in der Gestaltung von 3D Textilien, sondern auch in der Herstellung von schallabsorbierenden Textilien. Einerseits begünstigt die 3-Dimensionalität eines Textils die Schallabsorption und -diffusion, andererseits steigert die Schichtung von Textilien die Dichte und ist somit ein geeigneter Absorber.
3 SELBSTFORMENDE TEXTILIEN
4 SELBSTFORMENDE TEXTILIEN
FORSCHUNGSRAHMEN
Der erste Teil der Arbeit ist eine Forschungsarbeit und zielt darauf ab, die Selbstformungsprozesse durch die gewählte Gestaltung und Fertigungsmethodik des Stickens auf vorgespannte Textilien zu verstehen und die Parameter, die die Transformation beeinflussen, systematisch zu untersuchen. Ein wesentlicher Teil der Arbeit betrachtet die Nachhaltigkeit, Skalierbarkeit, Modularität und Implementation in Objekte.
Die Forschung hat einerseits einen offenen, explorativen Charakter und wird von einer subjektiven und intuitiven Designvision angetrieben, um nach gewünschten Qualitäten zu suchen. Andererseits wird systematisch-wissenschaftlich vorgegangen um bestimmte Hypothesen zu testen und eine ausgebreitete Schallforschung durchgeführt.
Im zweiten Teil dieser gestalterischen Arbeit will ich untersuchen, wie meine Textilien als akustische Textilien im halböffentlichen Raum, wie Coworking Spaces, Restaurants oder Bars, eingesetzt werden können. Ich will die Grenzen von konventionellen akustischen Textilien neu definieren und eine künstlerisch-dreidimensionale Lösung bieten. Das Ausarbeiten einer Anwendungsmöglichkeit ist das Ziel meiner Forschung.
5
FORSCHUNGSRAHMEN
METHODE UND MATERIAL
METHODE
Basisstoff Badelycra in Rahmen spannen
Stoffschichten darüberlagern
Geometrie Sticken
Stoffschichtung vom Rahmen lösen
3D Textil
MATERIAL
Um das Thema der Nachhaltigkeit in mein Projekt zu implementieren, arbeite ich mit Restmaterialien. Dadurch, dass nur die obere Stoffschicht sichtbar und ästhetisch ansprechend sein muss, können die darunterliegenden Stoffschichten fehlerhafte, beliebige Textilien sein.
Alle Stoffe wurden von Création Baumann sponsoriert, bei welchen es sich um Reststoffe und fehlerhafte Stoffe handelte. Bei der Auswahl der Stoffe habe ich versucht, möglichst unterschiedliche Textilien mit verschiedenen Gewebeeigenschaften auszusuchen, um deren Einfluss auf die Verformung zu untersuchen.
Ausserdem war die Kreislauffähigkeit meines Textils ein wichtiger Punkt, welcher es zu berücksichtigen galt. Da das Textil aus mehreren Schichten besteht und durch Nähte miteinander verbunden wird, versuchte ich mit Stoffen des gleichen Materials zu arbeiten, um ein Monomaterial herzustellen.
7 METHODE & MATERIAL
Gestickt wird mit einer Handstickmaschine (Bernina Lorraine), welche schnelles Ausprobieren und intuitives Arbeiten zulässt. Die digitale Stickerei habe ich in der Experimentierphase ausgeschlossen, da dadurch das Rapid Prototyping erschwert wird und die Skalierbarkeit sehr begrenzt ist. Bei der Handstickmaschine war es möglich, mit verschiedenen Rahmengrössen (25x25cm/50x50cm/30x80cm) zu arbeiten und so die Skalierbarkeit schnell zu prüfen.
8 METHODE & MATERIAL
Die Vielfalt der Formen, die aus den Experimenten resultierten, trugen zur Entwicklung eines Katalogs möglicher Formen bei, die im Selbstformungsprozess entstanden. Dabei wurden die Formen in verschiedene Kategorien unterteilt, die sich auf die bestickte Geometrie bezieht. Der Katalog definierte wichtige Designparamenter und resultierte in der Definition von Verformungsprinzipien.
KATALOG Linien geschlossene Form kreisförmig Kurven geschlossene
10 KATALOG
Form polygonal
Verformung in Brücke
unterschiedliche Optik bei versch. Stichbreiten
Verformung und Stabilität stärker mit steigender Stichbreite
Stabilität stärker mit kleinerem Abstand zwischen Linien
Oberflächenverformung steigt mit Vergrösserung der Abstände der Stiche
Schichtung von Reststoffen als Ersatz für Vliess
Deckschicht beeinflusst Verformung und Optik
gezielte Verformung durch Muster
LINIEN 1
1
KATALOG 11
2
3 4
LINIEN 3 4 2 12
Oberflächenverformung
unterschiedliche Optik bei mit oder ohne Vliessstoff als Zwischenschicht
Verformung in Körper, Brücke
Verformung in Kuppe
starke Stabilität durch hohe Stichbreite
KURVEN 5
13 KURVEN
5 6 7
6 7 KURVEN 14
GESCHLOSSENE FORM POLYGONAL
Oberflächenverformung
unterschiedliche Optik bei mit oder ohne Vliessstoff als Zwischenschicht
unterschiedliche Optik bei verschiedener Stoffschichtung
Schichtung von Reststoffen als Ersatz für Vliess verleiht andere Ästhetik
8 8
9
POLYGONAL 15
9 POLYGONAL 16
GESCHLOSSENE FORM KREISFÖRMIG
Verformung in Körper
Verformung in Taco
Ausschneiden entlang Muster
Verformung in Haube, Blüte
Skalierung des Musters funktioniert gut, Stabilität bleibt
Innere Spitze verformbar, nach innen und aussen stülpbar
Verformung in Kuppe
sehr stabil durch geringe Abstände zwischen Stiche
10 10 11
KREISFÖRMIG 17
12 13
11 12 13 18 KREISFÖRMIG
VERFORMUNGSPRINZIPIEN
SPANNUNG DES BASISSTOFFES
die Verformung wird stärker mit der Spannung des elastischen Basisstoffes
STOFFSCHICHTUNG
Deckschicht beeinflusst Verformung und Optik unterschiedliche Optik bei verschiedener Stoffschichtung Schichtung von Reststoffen als Ersatz für Vliess verleiht andere Ästhetik
GEOMETRIE
besticktes Muster beeinflusst Verformung massgeblich sorgt für Verformung in Körper oder Oberflächenverformung kann gezielt für eine gewünschte Verformung entwickelt werden
STICHBREITE
unterschiedliche Optik bei verschiedenen Stichbreiten Verformung und Stabilität stärker mit steigender Stichbreite
DICHTE DES STICKMUSTERS
Stabilität stärker mit kleinerem Abstand zwischen Linien Oberflächenverformung steigt mit Vergrösserung der Abstände der Stiche
VERFORMUNGSPRINZIPIEN 19
Mit der intensiven Forschung der gewählten Fertigungsmethodik des Stickens auf vorgespannte Textilien bekam ich ein Verständnis, welche Parameter die Transformation in ein 3D Textil wie beeinflussen. Mit diesem Verständnis war ich in der Lage, gezielt Muster zu entwickeln, welche eine bestimmte endgültige Form einnehmen sollten.
Parallel zur Definition von Parametern und Verformungsprinzipien der selbstformenden Textilien führte ich eine Schallforschung durch. In Begleitung externer Fachpersonen der Hochschule Luzern Technik und Architektur führte ich Messungen im Impedanzrohr durch. Das Impedanzrohr (rechts abgebildet) ist ein Messsystem zur Bestimmung des Schallabsorptionsgrads eines Materials, bei dem lediglich eine Materialgrösse von 20x20 cm notwendig ist.
Aufgrund der vertieften technischen und wissenschaftlichen Recherche im Rahmen der schrifltichen Bachelor-Arbeit zu der Funktionsweise und Konstruktion von akustischen Textilien verstand ich, welche Eigenschaften eines Textils die akustische Wirksamkeit begünstigen oder verhindern. Durch das gewonne Wissen war ich in der Lage, die Parameter, welche die Schallabsorption des mehrschichtigen 3D Textils beeinflussen, zu definieren und Hypothesen zu formulieren.
Das Schichten von Stoffen führt zu einer Verstärkung der Schallabsorption.
Das Besticken des Textils und die darauffolgende Verformung beeinflusst die Schallabsorption positiv.
Stärkere Oberflächenverformung und damit grössere Lufteinschlüsse resultieren in einer stärkeren Schallabsorption.
Das Ziel der Schallforschung war ein Textil zu entwickeln, welches durch ihre Stoffschichtung und dreidimensionale Verformung eine optimale Schallabsorption ermöglicht. In einem analytischen und iterativen Prozess wurden 80 verschiedene Samples mit unterschiedlichen Stoffschichtungen und Verformungen durch Besticken getestet und so die Hypothesen überprüft.
21 SCHALLABSORPTION SCHALLABSORPTION
MATERIAL
Nebst des Lycra-Stoffes arbeitete ich mit 6 unterschiedlichen Stoffen, Reststoffe von Création Baumann, die in unterschiedlicher Kombination und Verformung getestet wurden. Bei der Auswahl der Stoffe berücksichtigte ich Faktoren wie die schallabsorbierende Fähigkeit, Gewebeeigenschaften wie Dichte und Porosität und das Gewicht.
Badelycra - Volumenvliess - Zilina - Regina 23 MATERIAL
Einer der wichtigsten Faktoren bei der Auswahl war der Flammschutz der Textilien. Da mein akustisches Textil für den halböffentlichen Raum angedacht ist, muss es flammsicher sein. Alle Textilien von Création Baumann sind aus 100 % PLF, einer flammhemmenden Faser.
24 MATERIAL
Beryl - Sereno - Sonor - Shari
25 AUSWERTUNG
VERGLEICH SCHICHTUNGEN FLACH
0,8
0,6
1,0 Vliess 1cm Sonor, 3lagig Sereno, 3lagig Beryl, 3 lagig Regina, 3lagig Zilina, 3lagig Shari, 3lagig Zilina, 3lagig Shari, 3lagig
Blanca Frei cc ASR 05.04.2023 100 0,04 0,06 0,05 0,03 0,03 0,02 0,09 125 0,04 0,07 0,06 0,03 0,03 0,01 0,12 160 0,06 0,12 0,10 0,05 0,06 0,03 0,19 200 0,08 0,17 0,15 0,06 0,08 0,04 0,27 250 0,11 0,24 0,22 0,09 0,13 0,06 0,39 315 0,14 0,33 0,29 0,12 0,17 0,07 0,51 400 0,19 0,41 0,38 0,16 0,22 0,08 0,62 500 0,22 0,44 0,42 0,17 0,25 0,11 0,65 630 0,21 0,39 0,36 0,15 0,23 0,11 0,56 800 0,16 0,23 0,23 0,11 0,14 0,07 0,36 1000 0,09 0,07 0,07 0,05 0,05 0,02 0,12 1250 0,15 0,23 0,17 0,11 0,15 0,07 0,32 1600 0,31 0,45 0,42 0,21 0,33 0,16 0,63 2000 0,23 0,21 0,20 0,15 0,19 0,15 0,28 2500 0,29 0,46 0,36 0,23 0,38 0,19 0,57 d/mm 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 θ/°C 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 φ/% 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 p/kPa 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Frequenz f/Hz 125 250 500 1000 2000 4000
0,4
0,2
Schallabsorptionsgrad α 0 0,0
1,0
Zilina, 3lagig, Lycra entspannt
Zilina, 3lagig, Lycra entspannt
Regina, 3lagig, Lycra entspannt
0,8
0,6
0,4
Blanca Frei cc ASR 05.04.2023 m|abstube 2.22.6730.34996C:\Users\WS01\Documents\ImpedanzRohr\2023\April\Blanca\Start.mat
AUSWERTUNG Prüfer: Prüfstelle: Datum:
Beryl, 3lagig, Lycra entspannt
Sereno, 3lagig, Lycra entspannt
Sonor, 3lagig, Lycra entspannt
Shari, 3lagig, Lycra entspannt
Regina, 3lagig, Lycra entspannt Beryl, 3lagig, Lycra entspannt Sereno, 3lagig, Lycra entspannt Sonor, 3lagig, Lycra entspannt Shari, 3lagig, Lycra entspannt
0,2
Schallabsorptionsgrad α 0 0,0
α0 3lagig, Lycra entspannt α0 Regina, 3lagig, Lycra entspannt α0 Beryl, 3lagig, Lycra entspannt α0 Sereno, 3lagig, Lycra entspannt α0 Sonor, 3lagig, Lycra entspannt Shari, 3lagig, 0,10 0,10 0,10 0,13 0,14 0,13 0,15 0,15 0,19 0,20 0,23 0,25 0,25 0,31 0,30 0,35 0,37 0,37 0,45 0,44 0,49 0,52 0,52 0,61 0,60 0,64 0,67 0,66 0,76 0,75 0,75 0,78 0,77 0,86 0,85 0,78 0,80 0,80 0,87 0,87 0,70 0,71 0,71 0,78 0,78 0,45 0,46 0,47 0,53 0,53 0,13 0,13 0,14 0,16 0,17 0,36 0,39 0,38 0,43 0,44 0,75 0,76 0,76 0,82 0,81 0,33 0,34 0,34 0,35 0,36 0,61 0,64 0,62 0,67 0,68 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Frequenz f/Hz 125 250 500 1000 2000 4000
HYPOTHESE Schichtung von Stoffen vergleichbare Wirkung wie Vliessstoff
REFLEXION Mehrlagigkeit kann Vliessstoff ersetzen
Lycra verstärkt gesamte Absorption stark
Mit Lycra als Basisstoff macht die Zusammensetzung der Deckschicht einen vergleichbar kleinen Unterschied zur gesamten Absorption.
Vliess 1cm Sonor, 3lagig Sereno, 3lagig Beryl, 3lagig Regina, 3lagig
Prüfer: Prüfstelle: Datum: m|abstube 2.22.6730.34996C:\Users\WS01\Documents\ImpedanzRohr\2023\April\Blanca\Start.mat
HYPOTHESE Reihenfolge der Stoffe beeinflusst Absorption
REFLEXION Reihenfolge beeinflusst Absorption nicht
LYCRA ALS BASISSTOFF / EINFLUSS VON
HYPOTHESE Spannung des Stoffs beeinflusst Absorption
REFLEXION Spannung des Stoffs beeinflusst Absorption stark
Sonor, Beryl, Shari, Beryl, Lycra entspannt Sonor, Beryl, Beryl, Shari, Lycra entspannt Sonor, Shari, Beryl, Beryl, Lycra entspannt
Sonor, Beryl, Shari, Beryl, Lycra entspannt Sonor, Beryl, Beryl, Shari, Lycra entspannt Sonor, Shari, Beryl, Beryl, Lycra entspannt
Stoffschichtungen flach
Prüfer: Prüfstelle: Datum: Blanca Frei cc ASR 05.04.2023 m|abstube 2.22.6730.34996C:\Users\WS01\Documents\ImpedanzRohr\2023\April\Blanca\Start.mat 2000 0,37 0,37 0,37 2500 0,69 0,70 0,70 d/mm 2,00 2,00 2,00 θ/°C 19,0 19,0 19,0 φ/% 35,0 35,0 35,0 p/kPa 100,0 100,0 100,0 Frequenz f/Hz 125 250 500 1000 2000 4000 Schallabsorptionsgrad α 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Lycra entspannt Lycra leicht gespannt Lycra gespannt Prüfer: Prüfstelle: Datum: Blanca Frei cc ASR 05.04.2023 m|abstube 2.22.6730.34996C:\Users\WS01\Documents\ImpedanzRohr\2023\April\Blanca\Start.mat f/Hz Terz α0 Lycra entspannt α0 Lycra leicht gestretcht α0 Lycra gestretcht 100 0,09 0,08 0,04 125 0,13 0,10 0,06 160 0,22 0,16 0,11 200 0,34 0,24 0,16 250 0,49 0,36 0,23 315 0,62 0,47 0,31 400 0,73 0,58 0,39 500 0,76 0,62 0,44 630 0,68 0,53 0,38 800 0,44 0,34 0,22 1000 0,13 0,09 0,05 1250 0,34 0,28 0,19 1600 0,73 0,60 0,44 2000 0,30 0,25 0,22 2500 0,58 0,51 0,42 d/mm 2,00 2,00 2,00 θ/°C 19,0 19,0 19,0 φ/% 35,0 35,0 35,0 p/kPa 100,0 100,0 100,0 Frequenz f/Hz 125 250 500 1000 2000 4000 Schallabsorptionsgrad α 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Lycra entspannt Lycra leicht gestretcht Lycra gestretcht
SPANNUNG
26 AUSWERTUNG
Abb. X Lycra
VERFORMUNG IM KÖRPER
Sereno,
HYPOTHESE Absorption steigt durch 3 Dimensionalität im Körper
REFLEXION Absorption sinkt durch 3 Dimensionalität im Körper
Durch die Stickerei und Verformung wird das Lycra stark gespannt, wodurch die Absorption im Körper im Gegensatz zur flachen, entspannten Schichtung um ca. - 0,25 sinkt.
Vergleicht man die Verformung jedoch mit der Variante Lycra gespannt, ist deutlich zu erkennen, dass durch die 3D Verformung die Absorption steigt.
Die durchgeführte Messung zeigt deutlich auf, dass weniger Stickerei mit grösseren Abständen, und somit einer grösseren
3D-Oberfläche und grössere Lufteinschlüsse zu einer stärkeren Absorption führt. Mit einer Reduzierung der gestickten Geometrie konnte die Absorption um αw= 0.1 gesteigert werden.
Ausserdem ist zu erkennen, dass durch die 3 Dimensionalität im Körper im Gegensatz zur flachen Variante bei der Frequenz 2000 stärker absorbiert wird. Es ist daraus zu schliessen, dass durch die gezielte Verformung eine ausgeglichene Schallabsorption im gesamtem Frequenzbereich erzielt werden kann.
Stoffschichtungen gespannt flach
αW = 0.35 (H)
Prüfer: Prüfstelle: Datum: Blanca Frei cc ASR 05.04.2023 m|abstube 2.22.6730.34996C:\Users\WS01\Documents\ImpedanzRohr\2023\April\Blanca\Start.mat 100 0,10 0,11 0,08 125 0,12 0,15 0,11 160 0,17 0,23 0,18 200 0,24 0,33 0,26 250 0,33 0,46 0,36 315 0,43 0,55 0,45 400 0,53 0,59 0,52 500 0,56 0,52 0,49 630 0,48 0,35 0,35 800 0,30 0,24 0,19 1000 0,10 0,41 0,24 1250 0,30 0,60 0,51 1600 0,54 0,56 0,47 2000 0,26 0,60 0,51 2500 0,51 0,62 0,54 d/mm 2,00 2,00 2,00 θ/°C 19,0 19,0 19,0 φ/% 35,0 35,0 35,0 p/kPa 100,0 100,0 100,0 Frequenz f/Hz 125 250 500 1000 2000 4000 Schallabsorptionsgrad α 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Sereno, Beryl 3lagig, Lycra gestretcht Sereno, Beryl 3lagig, Lycra, Tunnel Linien 7cm Sereno, Beryl 3lagig, Lycra, Tunnel Linien 3cm Sereno, Beryl 3lagig, Lycra gespannt, flach Sereno, Beryl 3lagig, Lycra, Tunnel Linien 7cm Sereno, Beryl 3lagig, Lycra, Tunnel Linien 3cm Tunnel Linien 3cm & 7cm Blanca Frei ASR m|abstube 2.22.6730.34996C:\Users\WS01\Documents\ImpedanzRohr\2023\April\Blanca\Start.mat 0,11 0,08 0,09 0,09 0,15 0,11 0,12 0,12 0,23 0,18 0,17 0,19 0,33 0,26 0,26 0,27 0,46 0,36 0,37 0,39 0,55 0,45 0,49 0,50 0,59 0,52 0,59 0,58 0,52 0,49 0,62 0,59 0,35 0,35 0,53 0,47 0,24 0,19 0,35 0,27 0,41 0,24 0,17 0,16 0,60 0,51 0,40 0,50 0,56 0,47 0,60 0,56 0,60 0,51 0,39 0,43 0,62 0,54 0,57 0,56 2,00 2,00 2,00 2,00 19,0 19,0 19,0 19,0 35,0 35,0 35,0 35,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Frequenz 250 500 Schallabsorptionsgrad 0,8 Beryl Lycra Beryl Lycra, Linien Beryl Lycra, Linien Sereno, Beryl 3lagig, Lycra, Blume innen Sereno, Beryl 3lagig, Lycra, Blume aussen Sereno, Beryl 3lagig,
Lycra entspannt
Beryl
27 AUSWERTUNG
3lagig, Lycra entspannt, flach
αW = 0.5 (H)
αW = 0.4 (H)
28 AUSWERTUNG
αw: Bewerteter Schallabsorptionsgrad nach ISO 11654
FARBIGKEIT Faden farbig - Faden und Stoff farbig
Faden und Stoff neutral, mit Kontrast - Faden und Stoff neutral, gleiche Farbe
Das Experimentierfeld der Farbkombinationen ist unbegrenzt. Spannend zu sehen ist, dass die Farbgebung des Stoffes und Stickerei das Textils völlig anders wirken lassen. Bei einer kontrastreichen, farbigen Stickerei steht biespielsweise die aufgestickte Geometrie im Fokus, während bei gleichfarbigem Stoff und Stickerei, die Verformung und 3-Dimensionalität schön zur Geltung kommen. Ausserdem bringt die Gleichfarbigkeit Ruhe ins Textil und läst den Betrachter rätseln, wie die Verformung zustande kam.
MODULARITÄT & SKALIERUNG
VARIANTE 1
Element als Formgebende Struktur Kombination von Element als Verstrebungen/ Gerüst und Element als Bespannung
PRO: spannende Optik, eher schlicht keine Unterkonstruktion
CON: braucht viel Stickerei für Stabilität keine starke Oberflächenverformung, schlecht für die Absorption Skalierbarkeit begrenzt Körper begrenzt in Grösse
33 MODULARITÄT
Stickrahmen 30x60 cm
Stickrahmen 30x80 cm
Stickrahmen 25x25 cm
Skalierbarkeit des Musters begrenzt, verliert Stabilität und Formgebung mit Skalierung
34 & SKALIERUNG
VARIANTE 2
einzelne, mehrere Elemente Aneinanderreihung zu 3D Fläche
Unterkonstruktion gibt Form des Körpers vor Wolkenartig, organisch
PRO: mehr Freiheit in der Gestaltung der Elemente
unbegrenzte Modularität und Formensuche Reduzierbarkeit der Stickerei auf Minimum Bessere Gestaltung des Elementes für die Schallabsorption
CON: Textil zu wenig Eigenspannung, braucht Unterkonstruktion
35 MODULARITÄT
MODULARITÄT 36
Stickrahmen 25x25 cm
Stickrahmen 50x50 cm
Stickrahmen 65x65 cm
Skalierbarkeit funktioniert gut, Stabilität und Formgebung bleibt trotz mimimalem Eingriff
& SKALIERUNG 37
UMSETZUNG
ENTWICKLUNG DES TEXTILS
Aufgrund der vielen Vorteile der Variante 2 bezüglich Modularität und Skalierbarkeit habe ich entschieden, eine Anwendungsmöglichkeit meiner akustischen Textilien basierend auf diesem Prinzip zu gestalten. Die Freiheit in der Formgebung und die wolkenartige, skulpturale Form überzeugte mich.
Für eine maximale 3-Dimensionalität und organische Erscheinung des Körpers definierte ich die Form der einzelnen Elemente als eine Art Kuppe. Als Referenz galt ein Sample, welches in der Formenforschung der Methodik entstanden ist und deren Formsprache mir zusagte.
Der nächste Schritt war, durch die gewonnenen Erkenntnisse bezüglich der Verformung und Schallabsorption ein Element zu entwickeln, welches durch optimale Stoffschichtung und Geometrie Schallabsorption und gewünschte Ästhetik vereint.
39 UMSETZUNG
ERKENNTNIS ABSORPTION: weniger Stickerei und somit eine grössere 3D-Oberfläche und grössere Lufteinschlüsse führt zu einer stärkeren Absorption.
ADAPTION GEOMETRIE: Reduzierung der Stichbreite auf das Minimum.
ELEMENT: Verformung und Stabilität bleibt trotz drastischer Minimierung der Stickerei.
40 ENTWICKLUNG
ERKENNTNIS ABSORPTION: weniger Stickerei und somit eine grössere 3D-Oberfläche und grössere Lufteinschlüsse führt zu einer stärkeren Absorption.
ADAPTION GEOMETRIE: Reduzierung der Dichte der Stickerei
ELEMENT: Verformung und Stabilität bleibt trotz Minimierung der Stickerei.
αW = 0.45 (H)
41
ENTWICKLUNG
αW = 0.45 (H)
Um die Absorptionswirkung weiter zu verbessern, änderte ich als letzter Schritt die Stoffschichtung. Die finale Schichtung ist:
LYCRA STOFF: Grundlage der Verformung
1X SHARI: Stoff zur Verstärkung der Absorption
2X BERYL: für Stabilität und Volumen
1X SONOR: schöne Deckschicht
Mein gezielt entwickeltes Textil besitzt einen Absorptionsgrad von αW = 0.5 (H) und absorbiert durch ihre 3- Dimensionalität im Gegensatz zur flachen Schichtung über alle Frequenzen ausgeglichen, ohne starke Einbrüche bei spezifischen Frequenzen.
Prüfer: Prüfstelle: Datum: Blanca Frei cc ASR 05.04.2023 m|abstube 2.75.8515.38409C:\Users\WS01\Documents\ImpedanzRohr\2023\Juni\Finales_Muster.matz f/Hz Terz α0 Muster grob α0 Muster eng α0 Muster final 100 0,13 0,10 0,14 125 0,16 0,13 0,20 0,20 0,28 0,38 0,45 0,46 0,39 0,29 0,32 0,42 0,45 0,56 0,51 0,58 2,00 19,0 35,0 100,0 Frequenz f/Hz 125 250 500 1000 2000 4000 Schallabsorptionsgrad α 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Muster grob Muster eng Muster final Muster grob Muster fein Stoffschichtung & Muster final
42 FINALES TEXTIL Stoffschichtung final flach, Lycra gespannt
FINALES TEXTIL
αW = 0.5 (H) αW = 0.4 (H)
VERSÄUBERN
Beim Versäubern der verschiedenen Stoffschichten war die Schwierigkeit einen sauberen Abschluss zu finden, ohne dass diesen die organische Form des Elementes beeinträchtigt. Dies war beispielsweise bei einer Naht der Fall. Versäubern mit Rollsaum macht einen schönen Abschluss ohne die Verformung zu stören.
PRODUKTION DER ELEMENTE
Stoff zuschneiden - Schichten - 1x Shari - 2x Beryl - Magnete positionieren
44 PRODUKTION DER ELEMENTE
Deckschicht 1x Sonor - Verbindung Stoffschichten - Versäubern mit Rollsaum
45 PRODUKTION DER ELEMENTE
Schablone auf Stoff positionieren - Muster einzeichnen - Lycrastoff einspannen
46 PRODUKTION DER ELEMENTE
Lycrastoff eingespannt - Stoff darüberlagern - Steppen
47 PRODUKTION DER ELEMENTE
36 Elemente
48 PRODUKTION DER ELEMENTE
Durch das Einnähen von Magneten kann man die Elemente frei an einem Gitter platzieren und modular anordnen. Je nach dem wie die Magnete platziert werden, kann man so gezielt die Form des Elementes beeinflussen; von einem Ball zu einer Kuppe bis zu einer Fläche.
49 PRODUKTION DER ELEMENTE
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PROTOTYP 51 PROTOTYP
Elemente für einen Körper mit einer Mantelfläche von 4m2
52 PROTOTYP
53 PROTOTYP
55 PROTOTYP
56 PROTOTYP
57 PROTOTYP
58 PROTOTYP
REFLEXION UND AUSBLICK
Mit „layers“ versuchte ich das Potenzial meines eigenständigen Verfahrens zur Herstellung von 3D Textilien im Kontext von akustischen Textilien zu untersuchen. Als Grundlage hatte ich ein Stoffsample, welches mich faszinierte und mich motivierte, diese Methodik weiter zu erforschen. So eröffnete sich aus der Abwandlung der Technik des 3D Drucks auf elastischen Stoff eine neue Art 3D Textilien herzustellen, welche eine spannende Formensprache und Ästhetik besitzen. Im Rückblick auf diese erste explorative, intuitive Phase meiner Arbeit bin ich überrascht, wie divers und gezielt die Textilien gestaltet werden können. Die Ergebnisse der Formenforschung zeigt, dass die angewandte Methodik viel Potenzial aufweist, welches jedoch noch lange nicht ausgeschöpft ist. So sehe ich ein möglicher nächster Schritt darin, die Digitalisierung einzubeziehen und die Methodik maschinell zu skalieren. Dadurch können die Ergebnisse reproduzierbar gemacht und weiterentwickelt werden.
Die Phase im Prozess in der ich versuchte das Potenzial meiner Textilien in der akustischen Anwendung aufzuzeigen, war länger und intensiver als anfänglich gedacht. Durch eine breite Recherche im Bereich akustische Textilien konnte ich zwar schnell Hypothesen aufstellen, wurde jedoch von einem nicht einbe-
rechneten Parameter überrascht. Der Einfluss der Spannung des elastischen Basisstoffes beeinflusste die gesamte Absorption negativ, wodurch meine Hypothese, dass die Schallabsorption mit der Verformung steigt, nicht bestätigt wurde. Beim Vergleich von verschiedenen Stickereien und Oberflächenverformungen, ohne Berücksichtigung der Spannung, konnte ich dann aber bestätigen, dass eine grössere Oberflächenverformung besser absorbiert.
Bei der Gestaltung akustischer Textilien für den halböffentlichen Raum ist es entscheidend, dass sie flammhemmende Eigenschaften aufweisen. Aus diesem Grund habe ich für mein Projekt nebst dem Lycra Stoff ausschließlich Textilien von Création Baumann verwendet, der diese Anforderungen erfüllt. Ausserdem habe ich versucht, um die Kreislauffähigkeit meines Textils zu gewährleisten, mit Textilien gleicher Materialeigenschaften zu arbeiten. Dies stellte sich jedoch als schwierig heraus. Ich konnte keine passende Alternative für den Lycra-Stoff finden, der sowohl flammhemmend als auch die gewünschte Elastizität besitzt. Für zukünftige Projekte wäre es wichtig, einen geeigneten Ersatz für den Lycra-Stoff zu finden.
59 REFLEXION
Die Arbeit hat gezeigt, dass meine neuartigen Textilien als akustische Textilien in Form unkonventioneller, künstlerischer Körper im halböffentlichen Raum wie Restaurants, Coworking Spaces oder Bars eingesetzt werden können. In der Modularität sehe ich viel Potenzial für die Gestaltung. Die Modularität ermöglicht die Gestaltung von diversen Körpern, welche von organischskulptural bis hin zu geometrisch-linear reichen können. Ausserdem kann mit verschiedenen Farbkombinationen und Mustern experimentiert werden, was den Gestaltungsspielraum noch mehr öffnet.
Insgesamt bietet die Forschungsarbeit eine vielversprechende Grundlage für die Weiterentwicklung von unkonventionellen, dreidimensionale akustischen Textilien für den Innenraum, als auch in anderen Anwendungsbereichen wie Mode- oder Produktdesign. Mit der Integration digitaler Technologien und der Suche nach geeigneten Materialien besteht die Möglichkeit, ressourcenschonende, funktionale und ästhetisch ansprechende akustische Lösungen zu entwickeln.
60 & AUSBLICK
DANK
MENTOR Thai Hua
FACHMENTOR Armin Taghipour
Manuel Isenegger
Thomas Graf
CRÉATION BAUMANN Eliane Ernst
Annarös Kochan
TEXTILWERKSTATT
SCHRIFTLICHE ARBEIT Dagmar Steffen