Torsten Kies
Technik einfach begreifen
Alltagsobjekte nachbauen und verstehen
Vorwort
6
Danksagung
8
1 Viele Wege führen zum Ziel – Das Beispiel Flaschenöffner
14
1.1 Funktionsanalyse
14
1.1.1 Allgemeine Vorgehensweise und Begriffserklärung
14
1.1.2 Varianten zum Öffnen von Flaschen
19
1.2 Korkpfropfen
22
1.2.1 Aufbau und Prinzip der Abdichtung
22
1.2.2 Öffnungsvorgang durch innere Krafteinwirkung
26
1.2.3 Öffnungsvorgang durch äußere Krafteinwirkung
27
1.3 Kronkorken
36
1.3.1 Aufbau und Prinzip der Abdichtung
36
1.3.2 Öffnungsvorgang durch äußere Krafteinwirkung
37
1.3.3 Gestaltung eines einfachen Öffnungswerkzeuges für Kronkorken
40
1.4 Schraubverschluss
43
2 Wie wichtig Proportionen sind – Ein Frühstücksbrettchen entsteht
46
2.1 Länge und Breite eines Frühstücksbrettchens
46
2.1.1 Proportionen bei flächigen Anwendungen
46
2.1.2 Proportionen bei mechanischer Belastung
49
2.1.3 Proportionen aus ästhetischer Sicht
50
2.1.4 Auslegungsfehler und deren Konsequenzen
51
2.1.5 Ableitung von Proportionen nach objektiven Kriterien
51
2.1.6 Möglichkeiten der Begutachtung
54
2.1.7 Festlegung der Abmessungen
56
2.1.8 Materialauswahl
57
2.2 Umsetzung des Entwurfs
58
2.3 Mehraufwand bei schönen Formen
64
2.4 Nachbearbeitung
68
3 Teile die zusammengehören – Eine Starteinrichtung für Silvesterraketen entsteht
71
3.1 Funktionsanalyse
71
3.2 Proportionen der Einzelteile
75
3.3 Möglichkeiten zur Verbindung von Einzelteilen
78
3.3.1 Übersicht
78
3.3.2 Schweißverfahren
79
3.3.3 Kleben
80
3.3.4 Nageln und Krampen zum Verstiften von Bauteilen
84
3.3.5 Schrauben
88
3.3.6 Klemmen
91
3.4 Montage der Raketenstartrampe
93
3.5 Variationsformen
100
4 Serienfertigung im Beispiel – Eine Schlange mit vielen gleichen Segmenten
101
4.1 Aufbau aus einzelnen Segmenten
101
4.2 „Serienfertigung“ der Segmente
106
4.2.1 Fertigungsaspekte am Beispiel Schlangenbau
106
4.2.2 Allgemeines zur Fertigung
107
4.2.3 Handwerkliche Produktion
108
4.2.4 Industrielle Fabrikation
111
4.2.5 Industrielle Serienfertigung
113
4.2.6 Auf das Erzeugnis fokussierte postindustrielle Produktion
116
4.2.7 Anwendungen der Produktionsweisen
118
4.3 Herstellungsprozess
119
4.3.1 Herstellung der Einzelteile
119
4.3.2 Zur Farbgestaltung
121
4.3.3 Montage
122
4.3.4 Zusammenfassung von Produktionsweisen am Beispiel
123
5 Möbelbau in Kastenbauweise
126
5.1 Konstruktiver Aufbau
126
5.1.1 Überblick
126
5.1.2 Entwerfen von Kastenelementen für Stapelmöbel
127
5.1.3 Entwerfen eines Cajóns
133
5.1.4 Entwerfen eines Kastenregals
134
5.2 Grundsätzliches zur Bemaßung
136
5.2.1 Messaufwand
136
5.2.2 Regeln für das Technische Zeichnen
137
5.2.3 Bemaßung zur Festlegung der Geometrie
140
5.3 Entwürfe für konkrete Kastenmöbel
143
5.3.1 Vorgehensweise
143
5.3.2 Auslegung der Stapelmöbel
144
5.3.3 Auslegung des Cajóns
148
5.3.4 Auslegung des Kastenregals
149
5.4 Stückliste – Übersicht über viele Einzelteile
153
5.5 Montage
156
5.6 Zur Oberflächenbehandlung
166
6 Alles muss zusammenpassen – Eine Kegelbahn für jeden Ort
167
6.1 Grundidee
167
6.2 Technische Umsetzung
168
6.3 Passungen und Toleranzen
171
6.3.1 Einführung
171
6.3.2 Erwünschte Toleranzen und technologisch bedingte Maßabweichungen
174
6.3.3 Konstruktiv notwendige Passung
176
6.3.4 Technologische Streuung
178
6.3.5 Festlegung der Toleranz
178
6.3.6 Möglichkeiten zum konstruktiven Toleranzausgleich
180
6.4 Herstellung der Kegelbahn
183
6.5 Weitere Projektvorschläge
192
6.5.1 Schutzschild aus Holz
192
6.5.2 Boot aus zwei Hälften
193
7 Aus zwei Dimensionen mach drei – Ein 3D Puzzle entsteht
194
7.1 Grundidee
194
7.2 Computergestützte Konstruktion und Fertigung
197
7.2.1 Computergestützte Konstruktion
197
7.2.2 Computergestützte Fertigung
203
7.2.3 Konsequenzen und Bedeutung der computergestützten Konstruktion und Fertigung
204
7.3 Konstruktion
204
7.4 Herstellung
212
7.5 Arbeit mit dem 3D-Drucker
214
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