Unter »Klappen« ist die räumliche Veränderung eines starren Objektes um eine oder mehrere Achsen zu verstehen. Dieser Prozess ist in fast allen Fällen rückgängig zu machen. Dafür werden zwei steife Materialien durch ein Gelenk verbunden. In der Anwendung ist es nicht nur möglich, Objekte durch Klappen zu verkleinern. Auch Ab-, Auf- oder Zudecken ist möglich. Ein zusätzlicher Schutz kann dadurch geboten werden. Bei Multifunktionsprodukten dient dieses Prinzip dazu, die jeweiligen Elemente durch Ausklappen separat zu nutzen. Verschiedene Scharnierarten erlauben unterschiedlichste Anwendungen.

Open Plakat zum Klappen

Eine Faltung verursacht eine Verformung des Materials von der Fläche in den Raum. Dadurch wird je nach Prinzip Steifigkeit, Verkleinerung des Volumens oder eine Oberflächenvergrößerung erzeugt. Im Gegensatz zum Klappen sind es hier weiche und biegsame Materialien, die durch diesen Vorgang neue Eigenschaften erhalten. Der Vorgang des Faltens – knicken, falzen, knittern, kniffen, umschlagen und zusammenlegen – ist stets reversibel. Bei den Resultaten gefalteter Objekte gilt es noch zu unterscheiden zwischen der Faltung als statische oder kinetische Komponente und der Anwendung, um lediglich eine Faltoptik zu erhalten.

Open Plakat zum Falten

Ein Blow-Up bezeichnet die Veränderung eines Objektes mittels Einführung eines Gases durch ein druckstabiles Ventil. Am häufigsten wird dafür Luft verwendet, da diese reichich und gratis vorhanden ist. Durch die Regulierung des Drucks lässt sich die Oberflächenspannung des Objektes kontrollieren. In anderen Fällen wird auch Helium oder Wasserstoff verwendet. Gasbefüllte Objekte treiben im Wasser nach oben. Es kann unterschieden werden zwischen permanenten und reversiblen Blow-Ups. Erstere werden im Herstellungs-Prozess aufgeblasen und härten dann aus. Zum Beispiel in der Glasbläserei oder bei Streck- und Extrusionsverfahren von Kunststoff und Metall. Für reversible Blow-Ups werden luftdichte flexible und elastische Materialien verwendet, die nach Bedarf mit festen Elementen kombiniert werden.

Open Blow-Up-Plakat

Beim Stecken und Schachteln werden Objekte ganz oder nur mit Teilen ihrer Volumen ineinander versenkt. Das Prinzip ist immer für ein Ensemble von mehreren Objekten vorgesehen. Beim Schachteln wird ein kleines Volumen komplett in einem größeren versenkt. Die Objekte können hier unterschiedliche Formen annehmen. Einzige Voraussetzung ist, dass die Objekte von einander umschlossen werden können. Beim Stecken werden nur Teile der Objekte ineinander gesteckt. Die Objekte können beim Stecken die gleiche Form haben. Sie müssen aber mindestens eine ähnliche Form haben. Das Thema Stecken und Schachteln spielt in der Gestaltung von Alltagsgegenständen eine wichige Rolle.

Open Plakat zu Stecken und Schachteln

Staffeln, Stapeln und Packen sind Anordnungsprinzipien durch formschlüssige Verfahren. Eine Staffelung beschreibt eine abgestufte Anordung von Objekten, die sich bei gleicher Form in Größe und Volumen unterscheiden. Um etwas stapeln zu können, müssen die jeweiligen Teile formschlüssig ineinander oder aufeinander passen. Beim Packen liegt der Fokus darauf, den Raum effektiv zu nutzen, d.h. eine maximale Anzahl der Teile auf minimalem Raum anzuordnen. Es sind nur diejenigen Objekte zum Staffeln, Stapeln und Packen geeignet, die im Herstellungsprozess entsprechende Formeigenschaften erhalten. In der Regel sind diese auf eine Massenproduktion ausgelegt. Meist mit Verarbeitungstechniken wie Spritzguss, Abformung
und Tiefziehen, da diese die erforderliche Reproduziergenauigkeit garantieren. Zusätzlich sind solche Objekte oft in die jeweiligen Einzelteile zerlegbar. Dadurch ist es möglich, viele Objekte auf minimalem Raum zu lagern und zu transportieren.

Open Plakat zu Staffeln, Stapeln, Packen

Grundsätzlich ist zwischen sechs Gelenkarten zu unterscheiden:
Das Scharniergelenk und das Radgelenk sind durch den Freiheitsgrad von 1 (f=1) in zwei Richtungen beweglich, Sattelgelenk und Eigelenk lassen sich in vier Richtungen (f=2) bewegen und das Kugelgelenk erschließt durch f=3 alle 6 Bewegungsrichtungen. Alle weiteren Gelenke sind lediglich Variationen dieser sechs. Die Bewegung eines Gelenkes ist entweder durch die Rotation (Drehung) oder die Translation (geradlinige Bewegung) bestimmt sowie Kombinationen daraus. Durch Aneinandereihung immer wieder gleicher Gelenkmodule entstehen Gelenkketten (Bsp.: Kettensäge).

Open Plakat zu Gelenken und Gelenkketten

Zelt- und Schirmkonstruktionen bestehen aus Gerüsten und spannbaren Häuten. Synergien der festen Bauteile (Gerüst) und der dünnen, flexiblen Flächen (Haut) ermöglichen stabile Konstruktionen mit großen Flächen bei minimalem Materialaufwand. In ihrer ursprünglichen Verwendung für temporäre Raumerschließungen und Überdachungen liegt der Fokus auf dem schnellen und handlichen Auf- und Abbau der Konstruktionen. Weiterentwicklungen des Themas Zelt bzw. Gerüst und Membran haben jedoch auch zu fest installierten Architekturen geführt, die sich durch die erwähnte Materialreduktion sowie die enstehenden, oft organisch anmutenden, Formen der gespannten Flächen auszeichnen. Außerdem haben Gegenstände dieser Bauweise flexible
Eigenschaften, die für verschiedene Zwecke (bsp. „Polsterung“ oder kinetische Installationen) benutzt werden.

Open Plakat zu Zelt- und Schirmkonstruktionen

Lösbare Verbindungen werden bei Objekten oder Objektverknüpfungen eingesetzt, deren Funktion oder Nutzung wiederholt ein Auseinandernehmen und Zusammensetzen erfordert. Daher sind es in der Regel zwei Komponenten, die fest an dem jeweiligen Objektteil angebracht sind. Obwohl diese Verbindungen beweglich sind, funktionieren sie nicht als Gelenke. Lösbare Verbindungen sind beispielsweise Klettverschlüsse, Reißverschlüsse, Stiftverbindungen, Bolzenverbindungen und federnde Druckelemente. Sowohl die Formschlüssigkeit als auch die Kraftschlüssigkeit sind für Form und Funktion wesentlich und können je nach Anforderung einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.

Open Plakat zu lösbaren Verbindungen

Tensgrity ist eine Wortkomposition aus „tension” (engl. für Spannung) und „integrity” (engl. für Intaktheit, Widerstandsvermögen). Diese Wortschöpfung ist dem Gestalter R. Buckminster Fuller zuzuschreiben. Die Geometrie dahinter existiert aber schon wesentlich länger. Tensegrity-Strukturen bestehen aus räumlichen oder ebenen Stabwerken. Dabei berühren die Stäbe sich nicht untereinander, sondern sind lediglich über Zugelemente miteinander verbunden. Die Zug- und Druckkräfte, die hierbei entstehen, müssen im Gleichgewicht sein. Deshalb muss das System nicht gelagert sein, da die einzeln aufgebrachten Kräfte Gleichgewichtsgruppen darstellen. Das Last-Verformungsverhalten variiert mit seinen Steifigkeits- und Vorspannverhältnissen.

Open Tensegrity Plakat

Pop-Ups sind Objekte, die durch Parallel- oder Winkelfaltungen zwei Zustände einnehmen können. Hierfür ist die Faltung die klassische Methode, um diese zwei Stadien zu ermöglichen. Aber auch die Kombination von flexiblen und steifen Materialen ist zielführend. Durch das Aufklappen der Außenflächen entfaltet sich das darin befestigte Objekt und verändert so seinen flachen in einen raumgreifenden Zustand. Dabei ist es entscheidend, ob die Konstruktion auf das Aufklappen von 90°, 180° oder 360° ausgelegt ist. Durch dieses Prinzip ist es möglich nach Bedarf und spontan Volumen und Flächen im Raum zu erzeugen. Dieses findet oft auch Anwendung in Kinderbüchern. Aber auch für Campingequipment, Verpackungen und andere sporadisch benötigte Produkte ist es ein zweckmäßiges Prinzip.

Open Pop Up Plakat