Let’s learn about different materials in product design!

Historical Context

Wichtige Begriffe:

biobasiert: meint einen Stoff tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, der aber nicht immer kompostierbar ist, da er chemisch behandelt sein kann (EU-Kommission, 2022)

Cradle-to-Cradle (c2c): beschreibt einen geschlossenen Kreislauf von Rohstoffen – von der Gewinnung über den Einsatz bis zur Wiederverwertung oder Kompostierung;

kompostierbar: ist ein Material (nach EU-Verordnung), wenn es sich innerhalb von drei Monaten zu 90 % zersetzt (EU-Kommission, 2022);

kreislauffähig: meint ein Material, das in einen biologischen oder technischen Kreislauf zurückgeführt werden kann;

Nachhaltigkeit: meint die enge Verflechtung der drei gleich wichtigen Bereiche Ökologie, Soziales und Ökonomie – den Schutz der Umwelt, eine verantwortungsbewusste soziale und gesellschaftliche Entwicklung und nachhaltiges wirtschaftliches Denken und Handeln, eine weitere Bezeichnung für diese Konstellation ist das „Nachhaltigkeitsdreieck“ oder „Drei-Säulen-Modell der Nachhaltigkeit“;

Ökologie: beschäftigt sich mit Lebewesen in ihrem natürlichen Umfeld und setzt sie in Beziehung zu anderen Organismen und deren Lebensräumen – allgemein ist es die Aufgabe der Ökologie, die Auswirkungen, die unser Handeln auf die Umwelt hat, zu beleuchten;

ökologische Nachhaltigkeit: wir sollen die Natur nicht ausbeuten (Raubbau) und unsere natürliche Lebensgrundlage darf nur in dem Ausmaß beansprucht werden, wie es der Natur möglich ist, sich zu regenerieren;

ökologischer Fußabdruck: beschreibt ein Messinstrument, anhand dessen die CO2-Emissionen einer einzelnen Person anhand deren Lebensweise genau ermittelt werden (Brot für die Welt, n. d.);

ökonomische Nachhaltigkeit: eine Gesellschaft sollte nicht über ihre wirtschaftlichen Verhältnisse leben, die aktuelle Generation sollte immer so handeln, dass der nachfolgenden Generation keine Nachteile entstehen;

organisch: ist ein Stoff – tierisch oder pflanzlich –, der direkt der Natur entstammt und aus Kohlenstoffverbindungen besteht;

recycelt: ist ein Material dann, wenn der gebrauchte Werkstoff durch ein chemisches oder mechanisches Verfahren wiederverwertet wird, aus dem Abfallprodukt wird so ein Sekundärrohstoff (raumprobe, n. d.-a);

regional: sind Roh- oder Werkstoffe, die aus einem räumlich begrenzten Gebiet stammen und auch dort verarbeitet werden (Bäuerle & Lohmann, 2021, S. 25);

ressourceneffizient: bedeutet einen sparsamen Umgang mit (immer knapper werdenden) Rohstoffen zu finden; dabei geht es zum einen um das Material selbst, als auch um den Verbrauch von Wasser und Energie (raumprobe, n. d.-b);

sortenrein: ist ein Werkstoff, wenn er aus nur einem Material besteht (Bäuerle & Lohmann, 2021, S. 58);

soziale Nachhaltigkeit: diese stellt den Menschen in den Mittelpunkt und zielt darauf ab, allen Menschen ein würdiges Leben zu ermöglichen – die Prinzipien der Fairness und gerechter Verteilung von Ressourcen, Menschenrechte, faire Arbeitsbedingungen, Chancengleichheit, Inklusion, Bildungschancen, Geschlechtergleichheit und das Eindämmen von Armut und Hunger (Leymann, n. d.);

trennbar: Komposite (Zusammensetzungen) unterschiedlicher Ausgangsstoffe können leicht oder auch schwer voneinander getrennt werden;

vegan: bedeutet, auf tierische Rohstoffe zu verzichten (Bäuerle & Lohmann, 2021, S. 27) und schließlich

Zertifikate: oder Deklarationen weisen ökologische oder nachhaltige Qualitäten nach (Bäuerle & Lohmann, 2021, S. 5).

Material gestern und heute

Im laufe unserer Geschichte hat der Mensch immer nach neuen Materialien gesucht, um Werkzeuge und Alltagsgegenstände herzustellen. Zu den ältesten Materialien gehören Holz, Stein, Leder, Knochen, Keramiken und Wolle. Sogar verschiedene Zeitalter wurden nach Materialien benannt sowie die Steinzeit oder die Bronzezeit. Am Anfang hatten wir nur sehr wenige Materialien zur Auswahl aber dies wurde immer weiter ausgedehnt. So kamen zum Beispiel in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts Kunststoffe auf den Markt, die unsere Produktionsmöglichkeiten revolutionieren aber auch zu vielen Nachhaltigkeitsproblemen führten. In den letzten Jahren wurde viel geforscht um nachhaltigere Materialien zu entwickeln, die eine ähnliche Vielfalt und Nutzung ermöglichen.

Da die Vielfalt der materialen so stark gewachsen ist kann es schwierig sein zu wissen welches Material in welchem Kontext am sinnvollsten genutzt werden kann. Um Materialenthusiasten und Designern zu helfen gibt es auch Unternehmen die darauf spezialisiert sind diesen Findungsprozess zu erleichtern.

Neue Materialien:

Neu- wiederentdeckt es werden nicht nur Materialien als neue Materialien klassifiziert, die in den jetzigen Jahren erfunden wurden sondern auch solche, die in der Vergangenheit in Vergessenheit geraten sind (entweder komplett oder teilweise) und die neue Nutzung finden, da sie besonders nachhaltig sind (wie z.B. Birkenrinde, Kalk, Lehm oder Rattan).

Neu- eingesetzt (oder Materialsprung) sind solche Materialien die bereits in einer anderen Branche genutzt wurden und jetzt in einem neuen Kontext Nutzung finden. (Es zählen auch Materialien, die bisher nicht offen sichtbar werden aber deren Ästhetik neuen Anklang findet )

Neu- kombiniert (Verbundwerkstoffe) sind Sandwichkonstruktionen, die genutzt werden um die Eigenschaften mehrerer Materialien miteinander zu kombinieren.

Neu- be- und verarbeitet sind alte Materialien, die durch verschiedene Behandlungen neue und ungewöhnliche Oberflächen erhalten (so also neu wirken ohne wirklich neu zu sein)

Neu- unbekannt die materialforschung entwickelt konstant neue Werkstoffe, allerdings reicht es oft schon wenn ein Material in einer Branche unüblich ist auch wenn es schon lange auf dem Markt ist (wie beim Materialsprung). Diese Werkstoffe werden oft gefunden wenn Eigenschaften von verschiedenen Materialien miteinander kombiniert werden um z.B. ein Material stärker zu machen.

Vorteile von neuen Materialien:

Weiterentwicklung, im Umgang mit neuen Materialien eröffnen sich auch neue Designmöglichkeiten die Zuge Erforschung einladen. Konstruktive Vorteile wie bei der Montage, Spannweite usw., Neue Formen und Design das beinhaltet engere Radien und Details, Wettbewerbsvorsprung dieser kann z.B. in der Konstruktion, Logistik aber auch Ästhetik liegen und Nachhaltigkeit unsere bisherigen Materialien sind den Anforderungen nur begrenzt gewachsen, neue Materialien werden entwickelt um dies zu ändern.

Um die richtigen Materialien zu entwickeln müssen Labore, Designer und die Industrie zusammenarbeiten. Es bringt nichts wenn ein nachhaltiges Material ohne Nutzen entwickelt wird oder wenn niemand davon weiß.

Digitalisierung: Computer können genutzt werden um complex Experimente zu simulieren und somit die Entwicklung effizienter zu gestalten (ich vermute, dass uns hier mit AI noch ein großer Wissenssprung bevorsteht).

Material und Kultur

Materialien haben verschiedene Bedeutung, abhängig vom kulturellen Kontext, wobei es auch viel überlappung gibt. Traditionelle Materialien werden als hochwertiger wahrgenommen als synthetische. Das Wissen über Materialien und deren Nutzung hat sich mit den Jahrhunderten um den Globus verbreitet. Haushalte in Europa besitzen ca. 10 000 Gegenstände, in Amerika ca. 30 000 und in eingeborenen Stämmen in Afrika ca. 150

Die Entwicklung von Kultur, Materialien, Produkten und Lebensweisen sind eng miteinander verflochten und nehmen Einfluss aufeinander, selbst Konflikte und Kriege beeinflussen wie Wissen über verschiedene Materialien und herstellungsweisen sich verbreiten, miteinander kombiniert werden und welche Produkte in dem jeweiligen Kontext benötigt werden. Architektur, Innenarchitektur und Design sowie Handwerk beeinflussen einander auch kontinuierlich.

Besonders die Architektur ist eng mit der Entwicklung neuer Materialien verbunden, so wirkten sich die technischen Möglichkeiten der Materialien auf die Formsprache einer Epoche aus, aber die ästhetischen Ansprüche ermutigen auch zum experimentieren um neue, praktische Lösungen für sie zu finden.

Mit der Industrialisierung wurden neue Möglichkeiten aber auch Probleme geschaffen, einerseits war es möglich Elektrizität zu nutzen um effizienter und schneller zu produzieren, andererseits führten die neuen Fabriken zu starker Umweltverschmutzung und inhumanen Arbeitsumfeldern. Die Dampfmaschine war in dieser Zeit eine revolutionäre Erfindung.

Ein weiterer großen Schritt ist auch die Entwicklung von Kunststoffen im 20ten Jahrhundert. Plastik ist aus unserer heutigen Welt kaum weg zu denken doch es stellt uns auch vor viele Probleme im Bezug auf Nachhaltigkeit. Die meisten Kunststoffe werden auf der Basis von Erdöl hergestellt (Petrochemisch) und sind nicht mehr selbst von der Natur abbaubar.

Material und Handwerk

Ein Handwerker im traditionellen Sinne braucht viel Wissen über Materialien und ihre spezifische Anwendung, die Ausbildung kann mehrere Jahre dauern da er oder sie ein Produkt einzeln, auf Bestellung und von Anfang bis Ende herstellt.

Diese Herangehensweise wurde in der Industrialisierung hinterfragt und sie konnte nicht mit den Manufakturen konkurrieren, die wie am Fließband herstellten, so dass ein Mitarbeiter nur einen einzigen Arbeitsschritt bei vielen Schuhen übernahm. Diese Person hatte eine einfache Aufgabe und brauchte so auch keine komplexe Ausbildung.

Manufakturen stehen somit zwischen Handwerkern und der Industrie und bieten Raum für Expertise und Innovation. In der Industrialisierung ist der Übergang zwischen kleineren Betrieben und größeren Manufakturen fließend.

Einen großen Unterschied machen hier Elektrizität und besonders elektrisches Licht, so kann rein theoretisch rund um die Uhr gearbeitet werden. Der Mensch hat eine neue Möglichkeit, aber auch eine neue Herausforderung. Damit gehen Fabrikarbeit, Landflucht und Urbanisierung einher.