Nya träfiberbaserade material = nya
formgivningsmöjligheter?
New wood fibre based materials = new
design posibilities?
Hanna Carlsson
[Huvudområde: Material- och produktutveckling, hållbar utveckling] [Kandidatuppsats]
[Examensprojekt, 14hp] [VT 2019]
Sammanfattning
Denna studie har fokuserat på materialutveckling genom att undersöka hur ett träfiberbaserat material skulle kunna utformas för att göra det möjligt att skapa dubbelkrökta ytor på ett hållbart sätt. Fördjupningsområden i studien har varit material och produktdesign samt hållbar utveckling. Till studien har ett projekt genomförts utifrån metoden Material Driven Design. Resultatet blev ett material komponerat av restmaterial från andra produktioner. Spånfibrer från träverkstäder samt benlim som tillverkas av rester från slaktindustrin har använts för att skapa ett gjutbart, träfiberbaserat och helt organiskt material. Resultatet av materialutvecklingen applicerades på ett produktkoncept för att visa hur materialet skulle kunna användas samt för att ge en bild av hur materialutveckling och produktdesign kan samspela för att öppna nya formgivningsmöjligheter.
Nyckelord: Material Driven Design (MMD), hållbar utveckling, emotional design, materialutveckling, produktdesign
Abstract
This study has focused on material development to investigate how a new wood fiber-based material could be designed to make it possible to create double-curved surfaces in a sustainable way. Areas that has been focused on in the study have been materials and product design and sustainable development. A project has been carried out for the study based on the method Material Driven Design. The result was a material composed of residual material from other productions. Chip fibers from wooden workshops as well as bone adhesives made from residues from the slaughtering industry have been used to create a castable, wood fiber based and completely organic material. The result of the material development was applied to a product concept to show how the material could be used and to give a picture of how material development and product design can interact to open new design possibilities.
Key words: Material Driven Design (MDD), sustainable development, emotional design, material development, product design
Innehållsförteckning
Ordlista ... 6 1 Inledning ... 1 1.1 Frågeställning ... 3 1.2 Syfte ... 3 1.3 Fördjupningsområde ... 4 1.4 Avgränsningar ... 4 2 Teoretiskt ramverk ... 5 2.1 Hållbar utveckling ... 5 2.2 Emotional design ... 72.3 Material och produktutveckling ... 8
2.4 Trä, ett förnyelsebart och nedbrytbart material ... 10
2.5 Problematiken med dubbelkrökta ytor ... 11
2.6 Lim och bindemedel ... 12
3 Metod ... 14
3.1 Material Driven Design (MDD) ... 14
3.1.1 MDD – Steg 1 ... 16
3.1.2 MDD – Steg 2 ... 17
3.1.3 MDD– Steg 3 ... 17
3.1.4 MDD – Steg 4 ... 19
4 Resultat och analys ... 21
4.1 Resultat och analys av MDD – Steg 1 ... 21
4.2 Resultat och analys av MDD – Steg 2 ... 27
4.3 Resultat och analys av MDD – Steg 3 ... 27
4.4 Resultat och analys av MDD – Steg 4 ... 29
5 Slutsats ... 35
6 Diskussion ... 37
Källförteckning ... 40
Ordlista
Nedan förklaras ord och begrepp som behandlas i texten.
Dubbelkrökt yta En dubbelkrökt yta är böjd i två riktningar, exempelvis en sfär eller klot (Unionpedia, 2019).
Biologiskt nedbrytbart material Ett material eller produkt som bryts ner av naturligt förekommande mikroorganismer antingen i vatten eller jord/kompost. Bionedbrytbara material utvärderas efter graden av nedbrytning, nedbrytningshastighet samt produktens eller materialets inverkan på miljön i övrigt (RISE, 2019).
Tinkering En fysisk och experimentell process där
materialet testas, undersöks och utvärderas (Karana et al. 2015).
Sensorisk Hur ett material uppfattas av människor genom alla sinnen: doft, syn, hörsel, känsel och smak (Karana et al. 2015).
Benchmark Ett sätt att utvärdera en produkt i förhållande till andra produkter inom samma område för att positionera och jämföra dem med varandra (Cambridge Dictionary, 2019).
1 Inledning
Trä är en viktig naturresurs och ett viktigt material i Skandinavien. Det är samtidigt ett ekologiskt nedbrytbart material som ingår i naturens kretslopp. De produkter som omger oss har alla en inverkan på miljön och vissa har större påverkan än andra. Trä är ett populärt material att arbeta med då det är ett av de material som har en mindre påverkan på miljön. 2016 var trä och varor av trä den tredje största varugruppen omsättningsmässigt i Sverige. Den femte varugruppen på samma lista var möbler och heminredning (SCB, 2018). Många möbler och inredningsprodukter är tillverkade av just trä i olika former. En nackdel med trä som råmaterial är att det har begränsningar när det kommer till de tekniska egenskaperna och formerbarheten. De utvecklade bearbetningstekniker som används i moderna industrier har ändå öppnat formgivningsmöjligheter av träbaserade material i stor skala som tidigare inte var möjligt. Teknikutvecklingen har gjort att dubbelkrökta ytor av trä numera är möjliga att tillverka, genom bland annat så kallad 3D-fanér. Svarvning och fräsning är två exempel på relativt enkla tekniker för att skapa dubbelkrökta ytor av massivträ. Detta används oftast för mindre detaljer som stolsben i möbelindustrin, se figur 1. Tyvärr genererar dessa bearbetningstekniker mycket spillmaterial. Det är i längden inte ett hållbart sätt att använda våra naturresurser.
Figur 1. Exempel på en fräst trädetalj (Foto: leManoosh. 2019).
Denna studie kommer undersöka alternativa träfiberbaserade material för att se om det är möjligt att skapa 3-dimensionella, dubbelkrökta ytor på ett mer miljövänligt och hållbart sätt. Problemområdet som identifierats är dubbelkrökta ytor i trämöbelindustrin. Problematiken ligger inte specifikt i möbler av trä utan i alla träprodukter som kräver dubbelkrökta ytor. För att lättare samla information om de material som använd idag och vad som finns på marknaden begränsades problemområdet till möbler men användningsområdet för materialet i denna studie är inte låst till att appliceras i möbelindustrin. Även andra träprodukter med dubbelkrökta ytor kan komma att bli aktuella för studiens slutliga produktkoncept. Syftet är att hitta ett material som har en mindre påverkan på miljön än till exempel polymerer. I projektet kopplat till studien har träfibrer och organiska bindemedel utforskats för att försöka utveckla ett nytt träfiberbaserat material som är gjort av 100 procent organiska komponenter. Materialet kommer appliceras i ett produktkoncept för att exemplifiera ett användningsområde inom produktdesign. Det är intressant att undersöka hur nya, kreativa utvecklingssteg inom både material och produktionstekniker kan påverka designerns arbete genom att öppna upp för nya formgivningsmöjligheter. Studien berör också hur material på produkter påverkar användaren. Designprojektet kan även ses som ett kunskapsbidrag
som ger exempel på hur en designer kan förhålla sig till ett nytt material i sin formgivningsprocess. Det kommer även bidra med kunskap kring relationen mellan material och design samt hur dessa förhåller sig till hållbar utveckling.
1.1 Frågeställning
Hur skulle ett nytt träfiberbaserat material kunna utformas för att göra det möjligt att skapa produkter med dubbelkrökta, 3-dimensionella ytor?
”Hur skulle en produkt kunna formges utifrån egenskaperna i det nya materialet?” är en underfråga som kommer besvaras genom att materialresultatet appliceras på ett produktkoncept. Produktkonceptet görs för att exemplifiera hur materialet skulle kunna användas för att utnyttja egenskaper och kvalitéer i materialet på ett så effektivt sätt som möjligt.
1.2 Syfte
Syftet med studien är att generera ett kunskapsbidrag kring material och design i samspel med hållbar utveckling. Studien ska bidra med ny kunskap kring materialutveckling och hur nya materials egenskaper kan påverka en designers arbete genom att öppna upp nya formgivningsmöjligheter baserade på materialet som används. Resultatet ska visa hur ett nytt träfiberbaserat material av helt naturliga råvaror skulle kunna utformas och appliceras på en produkt. Kunskapsbidraget har en extern relevans då materialutvecklingen ämnar resultera i ett material som är organiskt och helt biologiskt nedbrytbart, något som idag inte finns på marknaden. Resultatet har även en intern relevans för designers som arbetar med material samt materialutvecklare som arbetar med hållbar utveckling. Studien syftar till att på ett hållbart sätt göra det möjligt att skapa 3-dimensionella, dubbelkrökta ytor av ett biologiskt nedbrytbart material.
1.3 Fördjupningsområde
Fördjupningsområdet för studien har varit hållbar utveckling samt material och design. I studien har alternativa material utforskats och alla beslut i materialutvecklingsprocessen har baserats på ett miljöperspektiv.
1.4 Avgränsningar
Studien kommer att avgränsa sig till att undersöka material av träfibrer som huvudmaterial. Endast fibermaterial från Skandinavien kommer att undersökas. Detta för att den givna tidsramen är för liten för att hinna titta närmare på alla cellulosabaserade och fibermateriel som finns i övriga världen. Studien avgränsades också till att endast undersöka lim och bindemedel som inte är baserade på ämnen från litosfären. Det innebar att endast organiska och animaliska bindemedel undersöktes för att materialet skulle vara helt biologiskt nedbrytbart. Etisk diskussion kring användningen av animaliska bindemedel återkommer senare i kapitlet för diskussion.
Även den ekonomiska aspekten är något som inte kommer beröras i studien. Fokus ligger på utvecklingen av ett material och endast ett exempel på appliceringsområde kommer tas fram. Den ekonomiska aspekten för konsumenten blir därför inte relevant då ingen produkt kommer sättas i produktion och det blir därför svårt att beräkna en eventuell produktkostnad. Tillverkningsmetoder industriellt kommer inte heller beröras i studien. Tankar och förslag kring möjliga tillverkningsmetoder kommer diskuteras i studien men detta är inget som kommer utredas utan endast inkluderas i diskussionen som möjlig utveckling av materialet i framtiden.
2 Teoretiskt ramverk
Det teoretiska ramverket för denna studie omfattar teorier kring fördjupningsområdena material- och produktutveckling samt hållbar utveckling. I avsnittet om ”Material och produktutveckling” används tre teorier för att förklara hur material samspelar med de produkter som designas. De ger även en bild av vilken roll materialet spelar i en formgivningsprocess. Teorierna förklarar hur materialupplevelsen är en viktig del i en produkt för såväl designern som användaren. Teorierna valdes ut för att de ger en förståelse för hur en designer kan förhålla sig till material under formgivningsprocessen, vilka faktorer som är viktiga och hur val av material påverkar formgivningsprocessen. Dessa teorier är även kopplade till Material Driven Design, en metod som används i studien. Teorierna i avsnittet ”Hållbar utveckling” valdes för att ge en överblick av vad hållbar utveckling innebär. I avsnitten om ”Problematiken kring dubbelkrökta ytor” har information hämtats främst från trämöbelindustrin då det är en stor bransch som ofta stöter på problem inom just detta område. Avsnittet valdes att inkluderas för att ge en förståelse för bakgrunden till den problematik som studien riktar sig till.
2.1 Hållbar utveckling
Jorden kan delas in i fyra ekologiska sfärer, atmosfären, biosfären, hydrosfären och litosfären. Dessa är de fyra källorna för materialutvinning av naturresurser. Inom de fyra sfärerna finns olika kretslopp och system för hur de opåverkade materialen omsätts inom sfärerna. Ekologisk hållbar utveckling handlar om att förstå och förvalta naturmaterial. Att designa för hållbar utveckling bygger på förståelsen för naturens resurser och att förvalta dessa på ett sätt som skapar så lite inverkan på miljön som möjligt (Thorpe, 2008). För att jorden inte ska fortsätta att brytas ner och påverkas negativt av det sätt vi idag använder naturresurser krävs innovativa,
kreativa och strategiska lösningar. Alternativa lösningar och metoder blir allt mer relevanta för att lösa de miljöproblem som finns (Shapira et al. 2017).
Tre huvudsakliga faktorer påverkar jordens naturliga sätt att cykliskt omfördela material. Den första faktorn är hastigheten som materialen används i, vi utvinner idag naturresurser i allt för hög takt för att jorden ska kunna återskapa dem i samma takt och därför börjar jordens resurser att sina. Den andra faktorn är produktionen och konsumtionen av produkter som produceras av material från jorden. Det tillverkas för mycket produkter idag som inte går att återvinna eller återanvända. Detta leder till att stora mängder material kastas bort och påverkar därför naturens kretslopp. Materialen som kastas går inte tillbaka i något kretslopp vilket bidrar till att jordens resurser minskar. Den tredje faktorn är var materialen utvinns. Förr hämtades större delen av de material som användes från biosfären. Material från biosfären är naturmaterial som går att bryta ner såsom trä, ylle och halm (Thorpe. 2008).
En stor utmaning för människan, och i synnerhet designers, är att verkligen se materierialen. Förstå vad de är gjorda av, vart de kommer från, hur lång livslängd de har och slutligen vart de tar vägen efter att de förbrukats. Det har på senare tid tillkommit flera olika organisationer och produktutvecklingsstrategier som ämnar att uppnå både ekologisk och social hållbar utveckling (Shapira et al. 2017). Exempel på denna typ av organisationer är den nordiska organisationen Svanen och den globala organisationen Cradle to Cradle. Cradle to Cradle är ett produktinovations institut som arbetar med att skapa hållbara samhällssystem samtidigt som de vill utveckla nya innovationer inom material och produkter. Produkter som uppfyller organisationens kravlista kan sedan ansöka om en certifiering som organisationen har för att visa att produkten är bra ur ett hållbarhetsperspektiv. En av grundstenarna till Cradle to Cradle att designa och skapa innovationer som gör att alla naturresurser och material som används går att sätta in i ett cirkulärt system(Cradle to Cradle, 2019). I dagsläget skapas stora mängder produkter av mer naturresurser än vi har att tillgå för jordens fortsatta välmående samtidigt som en stor del av de produkter som skapas har en kort livslängd innan de släng och blir till avfall som lagras på hög vilket kallas cradle-to-grave. Materialen återgår aldrig till jorden som därför börjar tömmas på resurser
för att utvecklingen av nya produkter ska vara mer hållbar jobbar många forskare och utvecklare med att hitta nya system för återvinning som är cirkulära. Med cirkulära system menas återvinning, återanvändning eller sätt att bryta ner materialen så att de kan återgå till jorden (El Haggar, 2010). Dessa cirkulära system har börjat att bli en viktig del inom hållbar utveckling och design då de främjar ett aktivt arbete med hållbarhet och miljö inom design.
Förståelsen och insikten i att allt vi producerar påverkar naturen är en nyckeluppgift för hållbar utveckling. Det går inte bara att tänka på vilket material som passar till vilken produkt utan som designer idag behövs ett större helhetstänk kring återvinning, återanvändning nedbrytning och cykliska system som efterliknar naturens egna system. När dessa kopplingar är gjorda kan design börja bidra till hållbar utveckling och skapa ett hållbart samhälle som främjar såväl mänskligt välbefinnande som naturens välmående (Thorpe, 2008).
Social hållbar utveckling handlar om den mänskliga välfärden i förhållande till natur och miljö. Som designer handlar det om att skapa av produkter och lösningar anpassade för människan och samhällets behov och begär. Utvecklingen av nya produkter har skapat ett större begär hos människan som också måste tillgodoses för att tillfredsställa det mänskliga välbefinnandet (Thorpe, 2008). När alla behov och begär ska tillfredsställas kräver vi mer av jordens resurser än vad som är hållbart. Behoven måste tillfredsställas, de emotionella delarna produkten frambringar bör tillgodose charm, visuell skönhet och intellektuell stimulans som kan bidra till att ge produkterna längre livslängd. Genom att skapa ett affektionsvärde i produkterna finns det en större sannolikhet att användaren månar mer om produkten och det kan vara ett steg från det mer och utvecklade ”slit och släng” samhälle vi lever i (Shapira et al. 2017). Detta är starkt kopplat till området Emotional Design. Mer djupgående behandlas dessa teorier i avsnittet under rubriken Emotional Design.
Emotional design och gränsande teorier är ett område inom designforskning som berör beteende, kognition och affektion i interaktionen mellan användare och produkt. Det syftar till produkt- eller materialupplevelsen hos användaren. Upplevelsen bör utformas för att tillfredsställa användarens personlighet, värderingar, bakgrund och syfte med mera. Detta kan göras genom utformningen av produkten genom exempelvis form, färg, textur, material och kvalitéer. Målet för en designer bör vara att skapa en god produktupplevelse då det generar ett emotionellt värde. En positiv produktupplevelse ger användaren tillfredställelse och kan skapa ett mervärde för produkten som kan öka livslängden. (Desmet och Hekkert, 2007, 1-3). Donald A. Norman pratar i boken Emotional Design om att människan har tre nivåer att se en produkt. De tre nivåerna är visuellt, beteende/funktion och reflekterande. Den visuella nivån är den första som aktiveras i hjärnan när användaren ser en produkt. Denna nivå tar snabba beslut om vad vi gillar och inte gillar. Här dömer användaren produkten och det är också i detta skede affektionen för produkten skapas (Norman, 2005, 21-22). Den visuella nivån är den simplaste nivån och är enklast att påverka hos användaren. En tilltalande produkt som betraktaren direkt fattar tycke för behöver inte fungera speciellt väl för att ett affektionsvärde ändå ska kunna uppstå mellan användaren och produkten. Visuella egenskaper spelar en stor roll i produktupplevelsen och kan vara en avgörande roll för om användaren kommer att köpa produkten oavsett om den fyller sin funktion eller inte (Norman, 2005). Teorierna kring emotional design är en del av grunden för hur man tolkar användarnas upplevelse av material inom materialutveckling.
2.3 Material och produktutveckling
Material har en viktig roll inom produktutveckling. Varje material som appliceras på en produkt bidrar till helhetsintrycket och känslan i produkten. Att arbeta med produktutveckling kan handla lika mycket om att optimera materialvalen som att utveckla själva produkten. Samspelet mellan material och produkt är en viktig faktor för hur väl slutprodukten kommer att fylla sitt syfte (Ashby and Johnson, 2014). Material spelar en nyckelroll i upplevelsen av en produkt. Allting runtomkring oss består av material och alla produkter en designer skapar består av material. Det är därför viktigt för en designer
att ha god kunskap och förståelse för de material denne använder. Kunskap kring kvalitéer, egenskaper, resurstillgången och tillverkningsprocessen bidrar till att designers kan optimera produktutvecklingen. Nya material kan utveckla formgivningsprocessen genom sina egenskaper och kvalitéer. På samma sätt kan en designers idé och vision vara drivande för att utveckla nya material och tillverkningsprocesser för att sedan kunna uppnå de efterfrågade egenskaper. Det är därför av stor vikt att se material och design som en helhet och att det ena påverkar det andra (van Bezooyen, 2014). När fokus ligger på materialutveckling finns det två sätt att förhålla sig till detta. Det kan antingen handla om att utveckla ett redan existerande material och skapa en ny vision för materialet. Lyfta fram nya karaktärsdrag i materialet, manipulera materialet genom bearbetningstekniker eller kombinera det med nya komponenter och på så sätt hitta nya användningsområden och egenskaper. Materialutveckling kan också handla om att gå ner på kemisk nivå och skapa materialet från grunden (Thompson och Ng Yan Ling, 2014). Thompson och Ng Yan Ling menar att även om materialet i sig är känt sedan tidigare och välanvänt kan ändringar i bearbetningstekniker och i sättet materialet blandas med andra komponenter ge en helt ny materialupplevelse. Det kan ge nya användningsområden som kan göra produkter inom det nya området mer meningsfulla. En annan forskare som jobbar med teorier inom materialforskning är Aart Van Bezooyen. Han menar att i designprocessen kommer designern alltid komma till steget då ett material ska appliceras på produkten. Han menar att en designer kan förhålla sig till material är genom utforskande materialutveckling för att ge produkten ett unikt värde (van Bezooyen, 2014). Att föra in materialvalet tidigt i designprocessen kan ge andra slutresultat än om materialet är något som väljs när produktens utformning redan är klar. Genom att vara mer öppen och utforskande kring tänkbara material till ett projekt i ett tidigt skede blir processen mer holistisk och abstrakt då en slutprodukt inte ännu är visualiserad. Projektet drivs istället av materialutvecklingen och de egenskaper som kan upptäckas i ett nytt material, slutprodukten får sedan baseras på resultatet av materialutforskandet (van Bezooyen, 2014). Detta förhållningssätt till material i en designprocess blev en metod van Bezooyen kallade Material Explorer concept i sin masteravhandling från 2002 på Delft University of Technology och som han senare kallar Materials Driven Design. Teorin bygger på att utveckla formgivningsmöjligheterna genom materialet istället för att se materialet som något som adderas till en produkt för att göra den taktil. Fysiska materialexperiment i verkstadsmiljö och tinkering som ett kreativt sätt att utforska de tekniska och sensoriska egenskaperna i materialet skapar fundamentet för produktlösningen. Materialupplevelsen
är viktig då en positiv materialupplevelse ger produkten ett ökat värde för användaren (van Bezooyen, 2014). Istället för att identifiera ett problem som sedan får en produktlösning med ett material som har tekniska egenskaper anpassade till produkten kan Materials Driven Design medföra större formgivningsmöjligheter. Genom att utveckla produkter med goda sensoriska och tekniska egenskaper kan produkten bidra till att användaren knyter emotionella band till den vilket också skapar förutsättningar för en längre livslängd hos produkten.
I ett samhälle som blir mer och mer medvetet där konsumenterna letar efter hållbara produkter måste designers respektera materialen och designa på ett sätt som har en positiv inverkan på användaren, samhället och miljön. Materialen som används är viktiga då de kan ge produkterna unika och funktionella egenskaper men även tillföra ett emotionellt värde som kan vara viktigt för användaren. Designers har ett socialt ansvar att använda naturresurserna som finns på ett hållbart sätt. Den nuvarande nivån av konsumtion i samhället har väckt frågan kring om jordens resurser kommer ta slut och därav är designers kunskap kring material viktigare än tidigare (Ashby and Johnson, 2014). Det räcker inte att skapa en produkt som fungerar, den måste även tillföra ett värde till användaren för att den ska accepteras vilket även kan ge produkten en ökad livslängd. Något som Ashby och Johnson (2014) hävdar kan göras med hjälp av materialutveckling och förståelse för användandet av material i produkter. De menar att material som appliceras på rätt sätt inom produktdesign kan ge produkten ett ökat emotionellt värde för användaren (Ashby and Johnson, 2014).
2.4 Trä, ett förnyelsebart och nedbrytbart material
Trä är ett viktigt material både i Sverige och i hela Skandinaviens industrier. Trä och produkter av trä är den tredje största produktgruppen omsättningsmässigt i Sverige (SCB, 2018). Trä är en naturresurs som är en av Sveriges viktigaste och som det finns stor tillgång av (Landguiden, 2018). Träd bildas naturligt i biosfärens ekologiska kretslopp. Det är ekologiskt nedbrytbart och förnybart samt att det har miljöfördelar som att kunna ta upp koldioxidutsläpp och omvandla till syre. Förutom miljöfördelarna har trä som material även goda tekniska egenskaper. Detär ett starkt material som lämpar sig väl i allt från byggnader till möbler det är dessutom ett lättarbetat material. Hyvling, svarvning och fräsning i olika former har gjort det möjligt att, på ett relativt enkelt sätt, skapa diverse former av träbaserade material. Trä är ett av de vanligaste materialen för utformning av specifika geometrier såsom dubbelkrökta ytor inom produktdesign och framför allt i möbelindustrin. Utvecklingen av avancerade cnc-maskiner och andra bearbetningstekniker har gjort tillverkningen av dubbelkrökta ytor mer exakta och lättproducerade men detta genererar mycket spillmaterial (Crocetti et al. 2011).
2.5 Problematiken med dubbelkrökta ytor
Tre vanliga träbaserade material som används idag är massivträ, limträ och fanér. Dessa material är funktionella och lätta att bearbeta men de har en del begränsningar. Några av de bearbetningsmetoder som används för att tillverka delar av massivträ till möbelproduktion är hyvling, svarvning och fräsning i olika former. Dubbelkrökta ytor av massivträ är tillverkas relativt enkelt genom utvecklingen av avancerade CNC-maskiner och andra bearbetningsmaskiner (Crocetti et al. 2011). CNC-fräsar finns i många utformningar, storlekar och med olika antal axlar fräsverktyget kan arbeta efter. All teknik är datorstyrd utifrån ritningar och program för att kunna ta fram så exakta former som möjligt. Det gemensamma grundsteget för all typ av fräsning och svarvning är att maskinerna börjar arbeta utifrån ett stort arbetsstycke där material stegvis arbetas bort för att i slutändan nå den önskade formen (CNC-Fräs, 2019). Nackdelen med att använda massivträ för att skapa de dubbelkrökta ytorna som efterfrågas är att en stor del av materialet arbetas bort och blir spill. Ur ett etiskt perspektiv baserat på ekologisk hållbar utveckling är inte denna tillverkningsprocess försvarbar. Naturresurserna utnyttjas då inte på ett effektivt sätt och jorden påverkas mer än nödvändigt.
Fanér, som är tunna, skurna ark av trä går att formpressa till olika former, är mer effektivt resursmässigt då det inte genererar lika mycket spillmaterial. Det används mycket inom möbeltillverkning men också för att tillverka plywood. Fanérarken limmas ihop med 90 graders rotation mot tidigare lager för att skapa en formstabil skiva som antingen kan pressas platt eller formpressas till olika former (CEOS, 2019). Faner tillverkas av stockar
som först sågas till önskad längd som därefter blir till fanérark. De två vanligaste fanersorterna är skuret och svarvat faner. Skuret faner tillverkas genom att stocken skärs upp i tunna lager med hjälp av ett hyvelstål. Svarvat faner tillverkas istället genom att stocken roterar runt ett hyvelstål vilket skapar ett långt fanerark som sedan skärs upp i mindre bitar (Wiwood, 2018). Problemet med faner är att det inte går att böja i mer än en riktning. Samtal med produktionsansvariga personer på Åbergs & Söner samt Bending Group AB, två svenska företag som arbetar med fanér, förtydligade formgivningsmöjligheterna med fanér. En tumregel de gav är att allt som går att forma med ett papper går att göra i fanér. Dubbelkrökta ytor är ingenting som går att göra i traditionellt fanér då det skapar för stora spänningar i materialet vilket leder till sprickor.
2.6 Lim och bindemedel
För att sammanfoga träfibrer måste någon form av lim eller bindemedel användas. De lim som vanligen används idag inom industrin av träprodukter är nästa aldrig helt fria från skadliga ämnen. Många limmer är polyuritanbaserade och innehåller isocyanater som i värsta fall kan vara frätande och ge andningsbesvär (Giftinformationscentralen, 2019). Förutom de polyuritanbaserade limmen finns det andra typer av lim men inte heller de är fria från skadliga ämnen. I denna studie kommer alternativa lim och bindemedel att undersökas då materialet som utvecklas ska vara helt biobaserat och biologiskt nedbrytbart.
Lignin finns naturligt i alla träd. Alla polymera bindningar som förekommer tillsammans med cellulosa går under samlingsnamnet lignin. Ligninet omsluter cellulosafibrerna för att stärka cellväggarna och är det ämne som ger styrka och stabilitet till exempelvis trä. Lignin är helt baserat på naturliga material då det är något naturen skapar och det är även helt nedbrytbart (Horwart, 2015). Ny forskning arbetar med att kunna utvinna lignin och producera ett helt nedbrytbart lim för industriellt bruk. Det finns problem med att utvinna ligninet utan att förstöra de polymera bindningarna. Utvecklingen av tekniker som gör det möjligt att koka ur ligninet från träet börjar utvecklas så att det nu går att dekonstruera träet till sina beståndsdelar. Processen innebär att träets naturliga uppbyggnad ska brytas ner och ämnena ska separeras från varandra (Nationalencyklopedin, 2019). Än så länge
finns det inget ligninlim på marknaden men det svenska företaget Stora Enso är ett av företagen som ligger i framkant av den utvecklingen. Sedan 2015 har de arbetat med utvecklingen av produkten Lineo som är ett naturligt alternativ till bindemedel baserade på fossila ämnen. Genom att koka gran och tall kan de utvinna ligninet som naturligt finns i trät. Detta torkas sedan och framställs till ett förnybart, nedbrytbart och giftfritt pulver som i framtiden skulle kunna användas industriellt till sammanfogning av naturliga material. Lineo kan torka av sig själv men för industriellt bruk behövs en härdare tillsättas för att torkningsprocessen ska skyndas på. Härdaren är dock inte naturlig eller nedbrytbar (Stora Enso, 2018).
Ett annat naturligt bindemedel är benlim, ett animaliskt lim i kategorin glutinlim. Benlim framställs från större däggdjur, framförallt av restprodukter från slaktdjur. Ett av de tidigas dokumenterade limmen inom möbelindustrin är just benlim. Framställningen av limmet görs genom att allt kött och fetter avlägsnas från benen. Därefter avlägsnas kalk och mineraler från benen för att det slutligen ska gå att utvinna kollagenet i benen. Kollagenet som utvinns kallas ossein och bildar ett starkt och naturligt bindemedel vid upphettning. En fördel med benlim är att det har termoplastiska egenskaper. Det mjuknar vid upphettning även efter limning vilket ger det möjlighet att omformas senare i formgivningsprocessen (Riksantikvarieämbetet, 2013).
Utvecklingen av biologiskt nedbrytbara plaster har gjort att det idag finns flera typer av plaster på marknaden som är nedbrytbara och skulle kunna användas för att skapa ett kompositmaterial tillsammans med träfibrer. PLA, TPS och PHA är tre olika biobaserade och helt biologiskt nedbrytbara plaster. I vissa fall blandas dessa ut med fossila material för att möta specifika materialkrav. När materialen blandas med fossila ämnen är de inte längre helt nedbrytbara och det finns ett spann på mellan 15% till 100% av ämnena i dessa plaster som är biologiskt nedbrytbara (Nordisk Bioplastförening, 2019).
3 Metod
Syftet med studien är att utveckla ett nytt material för att på ett hållbart sätt producera träfiberbaserade produkter med dubbelkrökta ytor. För materialutvecklingen har Material Driven Design (MDD) använts som övergripande metod. Metoden används för att fysiskt experimentera fram nya material. MDD avser vanligen att utföras utan att veta vad slutprodukten blir, processen av materialutvecklingen ska vara styrande för att materialet ska ge utformningen av slutprodukten. Studien utgår från ett identifierat problem med att skapa dubbelkrökta ytor av träbaserade material och utifrån detta har metoden anpassats i vissa steg. I det avslutande steget av metoden används en mer klassisk designprocess för att arbeta fram utformningen av produktkonceptet. Flera designorienterade metoder utifrån designprocessens olika steg är integrerade i MDD-metoden.
3.1 Material Driven Design (MDD)
I det första steget av metoden behövs ett material att arbeta med. Detta material kan väljas ut på olika sätt (Karana et al. 2015). Ett alternativ som ingång i ett MDD-projekt är att arbeta med ett relativt välkänt, etablerat material för att genom metoden hitta nya användningsområden och produkter att applicera materialet på. Alternativ två är att arbeta utifrån ett mindre etablerat material som inte har etablerats på marknaden. Ett material som inte är lika utforskat och inte har någon direkt anknytning till något specifikt användningsområde. Detta alternativ öppnar möjligheter för designern att hitta ett lämpligt tillämpningsområde och på så sätt ge materialet en ny tillhörighet och identitet. Det tredje alternativet för urvalet av startmaterial i metoden är ett material som är under utveckling. För denna materialingång krävs att designern har god förståelse för materialets tekniska egenskaper somt uppbyggnaden av materialet. Till denna studie har det tredje
alternativet valts som ingång i metoden och projektet har genomförts med ett materialförslag som inte är färdigutvecklat och etablerat. En viktig del av processen blev därför att experimentera och utveckla materialets tekniska och sensoriska egenskaper.
Syftet med studien är att se om ett nytt träfiberbaserat material kan användas för att ge nya formgivningsmöjligheter till en produkt och därför var denna ingång bäst lämpad. Det problemområde kring dubbelkrökta ytor, som tidigare identifierats, ledde in på ett materialförslag med träfibrer och organiskt bindemedel som grund. Figur 2 nedan visar en illustration över de fyra stegen i MDD-metoden och hur de kopplar samman till nästa steg. För användningen av metoden i studien har vissa anpassningar genomförts.
Figur 2. Illustration över de fyra stegen inom Material Driven Design. (Karana et al. 2015)
3.1.1 MDD – Steg 1
Det första steget i Material Driven Design metoden är att skaffa en förståelse för materialet som används i projektet. För att kunna använda materialet och applicera det på bästa sätt i en produkt är grundförståelsen för materialets tekniska egenskaper, visuella kvalitéer och upplevelsen av materialet viktiga för designern. Denna första och utforskande del av metoden kallas för tinkering. Tinkering innebär ett fysiskt utforskande av materialet där designern experimenterar med materialet för att identifiera egenskaper, begränsningar och upplevelsen av materialet. Utvärderingen av materialupplevelsen är ett viktigt moment där sensoriska, affektiva och perfomativa egenskaper i materialet identifieras. Detta är en grund för appliceringen av materialet i slutkonceptet. För att undersöka upplevelsen av materialet kan intervjuer och användarstudier vara användbara att inkludera i projektet för att ge information om hur materialet upplevs av andra. I det första steget i Material Driven Design ingår också att jämföra materialet med andra material på marknaden. Genom benchmarking samlas information och jämförs mot liknande material, deras egenskaper och användningsområden. Detta ger en god överblick av vilka material som redan finns, vilka kvalitéer som är viktiga och vilka egenskaper som ska belysas i det valda materialet för projektet (Karana et al. 2015). I denna studie genomfördes tinkering för att utforska materialet. Tinkeringen syftade till att hitta styrkor och svagheter i materialets tekniska egenskaper för att senare i materialutvecklingen veta vilka egenskaper som man vill utveckla och lyfta fram. Experimenten för att utveckla materialet innebar att olika proportioner och sammansättningar testades. Fiberstorlek, bindemedel och proportionerna däremellan utforskades innan de slutliga materialförslagen tog form. I tinkneringfasen testades sedan materialprovernas tekniska egenskaper och då särskilt vattentålighet, formbeständighet, slagtålighet och hållfasthet. I projektet genomfördes även en användarstudie för utvärdering av de sensoriska egenskaperna ur ett visuellt och taktilt perspektiv men även doft- och ljudupplevelsen undersöktes. Som komplement till detta gjordes en benchmark över träbaserade material på marknaden idag. Benchmarken genomfördes med en relativt bred sökning på alla träbaserade material och efter insamlandet av informationen valdes de material som upplevdes mest relevanta för studien ut. Dessa användes sedan som
en referens mot de nya materialproverna så att dessa kunde positioneras i en kontext.
I användarstudien, där femton testpersoner fick besvara en frågeenkät kring materialet (se bilaga 1), genomfördes samtidigt en observation av användarens interaktion och reaktion på materialet. Tio av testpersonerna som deltog var frivilliga utan någon koppling till material eller design. De var av varierande ålder och kön för att få en representativ syn på hur materialet uppfattas. Fem av personerna som deltog i användarstudien är yrkesverksamma designers som alla jobbar mycket med trä i sina produkter idag. Dessa inkluderades för att få en indikation på om det valda materialet tillför något nytt och om de tror att det är ett material som kan influera formgivningsprocessen.
3.1.2 MDD – Steg 2
I steg två utformas en materialvision, baserad på undersökningarna från steg 1.Materialvisionen uttrycker intentionen med materialets tekniska och sensoriska egenskaper och möjligt applikationsområde. För att göra visionen tydligare för designern finns i metoden en lista med frågor som kan vara ett bra underlag att besvara innan visionen görs. Vilka är materialets unika egenskaper, vad framkallar det för upplevelse hos användarna och hur skulle det kunna ha en positiv inverkan på samhället i stort eller valt problem som berörs av de frågor som finns i metoden? Materialvisionen ligger sedan till grund för den fortsatta designprocessen (Karana et al. 2015).
Projektets utgångspunkt var att skapa ett nytt träfiberbaserat material lämpligt för dubbelkrökta ytor och därför påverkades materialvisionen av detta. Materialvisionen användes som underlag för att ytterligare smalna av valt problemområde och tydligare ringa in det tänkta applikationsområdet för materialet.
I det tredje steget ligger fokus på relationen mellan användaren och materialet. Syftet är att undersöka upplevelsen av det vidareutvecklade materialet genom ännu en deltagarstudie. Sammanställningen av deltagarstudien kan göras genom mettoden Meaning Driven Materials Selection (MDMS). Upplevelsen av materialet kan tillföra meningsfulla attribut till hur materialet appliceras i slutkonceptet för att därigenom tydligt uttrycka materialets egenskaper och identitet. Metoden ingår oftast som en del av MDD-metoden. MDMS bygger på en deltagarstudie där de ord som applicerats på materialet testas mot deltagerens upplevelse. Deltagararstudien delas upp i tre dealar. Det första steget är att de ska välja ett material som de tycker är passande på ett visst ord, till exempel modernt eller obehagligt. Nästa steg är att de ska välja en produkt där materialet applicerats som också stämmer överrens med ordet. Sista steget är förklarande där testpersonen ska motivera valen de gjort samt utvärdera materialet mot en sensorisk skala. Utifrån denna information kan sedan designern analysera hur materialet upplevs och om de är kompatibelt med den vision som uttalats för materialet (Karana et al. 2015). Se figur 3 nedan för exempel på hur användaren kopplar till produkter och material.
Figur 3. Illustration över Mening of Material modellen och hur användaren är kopplad till produkter och material (Illustration: Carlsson. 2019).
För studien valdes två ord ut från materialvisionen. Därefter genomfördes en deltagarstudie med tio personer. Deltagarna svarade på en frågeenkät, se bilaga 2, samt att de fick se olika bilder på blandade produkter och material. Bilderna som visades deltagarna, se bilaga 3 och 4. De fick välja två bilder de associerade till orden. Kopplingen mellan orden och bilderna gav en indikation om vilken produktkategori som skulle kunna vara bäst lämpad för applicering av materialet. En ändring i det tredje steget av MDD-metoden var att den sensoriska skalan valdes bort. Deltagarna behövde endast motivera sina val vilket var tillräckligt för att få en överblick över associationerna mellan materialet, orden och bilderna testpersonerna valt. Deltagarna hade ingen tidigare inblick i studien och deltog enskilt. Det insamlade resultatet analyserades sedan och sorterades i grupperingar. Dessa grupper baserades på Karanas modell The Meaning of Materials Model (Karana, 2009). Grupperingarna i studien gjordes utifrån de sensoriska och tekniska egenskaper som belystes i användarstudien. De bilder som mest frekvent valdes av deltagarna sorterades och resultatet samanställdes i en visualisering utifrån MDM-modellen.
3.1.4 MDD – Steg 4
Det sista steget handlar om att utveckla ett produktkoncept. För att göra det används all insamlad data och information från de tidigare stegen. Detta steg kan variera lite beroende på om materialet redan är färdigutvecklat eller om det som i denna studie handlar om ett semi-utvecklat material. Då materialet i det här fallet inte helt är färdigutvecklat lämnar detta steg möjlighet att göra ytterligare förbättringar i materialet tekniska och sensoriska egenskaper genom tinkering baserat på användarstudiernas resultat. Materialet bör utvecklas till sin fulla potential för att på ett så effektivt sätt utnyttjas och appliceras i produktkonceptet (Karana et al. 2015).
Materialet i projektet genomgick ytterligare några materialexperiment för att utvecklas optimalt utifrån användarnas upplevelse av materialet. Det blev i detta steg relevant att utgå från deltagarstudien i steg 3 för att skapa ett produktkoncept som tilltalar användaren där materialet bidrar till affektionsvärdet i produkten. För
utvecklingen av produktkonceptet genomfördes en marknadsanalys där bilder på produkter inom den tänkta produktkategorin samlades in som inspirationsunderlag. Därefter genomfördes en skissfas i två omgångar som inleddes brett och formsökande för att i andra omgången smalnas av och bli mer utvecklade, visualiserande skisser. Därefter byggdes en prototyp av slutkonceptet för att se materialet i en fysisk produkt.
4 Resultat och analys
I denna del kommer alla resultat och analyser från de metoder som genomförts i studien att presenteras. Då MDD-metoden inkluderar en analys av varje genomfört steg innan designern kan gå vidare till nästa steg så beslutades det att presentera resultatet och analysen steg för steg i ett gemensamt kapitel.
4.1 Resultat och analys av MDD – Steg 1
I det första steget av MDD-processen var utgången ett materialförslag, materialet var inte helt färdigutvecklat. Olika material med varierande sammansättning utvecklades för att kunna testas och jämföras mot varandra. Alla materialprover var baserade på träfibrer och benlim som huvudkomponenter. Träfibrer av olika typer var en grundkomponent som var den givna utgångspunkten för projektet och benlimmet valdes för att göra slutmaterialet helt organiskt och biologiskt nedbrytbart. En annan relevant egenskap med benlim är att det efter användning går att värma upp och då återgår limmet till flytande form efter härdning vilket innebär att benlim som bindemedel i materialet ger slutmaterialet termoplastiska egenskaper. Detta innebär att materialet kan omformas och återanvändas på nytt i andra former. Andra bindemedel som baseras på fossila ämnen eller med skadliga kemiska ämnen i valdes bort.
Materialproverna delades in i tre grupper där en grupp enbart bestod av spånfibrer, benlim och en biopolymer, en grupp av fanér, spånfibrer och benlim och den tredje gruppen bestod av spånfibrer, benlim. Kvalitéer som undersöktes var bland annat hållfasthet och formbarhet i materialproverna och resultaten från testerna sammanställdes i en tabell, se figur 4.
Figur 4. Tabell över testade egenskaper hos materialproverna (Illustration: Carlsson. 2019). En egenskap som analyserades ingående var styrkan i materialet. Det var tydligt att storleken på fibrerna spelade en viktig roll för styrkan. De minsta fibrerna gjorde materialet mycket kompakt vilket gjorde det starkt. De prover som gjordes med mindre bitar av fanér blev inte lika kompakta då de hade fler hålrum som skapade en svaghet i materialet. Storleken på fibrerna som används gör också att spillmaterial från andra träindustrier går att återbruka och använda för framställning av materialet. Även detta har en positiv inverkan på miljön då materialet kan ta till vara på restprodukter som annars skulle slängts. Detta ökar medvetenheten inom andra träproduktioner och spillmaterial får ett nytt värde. Detta var en värdefull analys för den fortsatta utvecklingen av materialet.
Proverna som gick igenom tinkeringen var baserade på samma komponenter men hade skillnader i storleken på träfibrerna. Ett prov hade väldigt fina, små fibrer, ett annat hade lite större fibrer och det sista provet hade mindre bitar av faner i sig istället för spån. Under tinkering-steget undersöktes formbarheten, möjligheterna att skapa dubbelkrökta ytor och det visuella uttrycket i materialet. De prover som hade för dåliga tekniska egenskaper i relation till dubbelkrökta ytor sållades bort. Även prover som innehöll en biobaserad stärkelsepolymer valdes bort då proverna uppfyllde samma kriterier som de prover som enbart innehöll benlim och träfibrer men framställningsprocessen var längre och mer kostsam. Att välja bort dessas materialprover var resultatet av en första utvärdering de tekniska egenskaperna i materialet. En egen reflektion över de sensoriska och performativa egenskaperna i
materialet genomfördes också. Materialet upplevdes hårt, naturligt, starkt, lätt och lugnt. En förvånande egenskap var hur pass lätt materialet kändes i förhållande till styrkan och hårdheten. Utseendemässigt påminde materialet om en spånskiva, OSB eller MDF. Storleken på fibrerna spelade en stor roll utseendemässigt då materialet såg och upplevdes olika beroende på fiberstoleken. Då träfibrerna tydligt framträdde i alla prover blev detta en viktig faktor. Ett materialprov med stora fibrer upplevdes inte lika behagligt och homogent som ett annat materialprov med mindre fibrer. Det var inte heller lika starkt då fibrerna inte bands samman med benlimmet på samma sätt som i proverna med finare spån. De taktila egenskaperna skilde sig inte speciellt mycket mellan proverna. De hade en slät och jämn yta som upplevdes behaglig att ta på. Det påminde mycket av känslan från massivträ vilket i detta fall var positivt. I figur 5 nedan visas några av de olika materialproverna som gjordes i det första steget av MDD-processen.
Figur 5. Materialprover från olika experiment. Proverna 4-6 var de som arbetades vidare med i projektet (Foto: Carlsson. 2019).
Sedan efterbearbetades proverna i ett test. De slipades för att se hur ytan påverkades. Olika typer av ytbehandling testades på proverna för att se om träfibrerna var mättade av benlimmet eller om det gick att stärka ytan ytterligare. Ytbehandlingarna som testades var en hårdvaxolja och linolja som normalt används för att skydda och infärga trägolv och möbler. Till användarstudierna användes två prover, se figur 6 nedan.
Figur 6. Bild på materialprover från användarstudie (Foto: Carlsson. 2019).
Proverna helt obehandlade och någon efterbearbetning av ytan hade inte heller gjorts. Resultatet av användarstudien stämde väl överens med den egna reflektionen kring materialet. Användarna upplevde materialet som starkt och naturligt. Den visuella upplevelsen skilde sig mer mellan användarna. Flera tilltalades visuellt mer av provet med små fibrer. Andra sa att provet med mellanstora fibrer var mer tilltalande då det upplevdes mer intressant på grund av den mer oregelbundna texturen. Detta var intressant då det tydligt visade att den personliga smaken spelar stor roll eftersom materialproverna bestod av samma sammansättning och hade samma egenskaper i övrigt.
Användarstudien som genomfördes med femton användare var ett bra underlag för vidareutvecklingen av materialet. Tio användare hade ingen koppling till design
och fem användare var yrkesverksamma designers för att undersöka om det fanns någon skillnad i vilka egenskaper de identifierade i materialet. Användarna fick svara på fem frågor kring materialet och fritt undersöka de sensoriska och performativa egenskaperna. Resultatet var väl samlat hos användarna, enstaka svar stack ut, men helheten gav ändå relativt likartade svar. De positiva egenskaperna förvaltades i den fortsatta materialutvecklingen och de identifierade negativa egenskaperna var något som blev underlag för fortsatt materialutveckling. Figur 7 nedan visar en visualisering av det samanställda resultatet. Resultatet från användarstudien visade på att användarna utan koppling till design och de användare som jobbar med design var likartade.
Figur 7. Visualisering av de identifierade egenskaperna från användarstudien (Carlsson. 2019).
Figur 8. Benchmark-tabell över de två testade materialproverna samt fyra etablerade material på marknaden som kan dubbelkrökas. (Carlsson. 2019)
I det första MDD-steget jämfördes även materialproverna från användarstudien mot redan etablerade material med liknande egenskaper. Detta sammanställdes i en benchmark-tabell där materialens egenskaper ställdes mot varandra, se figur 8. Genom benchmarken blev det lättare att få en övergripande helhetsbild över marknaden och var det finns en ingång för det nya materialet baserat på dess egenskaper. Alla material som inkluderades i benchmarken hade som gemensam nämnare att de går att dubbelkrökas och baseras på träfibrer. Massivträ inkluderades inte i denna jämförelsetabell då syftet var att undersöka nya alternativa material. Det var intressant att se att det finns olika typer av träbaserade kompositer på marknaden som kan dubbelkrökas men att de flesta av dem innehöll en eller flera andra komponenter, som till exempel polymerer, vilket gör att materialet inte är biologiskt nedbrytbart. Detta visade tydligt att det finns en öppning på marknaden då de materialprover som användes till benchmarken är gjorda av naturliga råmaterial och är biologiskt nedbrytbara.
4.2 Resultat och analys av MDD – Steg 2
I MDD-processens andra steg utvecklades en vision för materialets egenskaper och möjliga användningsområde. Visionen togs fram utifrån den fördefinierade frågeställningen samt resultatet från MDD-steg 1.
Vision: ”De tekniska egenskaperna i materialet gör det möjligt att skapa dubbelkrökta ytor som erbjuder avancerade formgivningsmöjligheter. Formbarheten i materialet gör det flexibelt versatilt. De två naturliga komponenterna, träfibrer och benlim, gör materialet biologiskt nedbrytbart och utnyttjar naturresurserna på ett hållbart sätt då framställningen av materialet tillverkas av spill från annan produktion. Materialets struktur väcker ett intresse och är tilltalande för användaren. De visuella egenskaperna tillför ett värde till slutprodukten som gör att användaren upplever den som intressant, annorlunda och taktilt tilltalande.”
4.3 Resultat och analys av MDD – Steg 3
Den tredje fasen av MDD handlar om att skapa förståelse för hur människor förknippar material och produkter med andra attribut. Då både ytan och färgen i materialet var något som anmärkts på i användarstudien tidigare var det i detta steg intressant att se vad deltagarna upplever som behagligt inom just ytstrukturer och färger. Utifrån materialvisionen valdes naturligt och intressant ut som positiva ord att knyta materialet till. För att ta reda på vad användarna associerar de positiva orden till genomfördes en ny deltagarstudie. Syftet var att skapa en bild av vad som associeras med naturligt och intressant. Att identifiera ytor och strukturer som deltagarna upplever positiva och behagliga var viktiga steg för fortsatt utveckling av materialet. Det gav en förståelse för vilka sensoriska egenskaper i materialet som skulle förstärkas, ändras och tonas ner för att materialet skulle upplevas så behagligt och tilltalande som möjligt. Den insamlade informationen användes sedan för att skapa en bild av vilken typ av produkt materialet skulle kunna appliceras på i slutkonceptet. Resultatet av deltagarstudien sammanfattas i visualiseringen nedan,
se figur 9. Informationen från deltagarstudien analyserades både kvalitativt och kvantitativt utifrån MDMS(Karana. 2009).
Figur 9. Visualisering av det sammanställda resultatet från deltagarstudien (Carlsson. 2019).
Sammanställningen av deltagarstudien visade att de former som upplevdes mest naturliga var mjuka och organiska produkter. De former som flest deltagare associerade till intressant beskrev de som unika och annorlunda. Användarna var överlag eniga i sin motivation av bildval. Generellt valdes bilder på relativt vanliga produkter men med ett unikt utseende. Motiveringen var att de upplevdes som nytänkande och intressanta. Materialen som associerades till naturlig beskrevs av deltagarna som material med matta, jordnära färger och synliga strukturer. Intressant kopplades till olika synliga strukturer i ytan och mönster. Detta återspeglades även i bildvalet av produkter som kopplades till samma ord. Flera deltagare uttryckte även att de associerade olika färger till ordet intressant men bilderna som mest frekvent valdes hade relativt neutrala färger. Sammanställningen av deltagarstudien i detta steg togs sedan vidare som underlag i det fjärde och sista steget av MDD-processen.
4.4 Resultat och analys av MDD – Steg 4
Det fjärde steget handlar om att sammanställa all insamlad information och resultat från de övriga stegen och utveckla ett produktkoncept baserat på resultatet. Projektet startade utan en specifik produkt eller användningsområde i åtanke. Materialutvecklingen utgick istället från ett problem med att träbaserade material har många begränsningar när det kommer till dubbelkrökta ytor. Problemet identifierades i första hand inom möbelindustrin. Teorierna i början av studien visade också att möbler och heminredning är en av de största produktgrupperna omsättningsmässigt i Sverige. Även i deltagarstudien från det tredje MDD-steget visade att många deltagare associerade de beskrivande orden till materialet med olika typer av möbler. Resultatet från tinkeringen och användarstudien i det första steget visade att materialet har flera egenskaper som gör att det skulle vara ett lämpligt material att applicera på en möbel då det var starkt, lätt, naturligt, med en intressant struktur samt att det kan dubbelkrökas. Materialet tillverkas av spånfibrer, vilket är en restprodukt från möbelindustrin, som inte används till annat än förbränning i vissa produktioner. Ett intressant koncept att bygga vidare på skulle kunna vara att möbeltillverkare skulle kunna använda spillet från produktionen av andra möbler till att skapa en ny möbel av det nya materialet. Baserat på alla tidigare resultat och kopplingen till problemområdet samt teorierna togs beslutet att utveckla en möbel av materialet. Huvudegenskapen i materialet är att det kan dubbelkrökas vilket gjorde att möbler med många platta ytor, såsom bord och hyllor, valdes bort då de inte visar upp materialets tekniska egenskaper på ett optimalt sätt. Istället togs beslutet att skapa en sittmöbel då dessa bör vara ergonomiska och anpassade efter kroppens organiska former. Ett sittskal ger alltså möjligheten att utnyttja materialets tekniska egenskaper då det gör det möjligt att gjuta fram en mjukare, mer organiska form.
För utvecklingen av sittmöbeln genomfördes en marknadsanalys, dels för att hitta inspiration till utformningen och även för att kartlägga marknaden. Denna marknadsanalys genomfördes främst visuellt. Produkter producerade av material med liknande egenskaper som det nya materialet samlades in och sattes samman till
en moodboard, se figur 10. Även bilder på möbler med ett formspråk som ville efterliknas i slutkonceptet samlades in.
Figur 10. Moodboard med inspirationsbilder från marknadsanalysen (Carlsson. 2019).
En reflektion från marknadsanalysen var att många sittmöbler med dubbelkrökta former var gjorda av olika plastmaterial eller stoppade, mjuka material. Det fanns även många sittmöbler av trä men de bilder som analyserades visade att de var formade av flera enkelkrökta ytor som satts samman för att skapa en mer organisk, dubbelkrökt form. Det var intressant att se att väldigt få möbler av trämaterial som var utformade på ett sätt liknande som de stolarna gjutna av plastmaterial. Då materialet i projektet går att gjuta har det liknande egenskaper som plastmaterial samtidigt som det är baserat på träfibrer vilket öppnar möjligheter för att skapa mer organiska former.
Efter att beslutet att göra en sittmöbel som produktkoncept att applicera materialet på inleddes en skissfas. Genom skissandet utforskades olika typer av sittande. Det första steget i skissfasen blev att bestämma vilken typ av sittmöbel som skulle designas. Utifrån skisserna togs beslutet att göra en lägre sittmöbel, likt en
lounge-stol. Olika sittskal till den typen av möbel skissades fram. Figur 11 nedan visar några av skisserna som gjordes.
Figur 11. Samling av relevanta skisser från den första delen av skissfasen att fortsätta utveckla (Carlsson. 2019).
Efter den första delen av skissfasen valdes en sittform att jobba vidare med ut från skisserna. En lägre sittmodell likt en lounge-stol blev den sittform som utvecklades vidare. Den typen av sittande har stora ytor som visar styrkan i materialet samt att de visuella egenskaperna får stort utrymme. Det är också en sittform som utifrån marknadsundersökningen ofta innehåller dubbelkrökta ytor vilket lämpar sig väl för materialet. Fler skisser på denna modell gjordes. Dessa skisser var mer utvecklade för att tydligare få en bild av hur den färdiga stolen skulle se ut. Skisserna gjordes med markers. I denna skissfas definierades detaljer så som sittvinklar, radier, benform och storlek. Se figur 12 för skisser på hur sittmöbeln var tänkt att utformas.
Figur 12. Utvecklade skisser av den tänkta utformningen på sittmöbeln (Carlsson. 2019).
När formen var bestämd ritades stolen upp i 3d-CAD i programmet Solid Works. Utifrån den digitala modellen gjordes ritningar till en prototyp i samma program. Modellen användes också till att rendera ut produktbilder på hur den färdiga produkten skulle se ut. Ett foto på det slutliga materialet användes för att skapa en textur i 3d-programet så att det gick att applicera på 3d-modellen. Ritningarna användes sedan till att bygga den slutliga prototypen.
Skiss och visualiseringsfasen var ett effektivt sätt att utveckla formen på den sittmöbel som blev slut konceptet. Skiss är en viktig del i arbetet som designer och det var bra att inkludera detta som ett stort steg i den fjärde MDD-steget. Skisserna gjorde det lättare att sortera ut vilka former som var intressanta att undersöka vidare och vilka former som skulle visa materialets egenskaper på bäst sätt.
Slutkonceptet blev alltså en sittmöbel. Formen på sittmöbeln valdes för att visa materialets egenskaper. Huvudkravet på materialet var att det skulle kunna dubbelkrökas vilket visas i de mjuka rundningarna på kanterna av sittskalet samt i övergången mellan sits och ryggstöd. Materialet blev också mycket starkt och därför valdes stora, platta ytor mellan de krökta ytorna. I krökningarna får materialet viss styrka av själva formen men på platta ytor måste materialet bära sig själv. De platta ytorna visar att materialet är tillräckligt starkt för att användas i denna typ av produkt med en jämn och, relativt tunn, godstjocklek i sittskalet. Se figur 13 för bild av den färdiga prototypen.
När prototypen var färdig återkopplades resultatet till några användare för att se deras reaktion på slutprodukten. De fick se prototypen och även testa att sitta i stolen. Responsen var positiv då de tyckte att användandet av materialet som sittskal tillförde något unikt till möbeln som gjorde att den kändes annorlunda och stack ut. Samtliga svarade att det unika materialet gör att möbeln är mer tilltalande och känns värdefullare än om materialet hade varit helt slätt, likt plast. Flera användare sa att de uppskattade kontrasten mellan materialets ojämna och tydliga struktur och de släta, mer traditionella, stolsbenen av massivträ.
5 Slutsats
Studien ämnade att besvara frågeställningen: ”Hur skulle ett nytt träfiberbaserat material kunna utformas för att göra det möjligt att skapa produkter med dubbelkrökta, 3-dimensionella ytor?”. En underfråga som också skulle besvaras var ” Hur skulle en produkt kunna formges utifrån egenskaperna i det nya materialet?”. Huvudfrågan besvaras med ett materialprov av spånfibrer och benlim som sedan applicerats på ett produktförslag som svar på underfrågan. Spånet är spill från möbelsnickerier och benlimmet är en restprodukt framställd av benrester från slaktindustrin. Materialet baseras på 100% biologiska komponeter och är nedbrytbart. Sammansättningen består av 80% träfibrer och resterande 20% är benlim och går att gjuta till dubbelkrökta ytor. Benlimmet gör även att materialet får termoplastiska egenskaper då det går att smälta efter härdning och sedan formas om. Detta gör att materialet är möjligt att omforma och återanvända vilket har en positiv koppling till teorierna om hållbar utveckling och Cradle to Cradle där just återanvändning och återvinning är en viktig del. Materialet är möjligt att sätta in i ett cirkulärt system vilket innebär att efter en produkt tillverkad av materialet slängs går materialet att återanvända till en ny produkt utan att behöva använda nya naturresurser. Materialet är också helt organiskt och därför biologiskt nedbrytbart vilket gör att det även går att sätta in i ett cirkulärt system som slutar med att materialet återgår till jorden. Att materialet tillverkas helt från restprodukter från olika industrier leder till att naturresurser som annars inte utnyttjas får ett nytt värde, något som också har en koppling till teorierna om hållbar utveckling. Resurserna brukas på ett hållbart sätt då fler produkter kan tillverkas av samma mängd trä som används i industrin idag. Spånfibrerna finns redan på plats och endast benlimmet behöver transporteras från någon annan industri vilket är positivt ur ett hållbart perspektiv. Produktkonceptet som materialet applicerades på utvecklades för att visa på ett användningsområde där materialet utnyttjas på ett optimalt sätt. Materialet pressgjöts till ett sittskal med dubbelkrökta ytor för att visa på dess egenskaper. De stora ytorna gör att materialet hamnar i fokus i möbeln och då
materialet, i användartesterna, har visat sig upplevas intressant och unikt framhävs detta i produktkonceptet. De visuella egenskaperna i materialet som strukturen och de synliga fibrerna som upplevts positivt av användare i studien går att koppla till teorierna om materialutveckling där materialupplevelse beskrivs som ett viktigt moment för materialutveckling. Detta kopplar även till teorierna om emotional design som säger att den visuella nivån i hjärnan är den som snabbast tilltalas eller inte av en produkt. Denna nivån är enklast att påverka hos användaren för att få denna att skapa ett emotionellt band till produkten. Utifrån de deltagande användarna i studien upplevs de visuella egenskaperna i materialet positivt vilket kan ge produktkonceptet ett emotionellt värde. Detta är dock svårt att dra någon slutsats kring då ingen användare fått inneha produktkonceptet för att ge någon återkoppling till om materialets visuella egenskaper haft någon påverkan på användarens emotionella band till produkten.
6 Diskussion
MDD som metod var ett bra val till detta projekt då stora delar av metoden kunde följas utan att behöva ändras för att passa projektet. Metoden gav materialet möjlighet att utvecklas optimalt endast utifrån en huvudegenskap som var ett krav att materialet skulle ha. Att sätta kravet på att materialet skulle kunna dubbelkrökas var både positivt och negativt i projektet upplevde jag. Det var bra att ha det kravet att ständigt förhålla sig till men det gjorde också att vissa beslut blev tvungna att fattas som kompromissade med andra egenskaper i materialet. Till exempel upplevde jag att materialproverna med större stycken av fanér var mer visuellt tilltalande och enklare att hantera vid tillverkningen men de hade inte alls lika goda egenskaper när det kom till formbarheten vilket var anledningen till att de inte utvecklades vidare. Slutresultatet blev ett material som fick en starkare koppling till hållbar utveckling än vad som först var tanken. Detta var en positiv utveckling för projektet. Thorpe tar upp i sina teorier om hållbar utveckling att en viktig del i ekologisk hållbarhet är att förstå naturresursernas värde och förvalta dessa på bästa sätt. Beslutet att utesluta de hela fanérstyckena innebar att det återstående materialet kunde tillverkas av enbart spillmaterial från träverkstäder ett bra sätt att återkoppla till fördjupningsområdet. Användningen av spillmaterialet ger det ett nytt värde och gör det möjligt att nyttja mer av naturresurserna. Att materialet tillverkas av träspill gjorde även att slutmaterialet fick en tydligare koppling till problemområdet med dubbelkrökta ytor av trä som identifierades i just träverkstäder som arbetar med möbeltillverkning.
Något som fungerat mycket bra i projektet var att få tag i personer till användarstudien och deltagarstudien. Jag hade, inför projektet, sett detta som ett orosmoment att få tag på tillräckligt många personer som var villiga att ställa upp i studien. Av de totalt 25 personerna som deltog var det endast tre personer som hade någon koppling till mig personligen vilket kan ha gjort resultatet mer neutralt och oberoende än om jag endast använt mig av personer jag känner. Det var också intressant att jag fick möjligheten att ställa frågorna till yrkesverksamma designers
för att få in det perspektivet i studien. Även om resultatet av deras svar inte skilde sig speciellt mycket från de övriga användarna var det i sig ett intressant resultat att reflektera kring.
Beslutet att arbeta med benlim var en stor etisk fråga i projektet. Det var inget självklart val att arbeta med en animalisk produkt som kommer från slaktindustrin. Det var ändå ett val jag fick göra då jag ville att materialet skulle vara helt tillverkat av biologiska komponenter. Kravet på biologiska komponenter uteslöt andra lim och bindemedel som baseras på olja eller innehåller andra kemiska komponenter som kan vara skadliga. Att välja bort alla bindemedel som inte är organiska eller biologiska begränsade projektet avsevärt då alternativen som återstod på marknaden var mycket få. Det gjorde dock att slutmaterialet med ett organiskt bindemedel fick en tydlig koppling till teorierna i kapitlet om hållbar utveckling, både Thorpe och Shapira tar upp att material som naturen själv kan reproducera samt bryta ner är de som har minst inverkan på miljön. Optimalt för materialet och projektet hade varit att kunna arbeta med lignin, men som beskrivet tidigare i studien, finns inte detta att tillgå på marknaden idag. Det är dock en intressant utvecklingspotential för materialet i framtiden. Då skulle materialet kunna baseras helt på växtbaserade komponenter. Materialet skulle kunna bli en rekonstruktion av träets naturliga form. Att det finns ytterligare utvecklingspotential i materialet kan vara ett viktigt kunskapsbidrag till framtida materialutveckling. Detta är något som har varit intressant att resonera kring under studien.
En del som jag valde att avgränsa studien från var tillverkningsmetoder i industriell skala. Studien var inte tillräckligt omfattande för att det skulle finnas tid att undersöka detta. Jag ser dock att det finns stor potential i materialet att tillverkas i större skala på till exempel en etablerad träindustri där spånspillet redan finns och endast benlimmet behöver tillsättas. Det skulle kunna öka produktionen genom att det skulle vara möjligt att tillverka fler produkter på samma plats och ta vara på större del av råvaran. Samtal jag haft med efter studien med en produktion av formpressad faner har bekräftat detta och de sa att de ser att det finns en potential i att ta tillvara på spillet från produktionen på detta sätt.
Något jag hade velat undersöka mer är kopplingen till emotional design. Jag tycker att jag fick ut mycket från deltagarna i det tredje MDD-steget kring vad de tycker är viktigt för att skapa emotionellt värde till en produkt. De gav insikt i vad de tycker är viktigt för att en produkt ska vara betydelsefull och varför man skulle vilja behålla produkten längre. Många av svaren deltagarna gav om vilka produkter de har ett emotionellt band till gick att koppla till teorierna i kapitlet Emotional design. Flera nämnde bland annat att flera av deras mest omtyckta produkter främst är visuellt tilltalande och inte speciellt funktionella. Jag ser en tydlig koppling mellan detta och det Norman hävdar, den visuella nivån är den simplaste nivån och den som lättast påverkas människan emotionellt. Om studien hade haft en större tidsram hade det varit intressant att återkoppla till deltagarna med produktkonceptet för att få en indikation på om de tycker att materialet tillför emotionellt värde i produkten som skulle kunna gör att den får ett affektionsvärde. Detta var dock inte möjligt att göra då tiden inte räckte till men det hade varit spännande att undersöka vidare. Flera deltagare i studien sa att de ansåg att materialets unika utseende och struktur gör det intressant och unikt. Dessa två egenskaper kan bidra till att produkter av materialet upplevs personliga och gör att användaren knyter an till produkten. Material och produkter som upplevs unika och väcker användarens intresse är något både Donald A. Norman pratar om i Emotional Design samt egenskaper van Bezooyen tar upp när han pratar om materialutveckling. Att det är egenskaper deltagarna nämner tyder på att materialet kan ha möjligheten att ge produkter ett emotionellt värde.
