Motivation und Fragestellung

Angesichts ökologischer Belastungen und begrenzter Ressourcen gewinnen biobasierte Materialien zunehmend an Bedeutung. Während viele nachhaltige Materialansätze darauf abzielen, bestehende Werkstoffe zu ersetzen, verfolgt dieses Projekt einen anderen Ansatz: Es untersucht, wie sich neue gestalterische Prozesse aus dem Arbeiten mit lebenden Materialien entwickeln lassen.

Myzel bietet hierbei besondere Potenziale, da es wächst, sich anpasst und Materialeigenschaften nicht statisch, sondern über die Zeit ausbildet. Diese Eigenschaften stellen klassische Entwurfslogiken infrage und eröffnen neue Perspektiven für die Gestaltung.

Forschungsfrage

Wie kann eine myzelbasierte, 3D-druckbare Paste entwickelt und eingesetzt werden, um die formgebenden Eigenschaften von Myzel gezielt in den gestalterischen Prozess einzubeziehen?

Im Zentrum des Projekts steht die Frage, wie eine 3D-druckbare myzelbasierte Paste entwickelt und eingesetzt werden kann, um die formgebenden Eigenschaften von Myzel gezielt in den Gestaltungsprozess einzubeziehen. Dabei geht es weniger um die Optimierung eines Endprodukts als um das Verständnis von Gestaltung als offenem, prozesshaftem Zusammenspiel von Material, Technik und biologischer Aktivität.

Material & biologischer Akteur

Myzel wird im Projekt nicht als passiver Werkstoff gesehen, sondern als biologischer Akteur mit eigenem Verhalten. Wachstum, Vernetzung und Reaktion auf Umweltbedingungen beeinflussen die entstehenden Formen. Das Material reagiert auf Feuchtigkeit, Nährstoffe, Geometrie und Luftzufuhr und bringt dadurch Eigenschaften hervor, die nicht vollständig planbar sind. Gestaltung verschiebt sich somit vom Festlegen einer finalen Form hin zum Gestalten von Bedingungen.

3D-Druck als Schnittstelle

Der 3D-Druck fungiert als vermittelnde Schnittstelle zwischen digitaler Formgebung und biologischem Wachstum. Die gedruckte Geometrie definiert eine Ausgangsstruktur, die vom Myzel im weiteren Verlauf verändert, verdichtet oder überformt wird. Gestaltung entsteht nicht allein im digitalen Entwurf, sondern im Zusammenspiel von Druckprozess, Materialverhalten und Zeit.

Da für die Verarbeitung lebender, myzelbasierter Pasten keine standardisierten Druckparameter oder bestehenden Workflows verfügbar sind, wurde der Druckprozess nicht auf vorhandene Softwarelösungen (wie beispielsweise Cura) gestützt. Für die ersten experimentellen Schritte wurde zudem ein eigener Extruder entwickelt, um das Materialverhalten unabhängig von bestehenden Systemen testen und kontrollieren zu können.

Statt auf standardisierte Slicer-Workflows zurückzugreifen, entstand ein eigens entwickeltes Skript zur Steuerung des Extrusionsprozesses. Dieses ermöglichte eine flexible Anpassung von Schichthöhe, Druckgeschwindigkeit und Materialfluss und reagierte damit gezielt auf die spezifischen Anforderungen des neuartigen Materials. Der 3D-Druck fungiert somit nicht als reproduzierendes Werkzeug, sondern als offene Schnittstelle  zwischen digitalem Entwurf und biologischer Materialbildung.

Experimenteller Prozess

Der experimentelle Prozess umfasst die Entwicklung und Variation mehrerer myzelbasierter Rezepturen sowie deren Untersuchung hinsichtlich Extrudierbarkeit, Formstabilität und Wachstum. Unterschiedliche Substrate, Bindemittel und Wasseranteile wurden getestet, um Zusammenhänge zwischen Materialzusammensetzung, Druckverhalten und biologischer Aktivität sichtbar zu machen. 

Die Experimente zielen nicht auf eine lineare Optimierung ab, sondern auf ein systematisches Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Materialien.

Umgang mit Scheitern

Nicht alle Versuche führten zu stabilen oder erfolgreichen Ergebnissen. Kontaminationen, instabile Drucke oder Prozessabbrüche traten wiederholt auf und wurden bewusst dokumentiert.

Entscheidend dabei ist der bewusste Umgang mit Scheitern. Fehlgeschlagene Drucke, Kontaminationen oder instabile Rezepturen wurden nicht ausgeschlossen, sondern dokumentiert und reflektiert. Diese Versuche liefern wichtige Erkenntnisse über die Grenzen der Materialmatrix und machen sichtbar, dass Gestaltung mit lebenden Materialien mit Unsicherheiten verbunden ist.

Wachstum & Zeitlichkeit

Das zeitliche Verhalten des Myzels spielt eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung. Nach dem Druck verändern sich Oberfläche, Dichte und Struktur der Proben durch weiteres Wachstum. Das Objekt ist kein statisches Gebilde, sondern Teil eines dynamischen Prozesses, der Veränderungen umfasst.

Gestaltung mit Myzel wird damit zu einem zeitbasierten Prozess, der Veränderung, Ungewissheit und Materialreaktionen bewusst integriert.

Entwickelte Methodik

Im Rahmen des Projekts wurde eine eigene Methodik für den Umgang mit 3D-druckbaren, myzelbasierten Materialien entwickelt. Diese war notwendig, da weder für das Material noch für dessen Verarbeitung im additiven Fertigungsverfahren standardisierte Prozesse, Parameter oder Werkzeuge existieren.

Die Methodik basiert auf einem materialgetriebenen, iterativen Vorgehen, bei dem Materialentwicklung, digitaler Druck und biologisches Wachstum nicht getrennt, sondern als zusammenhängender Prozess verstanden werden. Ausgangspunkt ist die Entwicklung einer myzelbasierten Paste, deren Zusammensetzung schrittweise variiert wird. Jede Rezeptur wird unmittelbar im Druckprozess getestet, anschließend inkubiert und über einen definierten Zeitraum beobachtet.

Ein zentrales Element der Methodik ist die kontinuierliche Rückkopplung: Beobachtungen aus Druckverhalten, Formstabilität, Wachstum oder Kontamination fließen direkt in die Anpassung von Rezeptur, Geometrie und Prozessparametern ein. Gestaltung entsteht dabei nicht durch die Festlegung einer finalen Form, sondern durch das schrittweise Reagieren auf das Verhalten des Materials.

Da bestehende Softwarelösungen für additive Fertigung auf homogene, industrielle Materialien ausgelegt sind, wurde zusätzlich ein eigenes Skript zur Steuerung des Druckprozesses entwickelt. Dieses ersetzte standardisierte Slicer-Workflows und ermöglichte eine flexible Anpassung von Schichthöhe, Geschwindigkeit und Materialfluss in Abhängigkeit vom Materialzustand.

Die entwickelte Methodik versteht sich somit nicht als reproduzierbarer Produktionsprozess, sondern als offenes, adaptives Vorgehen zur Erforschung lebender Materialien im gestalterischen Kontext.

Veränderte Rolle des Designers

Im Rahmen der entwickelten Methodik verschiebt sich die Rolle des Designers von der kontrollierenden Instanz hin zu einer beobachtenden und steuernden Position. Anstatt Materialeigenschaften und Endform vollständig festzulegen, besteht die Aufgabe des Designers darin, Rahmenbedingungen zu definieren, innerhalb derer das Material eigenständig reagieren und sich entwickeln kann. Entscheidungen entstehen nicht ausschließlich im Entwurf, sondern im fortlaufenden Umgang mit Materialverhalten, Wachstum und Prozessveränderungen. Gestaltung wird dadurch zu einem Aushandlungsprozess zwischen menschlicher Intention, technischer Umsetzung und biologischer Eigenaktivität.

Vision & Anwendung

Die Vision liegt im Einsatz der entwickelten Paneele für temporäre, zeitlich begrenzte Anwendungen, beispielsweise für Ausstellungen, urbane Interventionen, Messestände oder Zwischennutzungen im öffentlichen Raum.

Die Paneele werden additiv gefertigt und anschließend inkubiert, sodass sich ihre Oberfläche während der Nutzung leicht weiterentwickelt. Sie können Räume strukturieren und als Träger für Inhalte oder Projektionen dienen. Nach deren Verwendung werden die Module in den biologischen Kreislauf zurückgeführt.

Fazit

Diese Arbeit zeigt, dass myzelbasierte Materialien nicht nur unter materialtechnischen Gesichtspunkten relevant sind, sondern neue gestalterische Prozesse ermöglichen. Durch die Entwicklung einer 3D-druckbaren Myzelpaste und deren experimentelle Anwendung wird deutlich, dass Gestaltung mit lebenden Materialien als offener, zeitbasierter Prozess verstanden werden muss. Material, Fertigung und Wachstum greifen dabei ineinander und erweitern den Entwurfsraum über statische Formen hinaus.

Methodik

Das Projekt basiert auf einem experimentellen, praxisorientierten Forschungsansatz („research through design“). Erkenntnisse wurden durch Materialtests, Druckexperimente, Beobachtung des Wachstums sowie fotografische Dokumentation gewonnen.

Werkzeuge, Methoden:

– Entwicklung myzelbasierter Pasten

– Extrusionsbasierter 3D-Druck

- Entwicklung eines Drucksystems

– Inkubation und Wachstumsbeobachtung

– Qualitative Auswertung

– Spekulatives Anwendungsszenario

Aufgrund der fehlenden Standardisierbarkeit myzelbasierter Druckmaterialien wurde ein eigenes Skript für den Ersatz eines Slicers entwickelt. Dieser Ersatz ermöglicht ein gezielteres Anpassen über den Extrusionsprozess. Diese Entscheidung war notwendig, da bestehende additive Fertigungssysteme auf industrielle, homogene Materialien ausgelegt sind und das Verhalten lebender Pasten nicht abbilden können