同时轻盈稳定,像蜘蛛一样:这是斯图加特大学2014/2015研究馆的标志。计算设计研究所(ICD)和建筑结构与结构设计研究所(ITKE)的员工实际上从自然界中获得了设计的灵感。水蜘蛛在水下筑巢的方式就是一个例子。
蜘蛛建立一个钟形巢,其线在水中,然后用空气填充它。这种气泡确保蜘蛛可以在水下生存。它甚至将鸡蛋放在泡沫中。受这种独特建筑方式的启发,研究馆首先由一个由气压支撑的柔软ETFE箔片组成。然后在KR QUANTEC ultra系列的库卡机器人的帮助下,从内部逐渐粘上碳纤维。
库卡机器人展馆
结果:超轻纤维复合材料外壳。这使得展馆不仅具有其形状,而且还具有独特的建筑品质。由于碳纤维仅用于需要支撑设计的地方,并且气动模板也用作功能集成的建筑围护结构,因此施工过程不会产生浪费并节省资源。
为了将碳纤维放置在柔韧箔的内侧,开发了原型库卡机器人制造工艺。这对于库卡机器人的控制来说是一个特别的挑战,因为气动模板的刚度在纤维施加过程中发生变化并产生波动的变形。为了在整个制造过程中调整这些参数,使用集成传感器系统检测当前位置和应用压力,并实时集成到库卡机器人控制器中。这种类型的网络物理系统能够在实际制造条件和库卡机器人控制代码的数字生成之间实现持续反馈。
这不仅代表了该项目框架内的重要发展,在制造过程中,沿着5km库卡机器人路径以0.6m / min的平均速度施加9根总长度为45km的预浸渍碳纤维粗纱。展馆的表面积约为40平方米,封闭容积约为130立方米,宽度为7.5米,高度为4.1米。总重量不超过280千克,相当于7千克/平方米的面积密度。展馆在两个研究所的研究和跨学科和国际ITECH硕士课程的指导下进化。这是科学家以及建筑,工程和自然科学学生一年半的发展成果。