Bio-inspired 3D Printed Hygroscopic Programmable Material Systems - Uni Stuttgart
Foto: Bio-inspired 3D Printed Hygroscopic Programmable Material Systems, David Correa, Prof. Achim Menges
Im Gegensatz zu konventionellen technischen Systemen beruhen biologische Systeme auf unterschiedlichen Materialien und strukturierten Materialverbünden, die die Funktion eines Sensors, Aktuators und Reglers in sich vereinen. Frühere Forschungen an biomimetisch reagierenden Oberflächenstrukturen am ICD untersuchten den Transfer dieser biologischen Prinzipien auf architektonische Systeme, die auf hygroskopisch aktuierten Sperrholz-Verbundsystemen beruhen und zur Entwicklung der HygroScope Installation (Centre Pompidou, Paris, 2012) und einer ersten Verwendung an einem Gebäude für den HygroSkin Pavillon (FRAC Centre, Orleans, 2013) führten.
Die hier vorgestellte Forschung erweitert diese Untersuchung auf Materialebene. Die Arbeit konzentriert sich auf die Dimensionsänderungen der hygroskopischen Elemente aus dem im 3D-Drucker entstandenen Materialverbund, um eine Formänderung als Reaktion auf Schwankungen der äußeren relativen Luftfeuchtigkeit auszulösen. Software-Tools werden verwendet, um die komplexe Interaktion zwischen den vielen programmierbaren und funktionalen Parametern der Materialstruktur zu berechnen und die komplexen vierdimensionalen Beweglichkeiten einfach handzuhaben. Die daraus resultierenden naturinspirierten hygroskopisch programmierbaren Materialverbundsysteme aus dem 3D-Drucker verkörpern die Fähigkeit, klimatische Veränderungen sensorisch zu erfassen, zu betätigen und so auf diese zu reagieren - und das materialimmanent. Diese Systeme stellen somit einen neuartigen konzeptuellen und praktischen Rahmen für architektonische Systeme dar.
Das Institut für Computational Design (ICD) beschäftigt sich in Forschung und Lehre mit computerbasierten Entwurfsverfahren und computergesteuerter Herstellungsprozesse in der Architektur. In der Forschung hat das ICD zwei Schwerpunkte: Ein Forschungsbereich ist die theoretischen und praktischen Weiterentwicklung generativer, computerbasierter Entwurfsprozesse und der dazugehörigen Anwendungstechniken. Ein Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Integration der Wechselwirkungen von Form, Material, Struktur und Umwelt im Computational Design für architektonische Entwurfsverfahren. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Erforschung eines integrativen Einsatzes computergesteuerter Herstellungsprozesse in der Architektur mit einem besonderen Schwerpunkt auf der robotischen Fertigung performativer Material- und Bausysteme.
Institute for Computational Design
David Correa, Prof. Achim Menges
Keplerstraße 11, 70174 Stuttgart
Tel: (0711) 685-81920
david.correazuluaga@icd.uni-stuttgart.de
http://icd.uni-stuttgart.de
Die hier vorgestellte Forschung erweitert diese Untersuchung auf Materialebene. Die Arbeit konzentriert sich auf die Dimensionsänderungen der hygroskopischen Elemente aus dem im 3D-Drucker entstandenen Materialverbund, um eine Formänderung als Reaktion auf Schwankungen der äußeren relativen Luftfeuchtigkeit auszulösen. Software-Tools werden verwendet, um die komplexe Interaktion zwischen den vielen programmierbaren und funktionalen Parametern der Materialstruktur zu berechnen und die komplexen vierdimensionalen Beweglichkeiten einfach handzuhaben. Die daraus resultierenden naturinspirierten hygroskopisch programmierbaren Materialverbundsysteme aus dem 3D-Drucker verkörpern die Fähigkeit, klimatische Veränderungen sensorisch zu erfassen, zu betätigen und so auf diese zu reagieren - und das materialimmanent. Diese Systeme stellen somit einen neuartigen konzeptuellen und praktischen Rahmen für architektonische Systeme dar.
Das Institut für Computational Design (ICD) beschäftigt sich in Forschung und Lehre mit computerbasierten Entwurfsverfahren und computergesteuerter Herstellungsprozesse in der Architektur. In der Forschung hat das ICD zwei Schwerpunkte: Ein Forschungsbereich ist die theoretischen und praktischen Weiterentwicklung generativer, computerbasierter Entwurfsprozesse und der dazugehörigen Anwendungstechniken. Ein Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Integration der Wechselwirkungen von Form, Material, Struktur und Umwelt im Computational Design für architektonische Entwurfsverfahren. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Erforschung eines integrativen Einsatzes computergesteuerter Herstellungsprozesse in der Architektur mit einem besonderen Schwerpunkt auf der robotischen Fertigung performativer Material- und Bausysteme.
Institute for Computational Design
David Correa, Prof. Achim Menges
Keplerstraße 11, 70174 Stuttgart
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