本週設計:未來之樹

2020-07-21
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本週設計:未來之樹
未來之樹[來源:Basler&Hofmann AG]

本週的選擇是由蘇黎世聯邦理工學院的一組研究人員選擇的“未來之樹”。

未來樹是一棵樹的抽象表示,作為樹冠裝飾元素被放置在瑞士埃斯林根的巴斯勒與霍夫曼辦公樓中。設計和構建結構的過程涉及多種先進技術,包括計算設計,減法製造,成型和鑄造,3D列印,機器人技術和裝配。

本週設計:未來之樹
未來樹設計的細節[來源:蘇黎世聯邦理工學院Gramazio Kohler研究部]

乍看之下引人注目的設計看起來很簡單,但絕對不是。冠層的元素相互之間都具有不同尋常且精確的角度,而樹的樹幹具有復雜的表面。

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未來樹的複雜樹冠組件佈局[來源:蘇黎世聯邦理工學院Gramazio Kohler研究部]

團隊成員Joris Burger向我們解釋了構建Future Tree所需的工作:

“ Future Tree具有一個混凝土柱,該柱由FDM 3D列印的薄模板製成,這是在建築環境中的首次此類應用。它結合了最先進的設計技術,材料科學和機器人製造,成為跨越客戶和項目合作夥伴Basler&Hofmann院子的建築元素。Future Tree包括一個由漏斗形的,輕巧的木材相互頂蓋結構,該結構由機器人和一個定制的混凝土柱組成,該柱使用超薄3D列印模板以稱為“ Eggshell”的過程製成。”

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3D列印模板[來源:蘇黎世聯邦理工學院Gramazio Kohler研究部]

該項目的3D列印部分涉及生產一個高大的空心結構,在其中容納鋼筋並倒入混凝土混合物。在隨附的視頻中,您將看到3D列印是通過使用粗絲的Siemens機器人系統完成的。我不太清楚這是什麼機器,因為我以前沒有看過。

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西門子機器人3D列印機[來源:蘇黎世聯邦理工學院Gramazio Kohler Research]

混凝土固化後,建築商必須去除3D列印的模板,方法是用熱風槍將其軟化並剝離。我不確定使用的是哪種材料,但可能是像PLA或PETG這樣的低溫材料。
 

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用熱風槍剝離3D列印的模板[來源:蘇黎世聯邦理工學院Gramazio Kohler Research]

我想知道建築工人將如何組裝組成樹冠的極其複雜的木片,但視頻顯示該放置是由機器人執行的!

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機器人機蓋組裝[來源:ERNE AG Holzbau]

機器人將木塊移動到精確的位置和方向以進行手動連接。這樣可以確保結構與原始設計完全匹配,並且避免了手工操作不可避免地會導致的潛在錯誤。我無法想像一個人可以用哪種方法來手工建造這個樹冠。

該項目是3D列印應如何真正使用的一個很好的例子:作為複雜項目中許多工具之一。

報導來源:Gramazio Kohler Research,https://www.fabbaloo.com/blog/2020/7/13/design-of-the-week-future-tree

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