Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

机器人制造:看看“纤维语法”和“编织粘土”

图片来自“Rob | Arch和Jared Friedman

由建筑机器人协会发起的第二届Rob | Arch 2014会议举办了一系列讲座和研讨会,重点讨论建筑,艺术和设计中的机器人制造。一些展示项目开发了机器人制造技术,灵感来自陶瓷和编织的传统应用。

光纤语法

照片来源 - Elizabeth Kaziunas和Tyler Worman

由德国斯图加特大学计算设计研究所(ICD)的一组研究人员(Marshall Prado,MoritzDörstelmann,OndřejKyjánek)领导的“纤维语法”研讨会使用机器人制造精美复杂的轻质纤维复合材料。结构。

光纤语法|来自Vimeo的马歇尔普拉多的RobArch 2014研讨会。

随后发布了一篇文章和视频,展示了一种关于“无芯纤维缠绕”的机器人制造技术,该技术创造了几何形状复杂的形状,具有高承载能力,可用于一系列建筑项目。

图片来自“Rob | Arch

在基本层面,该过程涉及创建“纤维 - 纤维相互作用”的设计序列,其中“缠绕语法”指的是纤维放置的系统序列。每种结构的形式实现为纤维被压在先前缠绕的纤维上以确保张力。

虽然“纤维语法”的低技术版本可以使用手动上链机型或CNC控制机器生产更多几何形状复杂的形式,但Prado的团队使用两个同步的Kuka KR60 6轴工业机器人(作为一个12轴机器人系统运行)用于缠绕纤维。机器人制造过程使团队能够“快速有效地包裹大量点”,并减少在缠绕过程中对芯或心轴的需求。

照片来源 - Elizabeth Kaziunas和Tyler Worman

编织粘土

图片来自Jared Friedman

同样在Rob | Arch 2014上,Olga Mesa在哈佛大学设计研究生院的一个团队的“Woven Clay”上发表了演讲。

目前,通过商业3D打印服务(如Shapeways,Scupteo和Ponoko)可以使用粘土进行3D打印,并且已经使用定制的RepRap机器和桌面3D打印机(CeraJet,Building Bytes,Studio Under)进行了探索,这些技术还没有并且可以轻松扩展以满足更大的建筑和设计项目的需求。 Woven Clay研究小组报告称,他们可以使用机器人制造技术在8分钟内制造18“X 18”陶瓷面板。

图片来自Jared Friedman

来自机器人的编织粘土在Vimeo上构建。

该视频记录了该集团用于机器人粘土线圈挤出工艺的制造技术,该工艺用粘土“编织”大面板。该团队为粘土创建了“层层”轮廓3D打印技术,沿着印刷床的表面创建了格子图案。正如他们在论文中解释的那样,“这些模式试图利用粘土中的固有特性,同时利用6轴工业机器人的控制,尺寸和速度。”

图片来自Jared Friedman

使用Grasshopper输出生成刀具路径。通过利用优化的粘土沉积速度计算每个点处的曲率,Bspline曲线偏离轮廓印刷表面。在考虑材料孔隙度和期望的最终美感之后,通过最大化交织的重叠来最小化脆性。由连续路径组成的单层超过了面板的边缘,以减少修剪时间并确保印刷品不会从模具中滑落。

图片来自Jared Friedman


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