图片来自©ICD/ITKE斯图加特大学
同时轻巧又像蜘蛛线一样稳定: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)的员工实际上从大自然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。
蜘蛛用它的线在水中建一个钟形的巢，然后在里面充满空气。这个气泡确保蜘蛛能在水下生存。它甚至在泡泡里产卵。受这种独特的建筑方式的启发，研究馆首先由空气压力支撑的软ETFE箔组成。然后，在KUKA KR QUANTEC ultra系列机器人的帮助下，从内部逐渐粘上碳纤维。
结果是:一种超轻纤维复合材料外壳。这不仅赋予了亭子的形状，也赋予了它独特的建筑品质。由于碳纤维只应用于需要支持设计的地方，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，节约资源。
为了将碳纤维放置在柔韧箔的内部，开发了机器人制造过程的原型。这对机器人的控制是一个特别的挑战，因为在纤维应用过程中气动模板的刚度会发生变化，并产生波动变形。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，并实时集成到机器人控制器中。这种类型的信息物理系统能够在真实制造条件和机器人控制代码的数字生成之间进行持续反馈。这不仅代表了该项目框架内的重要发展，而且还为机器人施工过程指明了更广泛的新可能性。
在制造过程中，9根总长45公里的预浸渍碳纤维粗纱以平均0.6米/分钟的速度沿着5公里的机器人路径被应用。展馆的表面积约为40平方米，封闭体积约为130立方米，宽7.5米，高4.1米。总重量不超过280kg左右，对应面积密度为7kg /m²。展馆在跨学科和国际ITECH硕士项目下的研究所研究和教学之间的交叉点上发展。它是科学家以及建筑、工程和自然科学专业的学生历时一年半开发的成果。
如需更多信息，请访问http://www.kukarobotics.com．
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