ICD "Sewn Timber" Schale 2017

Eröffnungsausstellung der Design Society, Shenzhen, 2017

Die segmentierte Holzschale, eine aus vernähten (engl. "sewn") Holzsegmenten bestehendes Flächentragwerk, untersucht den Einsatz von Robotik und Sensorik in Kombination mit Techniken des Bekleidungsdesigns und des industriellen Nähens mit dem Ziel, eine neue Art der Herstellung maßgeschneiderter Holzstrukturen zu erforschen und eine traditionelle Handwerkskunst neu zu erfassen.

Die damit verbundene Forschung untersucht traditionelle Kleidungsmuster und Verbindungstechniken, die auch heute noch in der Mode verwendet werden, und interpretiert sie in einem anderen Materialkontext neu. Gewebe wird durch dünne Sperrholzplatten ersetzt, was ein verändertes Verhältnis zwischen Materialgeschmeidigkeit und Steifigkeit herstellt und damit Tragfähigkeit in das neuartige Materialsystem einführt. Das Nähen spielt eine ähnliche Rolle wie im Bekleidungsdesign, wo die Nähte es ermöglichen, aus einem flachen Bahnenmaterial dreidimensional gekrümmte Formen zu schneidern, die den Körper umhüllen. Im architektonischen Maßstab angewendet, werden die Nähte zu Verbindungen, die das Material aufgrund der elastischen Biegung von Holz formen, was strukturelle Kapazität und räumliche Hülle schafft.

Ein adaptiver robotergestützter Herstellungsprozess ermöglicht das notwendige Upscaling und die Handhabung der komplexen Zusammenhänge zwischen den Musterformen und dem Materialverhalten. Im Gegensatz zu sich wiederholenden Fertigungsprozessen, bei denen die Automatisierung auf der Ausführung vorbestimmter und vollständig definierter Schritte beruht, wird hier die Sensortechnologie eingesetzt, um einen Arbeitsablauf zu ermöglichen, der Materialberechnung und Roboterfertigung in Echtzeit zusammenführt. Bei diesem Prozess wird die Form des maßgeschneiderten Werkstücks wiederholt gescannt. Die Segmente enthalten zuvor hergestellte Verbindungen in Form von Markierungen, die für die Erzeugung der Roboterbewegung live verfolgt werden. Während dieses Prozesses werden die Holzstücke nacheinander hinzugefügt und durch eine genähte Verbindung dauerhaft verbunden. Ein benutzerdefiniertes digitales Modellierungswerkzeug wird verwendet, um ein poröses, wellenförmiges, dreischichtiges System zu entwickeln, das Materialeigenschaften, Fertigungsbeschränkungen und Montagereihenfolge kohärent integriert. Dieses komplexe Zusammenspiel von Materialität und Materialisierung führt zu einer genähten Hülle, die die Eigenschaften der Holzarchitektur erweitert und gleichzeitig eine einzigartige texturale und räumliche Artikulation entfaltet.

Die "Sewn Timber" Schale 2017 ist ein Gemeinschaftsprojekt des Instituts für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD) der Universität Stuttgart und des Digital Design Research Center (DDRC) der Tongji-Universität, Shanghai. Das Projekt ist Teil des vom Deutsch-Chinesischen Forschungszentrum geförderten Forschungsprojekts "Performative Entwurfsmethoden auf der Grundlage von Roboterfertigung für nachhaltige Architektur (GZ 1162)".

Das Projekt war in der Eröffnungsausstellung "Minding the Digital" der Design Society, Chinas neuem führenden Designmuseum in Shenzhen, zu sehen.

ICD Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung, Universität Stuttgart
Martín Alvarez, Prof. Achim Menges

DDRC Digital Design Research Center, Tongji University
Prof. Philip Yuan

Mit Unterstützung von

Chai Hua, Samuel Leder, Valentina Soana, Iván Jimenez

Deutsch-Chinesisches Forschungsprojekt GZ 1162 "Performative Entwurfsmethoden auf der Grundlage von Roboterfertigung für nachhaltige Architektur"
Digital Design Research Center Tongji University Shanghai (Prof. Philip Yuan)
Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (Prof. Achim Menges)