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Neue Welten

ICD/ITKE FORSCHUNGSPAVILLON 2011

POSTED 20 December 2011
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So erfinderisch und einfallsreich der Mensch auch sein mag, ist es manchmal schlichtweg praktischer und naheliegender, einen Blick in die Natur zu werfen. Um sich wissenschaftlich mit biologischen Strukturen auseinanderzusetzen, einen natürlichen Prozess oder einen Aufbau zu entschlüsseln und diesen mit technischer Hilfe umzusetzen, existiert die Bionik.

Im vergangenen Sommersemester haben sich das Institut für Computerbasiertes Entwerfen (ICD) und das Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart zum zweiten Mal für die Realisierung eines Forschungsprojekts zusammengetan. Die Projektmitarbeiter machten sich im Vorfeld auf die Suche nach einem natürlichen Aufbau, der einen besonders leistungs- und anpassungsfähigen Charakter aufweist: geringes Gewicht bei gleichzeitiger Tragfähigkeit und Flexibilität. Gefunden haben sie ihn bei einem Bewohner flacher Meeres-Sandküsten: dem Sanddollar. Zur Familie der Seeigel gehörend, liefert er den Prototyp, an dessen Skelettaufbau der entstandene Versuchspavillon angelehnt ist.

Ziel der Zusammenarbeit von Studierenden und Wissenschaftlern war es, biologische Strukturbildungsprinzipien in einen architektonischen Entwurf einzubeziehen, um dann deren Leistungsfähigkeit in einem räumlichen Materialsystem zu überprüfen. Zudem stellt die Realisierung eines solchen Forschungspavillons eine jährliche Demonstration der neuesten Entwicklungen im Bereich der computerbasierten Entwurfs- und Produktionsprozesse dar.

Aufgrund der Struktur und der Verzahnung der Platten des Sanddollar-Skeletts ergibt sich eine äußert beanspruchbare Struktur, die sich ähnlich aus Holz nachbilden lässt. Hierfür wurden vieleckige Plattensegmente entworfen, die jeweils mit zwei anderen an einem Punkt zusammenlaufen. Hergestellt aus Birkensperrholz besitzen sie durchgängig eine Plattendicke von 6,5 Millimetern. Um die Holzsegmente miteinander zu verbinden und die in Wirklichkeit mikroskopisch kleinen Kalzit-Projektionen des Seeigels nachzubilden, griff man auf Fingerzinken zurück, eine gängige Technik in der Holzbearbeitung.

Erstellt wurden die über 850 Einzelteile mit mehr als 100.000 Zinken in der robotischen Fertigungsanlage der Universität Stuttgart. Nachdem die Zellen geleimt, grundiert und lasiert wurden, diente von August bis Dezember eine Freifläche hinter den Universitätsgebäuden KI und KII auf dem Campus Stadtmitte als Projektstandort. Offen zugänglich bot der 72 Quadratmeter große Pavillon im Innern zwei Untersuchungs- und Erfahrungsräume: Im größeren Bereich mit seiner Öffnung zum Universitätspark hin wurde die Segmentbauweise über Auslassungen in der Innenschale erfahrbar gemacht. Im kleineren der beiden Räume ist das Bauwerk absichtlich nicht abgeschlossen und gab so die Struktur der inneren Hüllenebenen frei.

Inzwischen wurde der Forschungspavillon wieder abgebaut und hat seinen neuen Platz auf dem Gelände der Firma Ochs, neben KUKA Roboter einem der Hauptsponsoren des Projekts, erhalten. (LO)

FACTS

Project:

ICD/ITKE Research Pavillon 2011

Concept:

Oliver David Krieg, Boyan Mihaylov

involved persons:

Institut für Computerbasiertes Entwerfen (ICD) – Prof. Achim Menges
Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) – Prof. Dr.-Ing. Jan Knippers
Kompetenznetz Biomimetik Baden-Württemberg

Execution planning and execution:

Peter Brachat, Benjamin Busch, Solmaz Fahimian, Christin Gegenheimer, Nicola Haberbosch, Elias Kästle, Oliver David Krieg, Yong Sung Kwon, Boyan Mihaylov, Hongmei Zhai

Head of the Science Section:

Markus Gabler (Projektleitung), Riccardo La Magna (Tragwerksplanung), Steffen Reichert (Konstruktion), Tobias Schwinn (Projektleitung), Frédéric Waimer (Tragwerksplanung)

Location:

Inner city campus, university of Stuttgart

Time frame:

August 26th 2011 to December 1st 2011

Pictures:

ICD/ITKE Universität Stuttgart > mail@icd.uni-stuttgart.de

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