斯圖加特大學(xué)計(jì)算設(shè)計(jì)研究所所長 Menges 正在開發(fā)一個軟件程序

根據(jù)建筑師和研究員Achim Menges的說法，碳纖維是建筑業(yè)最大的未開發(fā)資源，他聲稱可以對機(jī)器人進(jìn)行編程，以使用纖維狀建筑材料建造體育場屋頂。斯圖加特大學(xué)計(jì)算設(shè)計(jì)研究所所長 Menges 正在開發(fā)一個軟件程序，以使機(jī)器人構(gòu)造更加直觀，并且正在嘗試使用該系統(tǒng)來建造碳纖維館。

建筑師認(rèn)為，將數(shù)字技術(shù)和物理制造相結(jié)合的此類項(xiàng)目有可能徹底改變建筑行業(yè)。

他在對學(xué)校的一次訪問中告訴Dezeen：“這是一項(xiàng)非常新的技術(shù)，因此沒有人將其購買并商業(yè)化。”

他補(bǔ)充說：“我們不僅僅是在觀察事物的制造方式的逐步演變。” “這是一次相當(dāng)大的轉(zhuǎn)變，是第四次工業(yè)革命。”

Menges認(rèn)為，碳纖維在建筑領(lǐng)域的全部可能性仍有待揭示，并聲稱機(jī)器人制造可以幫助釋放碳纖維的潛力。

他說：“這種材料固有的真正可能性尚未得到充分利用。” “我們還沒有離開這些新材料模仿舊材料的階段。”

Menges在過去的幾年中與工程師Jan Knippers一起研究了自然界中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)是否可以為將來的建筑樹立先例。他們目前正在與另一位工程師Thomas Auer和建筑師MoritzDörstelmann合作，為倫敦的V&A博物館建造一個 機(jī)器人制造的碳纖維亭子。

他們開發(fā)的一種技術(shù)是自動編織的一種形式，使纖維暴露在外，而不是將它們嵌入主體材料中。他們認(rèn)為，該系統(tǒng)可以建造足夠大和強(qiáng)度足以形成體育場屋頂?shù)奶祭w維結(jié)構(gòu)。

Menges說：“這可能會在明天的建筑中找到應(yīng)用。”

他說，主要的障礙是控制機(jī)器人構(gòu)造所需的計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)。

碳纖維是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料系列的一部分，與纖維水泥和玻璃纖維一起，是建筑領(lǐng)域最新，最具革命性的材料之一。

這種材料在1960年代首次引起人們的關(guān)注，其高抗拉強(qiáng)度使其成為家具和運(yùn)輸行業(yè)的理想選擇。近年來，它已得到更廣泛的使用，并且最近推出了第一批批量生產(chǎn)的碳纖維汽車和飛機(jī)-BMW i3 和 波音787 Dreamliner 。

大多數(shù)情況下，碳纖維部件是在模具中形成的，旨在模仿更傳統(tǒng)的材料。但是，通過將這種舊技術(shù)應(yīng)用于相對較新的一組材料，建筑業(yè)卻失去了將其作為纖維材料全面開發(fā)的機(jī)會。

他說：“ [纖維材料]仍然沒有以真正探索材料固有特性和特性的方式使用，無論是在設(shè)計(jì)語言上，還是在其具有的結(jié)構(gòu)能力方面。”

他說，包括Snøhetta最近完成的對SFMOMA的擴(kuò)展 在內(nèi)的碳纖維結(jié)構(gòu)的首次嘗試 正在仿效汽車和航空航天業(yè)的高光美學(xué)。

根據(jù)Menges的說法，模具的使用既昂貴又昂貴(鼓勵批量生產(chǎn)并扼殺進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn))，而且浪費(fèi)于一次性建筑物的生產(chǎn)。

斯圖加特的團(tuán)隊(duì)不像汽車行業(yè)使用的機(jī)器人那樣執(zhí)行并重復(fù)一項(xiàng)任務(wù)，它正在開發(fā)軟件，以使機(jī)器人手臂的每個動作更加智能，從而形成量身定制的結(jié)構(gòu)。

Menges和Knippers在進(jìn)行中的材料研究中已經(jīng)探索了多種材料的可能性，這是由諸如海膽殼或 甲蟲翅膀等生物結(jié)構(gòu)提供的。

他們通過使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，模擬和制造過程與學(xué)生共同制作的該校年度展館系列，揭示了其中的一些結(jié)果 。

斯圖加特團(tuán)隊(duì)為倫敦V&A院所設(shè)計(jì)的碳纖維館將基于對水蜘蛛網(wǎng)的早期調(diào)查。

它被稱為Elytra Filament Pavilion，將作為博物館工程季節(jié)的一部分而建立，目前正在由機(jī)器人在位于城市柯達(dá)一家老工廠后面的倉庫中建造。

機(jī)器人將碳和玻璃纖維的長度拉過樹脂浴，然后纏繞在金屬腳手架上。然后，將樹脂涂覆的結(jié)構(gòu)在巨型烘箱中固化，然后從其框架上卸下以形成獨(dú)立的部件。

該團(tuán)隊(duì)過去的其他項(xiàng)目包括由30,000個尖尖的部件構(gòu)成的涼亭和由生物塑料制成的結(jié)構(gòu)，其中包含90%以上的可再生材料。

這項(xiàng)工作是建立在德國已故建筑師和工程師弗賴·奧托(Frei Otto)進(jìn)行的研究的基礎(chǔ)上的。弗賴·奧托( Frei Otto)以抗拉和膜結(jié)構(gòu)的開創(chuàng)性開發(fā)而聞名，并在同一研究所工作。