Il padiglione ultraleggero di fibre composite costruito con ingegneria robotica

“In biologia la maggior parte delle strutture portanti sono fatte di fibre composite,” spiega il team del dipartimento di Computational Design and Construction (ICD) dell’Università di Stoccarda, che si occupa del design del padiglione. “Queste si costituiscono da fibre, come per esempio la cellulosa, la chitina e il collagene, e da un materiale composito che le supporta e mantiene la loro posizione. La perfomance straordinaria e la risorsa insuperata dell’efficienza della struttura biologica è dovuta allo stelo di questi sistemi fibrosi. La loro organizzazione, direzionalità e densità è ben connessa e localmente variata per assicurare che il materiale sia posto esclusivamente dov’è necessario.”

Il Padiglione BUGA in fibra ha applicato nell’architettura questo principio biologico di peso che si adatta e il sistema altamente differenziato di fibre composite. Le fibre di vetro o di carbone rinforzate dalla plastica usate per la costruzione di questo edifico, sono appropriate per questo tipo di approccio perché mettono in comunicazione le loro caratteristiche fondamentali con i compositi naturali. La ICD e la ITKE hanno lavorato su questa ricerca interdisciplinare dei principi biologici e delle ultime tecnologie computazionali. Solo pochi anni fa, questo padiglione sarebbe stato impossibile da progettare e da realizzare.

Il padiglione è fatto da più di 150.000 metri di vetro e fibre di carbone. Un nuovo approccio per la additive manufacturing, sviluppata dall’università di Stoccarda, è stato implementato producendo i componenti della struttura con un coreless filament winding robotico. I filamenti fibrosi sono collocati liberamente in mezzo a due impalcature robotiche rotanti, e la componente della forma predefinita emerge soltanto dall’interazione dei filamenti, eliminando dunque la necessità di qualsiasi forma o centro. È stato prodotto un reticolo di fibre di vetro traslucido, e le fibre di carbone nero sono state posizionate solo dove sono necessarie a livello strutturale, in questo modo il risultato è che si congiunge funzionalità e forma.

Il padiglione copre un’area di circa 400 metri quadri e raggiunge un’ampiezza maggiore di 23 metri. È avvolta da una membrana ETFE completamente trasparente, meccanicamente sovraccaricata in precedenza. La struttura portante è fatta interamente di 60 fibre composite costruite su misura, ed è approssimativamente cinque vote più leggera di una comune struttura in acciaio.

La ricerca sulle fibre composite che permettono di costruire sistemi e strutture, continuerà al nuovo Cluster of Excellence “Integrative Computational Design and Construction for Architecture” presso l’Università di Stoccarda.

 


Leggi anche

Refitech Composite Solutions innova i propri processi produttivi, installando una macchina CNC a cinque assi per la finitura di componenti compositi, che si aggiunge ai sistemi già operativi a tre assi. La nuova strumentazione consentirà di eseguire la lavorazione di forme 3D ancora più complesse in modo completamente automatico, ad alta velocità, garantendo una qualità elevata e una riproducibilità perfetta, in vista dei volumi di serie….

Leggi tutto…

Tim Young, Head of Sustainability del National Composites Centre, ha illustrato a “The Engineer” i risultati di una ricerca realizzata dall’istituto che fornisce una panoramica delle possibilità di introdurre soluzioni basate sulla chimica nella supply chain dei compositi nel Regno Unito, al fine di garantire la sostenibilità nel settore….

Leggi tutto…

Il National Composites Center (NCC) sta promuovendo un progetto industriale congiunto (JIP) che affronterà la sfida del benchmarking delle prestazioni di permeabilità dei tubi compositi termoplastici (TCP) per la distribuzione dell’idrogeno. L’obiettivo verrà raggiunto attraverso la produzione di campioni di tubi standardizzati, che costituiranno un database di misurazione della capacità del rivestimento e del materiale di rinforzo….

Leggi tutto…

L’azienda belga Umbrosa sviluppa ombrelli e ombrelloni per esterni che, essendo utilizzati anche in ambienti costieri o boschivi, devono essere in grado di sopportare l’esposizione prolungata al vento forte, all’acqua salata, alle piogge e ai raggi solari. Per migliorare le prestazioni meccaniche dei propri prodotti, Umbrosa ha scelto di affidarsi ad Exel Composites che ha progettato nervature in compositi per ombrelli….

Leggi tutto…

The Italian automaker Pagani makes some of the world’s most exclusive hypercars. The chassis consists entirely of carbon-fiber parts. For cutting, Pagani has been relying on equipment from Swiss cutting-system manufacturer Zünd for more than 20 years. In 2015, Pagani installed its first cutting system Zünd G3 L-2500. The 2018 was the year of the second G3 L-2500….

Leggi tutto…