Fasern und Fäden

Roboter im Leichtbau – überlegen muss man, unter welchen Umständen und zu welchen Zwecken Roboter Dienste leisten können und sollen. Der Leichtbau, wie er an der Universität Stuttgart in der Tradition Frei Ottos weiterentwickelt wird, scheint prädestiniert für neue Entwurfs-, Planungs- und Produktionsprozesse zu sein.

Den Anlass bot 2016 die "Engineering Season" im Victoria & Albert Museum: Inspiriert von Funktionalität und Erscheinungsformen viktorianischer Gewächshäuser aktualisierten die beiden Institute ITKE und ICD der Universität Stuttgart den Leichtbau – auch durch Analysen biologischer Strukturen. So hatten sie in London einen durchaus spektkulären Beitrag geleistet. Als Projekt zur aktuellen Ausstellung "Hello robot" im Vitra Design Museum (Besprechung folgt) ist der "Elytra Pavilion" jetzt auf dem Gelände in Weil am Rhein erneut zu sehen.

Elytren
Das rund 200 Quadratmeter große Pavilion-Dach entstand als Faserverbundstruktur, wie sie in den "Elytren" – so nennt man die Vorflügelschalen von flugfähigen Käfern – zu analysieren sind. Der Schwarze Schneckenjäger ist beispielsweise solch ein Käfer. Die beiden Basiszellentypen der Pavilionkonstruktion – Dach- und Säulenzellen – bestehen nun aus transparenten Glasfasern und schwarzen Kohlenstofffasern. Die harzgesättigten Fasern wickelt ein Roboter auf ein hexagonales, wiederverwendbares Wickelwerkzeug. Die Glasfasern tragen, die aushärtenden Kohlestofffasern steifen aus und festigen. Praktisch ist, dass die nur 9 Kilogramm schweren Einheiten vor Ort produziert und örtlichen Gegebenheiten jederzeit angepasst werden können. Was im Ergebnis plausibel und deswegen vergleichsweise selbstverständlich aussieht, ist vier Jahre lang von Experten diverser Disziplinen (Bauingenieure, Biologen, Programmierer, Maschinenbauer und viele Helfer) konzipiert, entworfen und bis zur Realisierung begleitet worden. Wetterschutz, Schattenspender – es gibt allerlei Fälle, in denen solche Konstruktionen vor allem in örtlich komplizierten Fällen beste Dienste leisten könnten.

Beteiligte
Achim Menges mit Moritz Dörstelmann, ICD – Institut für Computerbasiertes Entwerfen, Universität Stuttgart
Team: Marshall Prado (Fertigungsentwicklung), Aikaterini Papadimitriou, Niccolo Dambrosio, Roberto Naboni, with Unterstützung von Dylan Wood, Daniel Reist
Jan Knippers, ITKE – Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen, Universität Stuttgart
Knippers Helbig Advanced Engineering, Stuttgart, New York
Team: Valentin Koslowski & James Solly (Tragwerksentwicklung), Thiemo Fildhuth (Struktursensorik)
Thomas Auer
Transsolar Climate Engineering, Stuttgart, Building Technology and Climate Responsive Design, TU München
Team: Elmira Reisi, Boris Plotnikov
Mit Unterstützung von Michael Preisack, Christian Arias, Pedro Giachini, Andre Kauffman, Thu Nguyen, Nikolaos Xenos, Giulio Brugnaro, Alberto Lago, Yuliya Baranovskaya, Belen Torres, IFB Universität Stuttgart (Prof. P. Middendorf)

Weiterführende Links:

http://www.itke.uni-stuttgart.de/entwicklung.php?id=77
https://www.vam.ac.uk/exhibitions/elytra-filament-pavilion
http://www.elytra-pavilion.com/#about
http://www.design-museum.de/de/informationen.html