抽象形状是制造的一大挑战。但是，它们在建筑中变得越来越普遍。
建筑师如何才能摆脱传统建筑方法的限制?
一个研究小组利用RoboDK和Grasshopper找到了一种巧妙的方法。
在建筑的世界里，容易制造的形状传统上是由规则的直线组成的。这就是为什么建筑倾向于以平滑、垂直的立面为特色，从一座建筑到另一座建筑几乎没有变化。
但是，时代在改变。
最近，建筑师们发现了更巧妙的方法来打破传统建筑方法的限制。我们现在越来越熟悉形状奇特、外观有趣、变化多端的建筑。
建筑的外立面(它的正面外观)是创造这些有趣形状的关键。但是，以一种快速和经济的方式制造复杂的外观是很困难的。
这正是一个研究团队用RoboDK解决的问题。
介绍…建筑围护结构研究小组
的建筑围护结构研究小组(BERG)位于德国Köthen的安哈尔特应用科学大学。
BERG的主要关注点是用新的和创新的制造方法来扩大“建筑围护结构的范围”，着眼于材料、建筑技术、技术和能源。他们目前的研究项目包括建立自给自足的通风系统的方法，以及开发可弯曲的声学板。
这个团队联系我们是因为他们在一个研究项目中使用RoboDK。
该项目使用了一种有趣的机器人制造方法，为抽象的混凝土立面创建形式。
为什么抽象的立面很难制作
许多不同的材料可以用来创建建筑立面。常见的选择包括木材、金属、石头和砖石。然而，最通用的选择之一是混凝土。
混凝土比其他材料有优势，因为它便宜，耐磨，适应性极强。当它以液体的形式开始时，你可以创造出任何你能想象到的形状，只要你有方法在湿混凝土凝固时保持它的形状。
因此，挑战来自于创建形式，以保持混凝土立面板的形状。如果你想用混凝土创造有趣的抽象形状，你需要创造同样有趣的抽象形式，能够支撑潮湿的混凝土。
创建此类表单的常用选项包括
- 用木头、橡胶或金属制作模具。
- 使用带有驱动器和膜的柔性工作台来改变其形状。
- 用数控机床把泡沫或塑料磨成形状。
这些都是很好的选择，但它们可能很昂贵，需要很长时间来创建。例如，灵活的桌子可以快速地重新配置成新的形状，但前期机器成本非常高。CNC加工的泡沫需要5-10小时来制作，在需要重新制作之前只能重复使用5-10次。
为什么要使用抽象facade ?
你可能想知道我们为什么要为建筑创造抽象的立面。
当然，主要原因是美观——它们看起来不错。然而，现代立面并不都是关于美学的。立面的设计也可以提高建筑物的可持续性．
立面也是测试新的制造技术的好地方，正如BERG团队在他们的项目中所演示的那样。
该项目:为纤维增强混凝土创建抽象形式
该团队决定使用机器人制造为混凝土创建泡沫聚苯乙烯模具，用玻璃纤维加强。
机器人使用热丝切割泡沫聚苯乙烯块，并通过RoboDK编程。
为了处理抽象的形状，他们选择了CAD软件包Rhino，因为其参数化建模能力。参数化建模可以让设计师轻松地创造出以前无法想象的结构，因此经常被建筑师使用。我们在之前的文章中讨论了在RoboDK中使用Rhino的好处你可以用Rhino和RoboDK做6件惊人的事情．
他们首先在Rhino(及其算法建模器Grasshopper)中设计CAD模型，然后使用RoboDK犀牛插件把这些设计直接发给他们的机器人。
由于BERG的团队主要专注于材料性能，这个研究项目的主要部分包括测试混凝土以这种方式形成后的结构性能。
一个重要的特性是表面光洁度。他们发现，通过改变机器人移动的速度，他们可以改变表面光洁度的细节。较慢的速度导致光滑的表面完成。
机器的设置
该团队使用的机器人硬件如下:
- 机器人:KUKA KR 16-2 6轴工业机器人。世界杯2022美洲预选赛直播
- 终端执行器:一个金属装置，上面安装了一根热丝，用来切割泡沫聚苯乙烯。
- 表:泡沫聚苯乙烯块被固定在一张桌子上，以确保它在切割操作过程中不会移动。
- 编程设置:Rhino和Grasshopper用于CAD设计和结构(有限元分析)分析，通过插件附加到RoboDK。
使用机器人制造的泡沫聚苯乙烯外墙的好处
该团队发现，与更标准的混凝土立面制作方法相比，他们的方法有几个好处。
这些包括:
- 它更便宜这种方法的前期成本比其他形式生产方法要低。例如，CNC铣削模具的成本高达每平方米400欧元。通过这种方法，成本仅为每平方米30欧元。
- 它更快了——创建表单的时间只有1小时。对于其他类型的制造形式，它将需要2-10个小时来创建。唯一更快的选择是使用昂贵的灵活表。
- 它很灵活与其他选择不同，该方法的唯一限制是机器人的可达性和切割线的尺寸。这增加了该方法的灵活性。
有关该项目的更多信息，看看他们的研究论文．
关于机器人制造，你能想到哪些建筑项目?请在下面的评论中告诉我们，或者加入我们的讨论LinkedIn，推特，Facebook,Instagram,或在RoboDK论坛．
有趣的文章。
然而，我认为，你对他们方法的第三个好处的描述——“与其他选择不同，这种方法的唯一限制是机器人的可达性和切割线的尺寸。——有点太慷慨了。
不仅是机器人的触手和线切割工具的尺寸限制了设计的可能性，事实上，热线切割技术本身也仅限于创建一种被称为“规则曲面”的特殊类型的表面。
虽然使用规则表面的设计仍然有很大的空间，但该技术仅限于这种类型的表面，有许多表面是该技术无法创建的，但泡沫聚苯乙烯的五轴铣削可以产生。
该技术也仅限于创建到达起始材料块边缘的表面-你不能用该技术在材料块上创建孔，即使孔是规则表面。