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Twisted Folding

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Verfasser Ginzinger Peter, Hoops Lucas
Betreuer Grasser Georg, Kadri Tamre
LV Digital Architecture
Thema Faltungen
Titel Twisted Folding
Semester 13SS
Image Bild:Frontcsae7580.jpg


Verfasser Peter, Hoops Lucas
Betreuer Tamre Kadri, Grasser Georg
LV Digital Architecture
Thema Schäume
Titel Digital Foam
Semester 13SS
Image Bild:Titelbild.png

Inhaltsverzeichnis

Formfindung und Herangehensweise

Am Anfang steht die Wahl des richtigen Stoffes im Vordergrund. Welcher Stoff bildet die besten bzw. Interessantesten Faltungen aus. Ist er zu dehnbar fällt er schnell wieder zusammen, ist er nicht dehnbar genug ergeben sich keine weichen kanten auf den Falten oder is wird der stoff einfach vorne hergeschoben, oder er bleibt nie in der Endposition. Nach langem hin und her entschieden wir uns für einen Stoff der etwas unter der Dehnbarkeit von Bikinistoff liegt. Bei der Formfindung versuchten wir Faltungen herzustellen welche interessant sind und mittels eines Roboters herzustellen sind. Es boten sich verschiedene Möglichkeiten an diese Faltungen herzustellen. Dabei mussten viele Faktoren berücksichtigt werden wie zum Beispiel die größe dees Stoffes, ob der Stoff eingespannt wird oder nicht, wie oft und an welchen Stellen er eingespannt wird, mit wievielen Roboterarmen man arbeitet sowie der eigentliche Faltungsprozess ansich. Wir entschieden uns für ein 50x50cm großes Stoffstück welches an 2 Stellen fixiert wird und mittels eines Schiebevorgangs gefalten wird.

Faltung durch Schiebung

Mittels Schiebung wurde nun der Stoff gerafft und dadurch entstanden die gewünschten Falten. Als nächstes musste der Schiebeverlauf geklärt werden. Es stellte sich in der Animation herraus, dass es relativ egal ist ob man eine Kurve fährt oder eine Gerade da sich der Stoff immer in Richtung des Endpunktes der Schiebung nachzieht. Die nächste Frage, welche sich stellte war die Frage nach dem Richtigen Tool zur Schiebung.

Erstellen physischer Modelle per Hand

Anfangs wurden einfache Faltmodelle per Hand hergestellt um grundsätzlich zu sehen wie sich der Stoff verhält bzw. welche Falten er wie wirft. Als Tool reichte noch der Finger und die Stoffe wurden auch zur späteren Fixierung noch nicht mit PE Harz getränkt.Erst nach verschiedenen Versuchen mit verschiedenen Stoffen und Stoffdicken wurden die Stoffe zur Fixierung in PE Harz getränkt. Durch diese Fixierung entstanden steife Modelle welche dann mit den Computergenerierten Modellen verglichen werden konnten.

Erstellen von 3D Modellen mittels Animation

Es giebt verschiedene Möglichkeiten Stoffe zu Animieren. Wir entschieden uns für Maya NCloth. In diesem Schritt ging es darum ein Faltmodell mittels eines Programms zu genrieren. Aus den zuvor gewonnenen Daten die wir aus den zuvor gebauten Modellen erhielten wurden nun die verschiedenen Parameter des Stoffes wie Größe, Dicke, Dehnbarkeit, etc. im Programm eingestellt. Das spätere Tool wurde ebenfalls gezeichnet und es wurde diesem ein sogenannter passive collider zugewiesen um den Stoff mittels des Tools überhaupt falten zu können. Anschließend wird dem Tool ein vordefinierter Pfad zugewiesen den es abfahren soll. Die Animation kann somit gestartet werden und es ergeben sich verschiedene Faltungen durch verschiedene Pfade, welche dann mit den zuvor hergestellten reellen Modellen verglichen werden kann.

Hierbei ging es vorallem um die Reproduzierbarkeit bzw dem Vergleich zwischem reellen Modell und 3d generiertem Modell. Sind sie identisch, sich ähnlich oder komplett verschieden. Wir stellten fest das sie sich sehr ähnlich waren jedoch die Parameter nicht so genau eingestellt werden konnten um ein perfektes Ergebnis zu erreichen. Die Animation lieferte aber nichts desto trotz verwertbare Ergebnisse.


Erstellen physischer Modelle mittels Robotern

Nach der Fertigung des zuvor konstruierten Tools zur fixierung am Roboter muss dieser eingestellt und programmiert werden um das zu machen was man von ihm will, in unserem Fall das nachfahren eines vorgezeichneten Weges. Mittels eines Plugins für Rhino können den Robotern die ihnen zugewiesenen Aufgaben zugewiesen werden so dass diese dann von ihnen ausgeführt werden können. Nach ein paar Trockenversuchen wurde der Stoff auf einer Platte an 2 Punkten fixiert und mit Harz getränkt sodass es anschließend aushärtet.

Erste Versuche mit dem Roboter

Auf den folgenden Videos sind erste Trockenübungen, Fehlversuche und gelungene Versuche zu sehen.








Probleme bei der Reproduzierbarkeit bzw. Herstellung

Um auf ein Reproduzierbares Modell zu kommen spielen viele Faktoren eine Rolle. Zum einen der Stoff selbst. Er muss immer die selbe Größe haben, gleich geschnitten werden und auf der selben Position fixiert sein. Der Untergrund spielt auch eine große Rolle. Ist er zu rauh bleibt der Stoff kleben, daher muss er so hlatt wie möglich sein, am Besten aus Metall. Das PE Harz spielt ebendfalls eine große Rolle. Es muss immer im selben Mischungsverhältnis angemischt werden um gleichbleibende Ergebnisse zu erzielen.

Spätere Verwendung

Es giebt 2 Verwendungsmöglichkeiten der produzierten Faltungen. zum einen die direkte Verwendung des Produzierten Modells zum Beispiel als Fassadenplatten. Zum anderen das skalieren des Modells auf eine größe welche einem Gebäude entspricht. Hierbei könnten im späteren Produktionsablauf Gebäudehüllen zum Beispiel aus Concrete Cloth Hergestellt werden.

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VerfasserGinzinger Peter  +, Hoops Lucas  + und Peter  +
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