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breathing skin

ARCH+ Wettbewerb

Ante Ljubas, Tim Waidelich, Moritz Hauschild, Rüdiger Karzel

Beratung: Hasan Dadak (Produktionstechnik)

In Phase 2 des arch+Wettbewerbs „simple systems – complex capacities“ werden die Ansätze des Bi-Materialsystems in einer vertiefenden, fünfmonatigen Forschungsarbeit weiterentwickelt. Es ist eine phylogenetische Optimierung des Bi-Material-Effekts erfolgt, die zu einem funktionalen Prototyp führt.

Der theoretische Ansatz wird so weit wie möglich gespannt, sodass das Materialprinzip aufgrund seines funktionalen Potentials auf der konzeptionellen Ebene responsiver Architekturen verortet wird.

Der Forschungsansatz untersucht komplexe Strukturen, die zu kumulativen Effekten führen, die im Nachgang Applikationen zugeordnet werden. Die „breathing skin“ der Phase 1 wird so Teil einer Bandbreite von Möglichkeiten.

Schlüssel und Entscheidungshilfe ist hierbei das Prototypingverfahren in der benachbarten Maschinenbauwerkstatt. Dort werden digital projezierte Möglichkeiten und Simulationen hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit überprüft. Ein Wärmeschrank mit kontrolliertem Temperatursystem dient der Simulation des Umfeldes.

Experimentell ermittelt werden die Grundlagen der Lamination von Faserhalbzeugen sowie die verformungsoptimale Wahl und Klebung von Kunststoffen mit Laminaten.

Die erfassten Rahmenbedingungen sind: Faserorientierung, spezifischer Struktur- und Ma- terialeinfluss der Wärmeausdehnung, der Reibungswiderstand bewegter Strukturen und der schichtdickebedingte Anstieg innerer Widerstandskräfte. Diese Faktoren führen zur Optimierung einer dünnschichtigen Materialkombination aus PVC-P und CFK sowie deren Fügeprinzipien in einem übergeordneten Materialsystem.

Diese Kombination zweier Materialsysteme führt zu einer kumulativen Geometrie, welche den ei- gentlich kleinen Bi-Material-Effekt derart poten- ziert, dass wir eine Skalierung des Systems in einer nachgeordneten großmaßstäblichen Prototypingphase anvisieren.

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