Interdisziplinäre Verwicklung

Ausseninstallation zur Ausstellung «Hello, Robot.»

Als wären Zoologie, Ingenieurwesen und Design nicht schon genug Disziplinen für einen einzigartigen Pavillon, setzt das Institut für Tragkonstruktion der Universität Stuttgart auch noch Robotik dazu. Das Resultat dieser Mischung lässt sich nun am Vitra Design Museum begutachten.

Mit der Ausstellung «Hello, Robot. Design zwischen Mensch und Maschine» (vgl. «Die Ambivalenz der Menschlichkeit») präsentiert das Vitra Design Museum einen gross angelegten Überblick zum derzeitigen Boom der Robotik. Sie zeigt verschiedene Formen der Robotik und weitet zugleich unseren Blick für die damit verbundenen ethischen, sozialen und politischen Fragen. Im Aussenbereich des Museums setzt der «Elytra Filament Pavilion» die Ausstellung fort. Die bionische Dachkonstruktion ist ein eindrückliches Beispiel für den wachsenden Einfluss von Robotik auf die Architektur. Ihre einzelnen Module wurden von einem Algorithmus definiert und mithilfe eines Industrieroboters produziert. Umgesetzt wurde das Projekt von einem Team der Universität Stuttgart. Nachdem der Pavillon am Victoria & Albert Museum in London zum ersten Mal gezeigt wurde (Video: Aufbau im Zeitraffer), ist er nun auf dem Vitra Campus zu sehen.

Der Pavillon ist das Ergebnis einer vierjährigen Forschung zur Integration von Architektur, Ingenieurbau und bionischen Prinzipien. Ein Roboter hat an der Universität Stuttgart die Komponenten des Pavillons gefertigt. Die 200 m2 grosse Struktur ist von besonders leichten Konstruktionsformen aus der Natur inspiriert – der Faserverbundstruktur von Deckflügeln flugfähiger Käfer, den sogenannten Elytren.

Die Architekten Achim Menges und Moritz Dörstelmann, der Bauingenieur Jan Knippers und der Klimaingenieur Thomas Auer (Video: Über den Elytra Filament Pavilion) haben mit der robotischen Konstruktionstechnik am Institute for Computational Design (ICD) der Universität Stuttgart Pionierarbeit geleistet. Die Technologie wurde von dem Team nach jahrelanger Forschung entwickelt und nutzt ein neuartiges robotisches Wickelverfahren. Es wurde konzipiert, um die ausserordentlichen Trageigenschaften der Karbonfasern in gewickelten Bauelementen für das Bauwesen zu nutzen.

Die charakteristische Form des Pavillons setzt sich aus einer Reihe zellenartiger Module zusammen. Im Schnitt wiegen sie jeweils etwa 45 kg und können innerhalb von drei Stunden hergestellt werden. Die Zellen und ihre sieben Stützpfeiler wurden von einem computerprogrammierten Kuka-Roboter in einem viermonatigen Prozess im Computational Construction Laboratory des ICD in Stuttgart gefertigt. Dabei hat der Roboter harzgetränkte Glas- und Karbonfasern auf ein sechseckiges Gerüst gewickelt. Jede Zelle und jeder Pfeiler ist einzigartig. Die endgültige Form ist das Ergebnis einer Simulation wechselnder Belastungssituationen, vorab durchgeführt vom ITKE. Das Resultat ist eine ausserordentlich leichte Struktur, die weniger als 9 kg pro Quadratmeter wiegt – der gesamte Pavillon wiegt 2.5 t.

Achim Menges: «Mit dem Elytra Filament Pavilion wollen wir eine neuartige Integration aus Form, Material, Struktur an der Schnittstelle von computerbasiertem Entwerfen und robotischer Fertigung erforschen. Dabei entsteht eine einzigartige räumliche und ästhetische Erfahrung (…). Der Pavillon wächst und reagiert auf in Echtzeit gesammelten Daten. Damit zeigt der Bau den Einfluss digitaler Technologien und neuer Wechselwirkungen zwischen Gestaltung, Bautechnik und Naturwissenschaften. So wollen wir Besuchern nicht nur eine einzigartige Erfahrung bieten, sondern auch einen Ausblick auf zukünftige Möglichkeiten für die Gestaltung unserer gebauten Umwelt.»

Unser E-Dossier «Pavillon» versammelt diverse thematische Artikel aus TEC21.

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