Architektonische Entwürfe durchlaufen normalerweise eine Vielzahl von Iterationen. In der Umsetzungsphase werden zusätzlich viele externe Professionisten, mit ihren ganz eigenen Vorgaben und Zielen, konsultiert. Ein effizienter Weg wäre das Zusammenführen in EIN optimiertes Modell: ein vollständiges parametrisches Original. Vom Computer direkt in die Produktion!
Beispielhaft sollen hier CAD/CAM-Applikationen aus unterschiedlichen Konstellationen überblicksartig gezeigt werden. Die angefügten Verknüpfungen führen zu weiteren Details und allen Quellen. Für eine vollständige Liste der Arbeiten darf auf richdank - the complete story verwiesen werden.
Villa Voon
Traditioneller Holzbau, neu gedacht mit computergesteuerten Produktionsmethoden
2019 und fortlaufend
Der für/mit Rhino/Grasshopper/Python entwickelte Konfigurator erzeugt von schematischen Darstellungen über detaillierte, dreidimensionale Objekte bis zu den finalen Austauschformaten für die maschinelle Produktion alles, was für den Entwurf bzw. Bau einer Villa Voon notwendig ist.
Das Grundelement diese Holzbausystems ein einzelner roher Pfosten. Nach entsprechend parametrisch gesteuerter Bearbeitung durch CNC-Maschinen werden diese mit Verbindungsprofilleisten aus Hartholz zu einem Balken zusammen gesteckt - gänzlich ohne Leim oder Metall. Abschließend erfolgt das Fügen zu Rahmen bzw. Spanten, welches bewusst Anleihen im Schiffsbau nimmt.
Daraus entsteht individuelle Formsprache, die aus jeder Villa Voon etwas Einzigartiges macht - von geraden bis schrägen Wänden, von glatten und abgestuften Fassaden, von einfachen bis zu mehrfach geknickten Dachformen. Die Gestaltungsmöglichkeiten im eigens programmierten Konfigurator sind nahezu unbeschränkt.
Dieses von Strohecker Architects erdachte, modulare Stecksystem ist nicht nur patentiert, sondern auch vielfach ausgezeichnet. Das konstruktive Konzept und die digitale Fabrikation wird von Anfang an von Richard Dank begleitet und stetig erweitert. Modul A dient als Entwurfswerkzeug für das Architektenteam. Modul B generiert daraus alle einzelnen Bauelemente - jeden Pfosten, jede Aussteifung, jedes Verbindungselement, etc. Und im Modul C wird schlussendlich aus den digitalen Plandaten der Maschinencode zur Produktion.
Ein Bauwerk im Einklang mit der eigenen Natur, wobei Jahrhunderte alte Traditionen auf modernste Fertigungstechnik trifft.
Renderings möglicher Ensembles der Villa Voon, dazwischen ein Bild der gefertigten Pfosten/Balken für die diversen Tests der Prototypenphase.
Die Voronoi Struktur von Pallantis (links) und der grundsätzliche Aufbau (rechts).
Die hölzernen Pyramiden (links) und deren verschiedene Schichten (rechts).
Pallantis
Algorithmischer Kronleuchter
2012/13
Ziel des Master Design Studios Kronleuchter am Institut für Architektur und Medien war es, ein Objekt zu konzipieren, das zeitgemäße CNC-Fertigungsprinzipien nutzt und gleichzeitig die vielfältigen Eigenschaften des Werkstoffs Holz auslotet. Darüber hinaus sollten die Möglichkeiten der heutigen LED-Technologie und ihre Fähigkeit, digital gesteuert zu werden, den Ansatz grundlegend beeinflussen. Das von bildermehr.at vorgeschlagene Konzept musste sowohl vollkommen parametrisch in Design und Produktion, als auch interaktiv im Betrieb sein. Kurz gesagt, es sollte die Frage geklärt werden, ob ein außergewöhnlicher Kronleuchter ausschließlich aus Holz hergestellt werden könnte.
Das finale Resultat kann man in dem kurzen Video, das am Ball der Technik 2013 aufgenommen wurde, erleben: Pallantis.
Der Algorithmischer Kronleuchter erhellt das 25-Jahr-Jubiläum Haus der Architektur (links) und den Stefaniensaal im Congress Graz (right).
Von links oben nach rechts unten:
Bilder der CNC-Produktion der Pyramidengrundflächen, der 3D-Voronoi-Rahmen und der Verbindungselemente.
Zusammenbau des Kokons.
Montage der Stahlklammern und Aufhängung, Einbau des Beleuchtungszylindes und Anbringen der Grundflächen.
Produktion der transluzenten Olivholz-Furnierpyramiden.
Arduino-Board und Verkabelungssystem, Applikationstests und Nahaufnahme der aufgebrachten Pyramiden.
Interaktive Lichteffekte und Java-Applikation, die diese steuert.
The Framed Pavilion
Parametrisches/Knoten konstruiert/entworfen durch/in Roboter/Holz
2012
Eine Struktur und alle Knoten ausschließlich aus Holz. Kein Leim und keine anderen Verbindungsmittel. Für die Realisierung steht ein 6-Achsen-Roboter auf einer zusätzlichen Linearachse zur Verfügung. Darüber hinaus muss das gesamte Projekt parametrisch adaptierbar sein! Ist dies möglich?
Anfänglich werden traditionelle Holzknoten analysiert und ihre Leistungsfähigkeit gestestet, um sie in digitale und parametrische Modelle umzuwandeln. Der nächste Schritt besteht darin, diese Entwürfe unter Berücksichtigung der Produktionsmittel zu optimieren. Ausgehend von diesen Daten wird eine begehbare Struktur entworfen und simuliert.
Die Experimente endeten mit 18 individuellen, algorithmischen Arbeiten - und einer komplett umgesetzten und gebauten Struktur: The Framed Pavilion. Die ursprüngliche Entwurfsintention war es, unregelmäßige fünfeckige Rahmen zu bilden, die entlang einer Achse mutieren. Der implementierte algorithmische Prozess ermöglicht es dem Benutzer, jede ansprechende Oberfläche zu konvertieren. Die Anwendung hilft, die einschränkenden Parameter wie die Positionierung der Holzdübel, die minimale und maximale Balkenlänge bzw. die Winkel der Gelenke nicht zu überschreiten. Dabei war es möglich, eine Form zwischen dem Innen und dem Außen zu erzeugen, wo Höhenvariationen, Lücken und Öffnungen ein besonderes Ambiente definieren.
Komplett umgesetzte und aufgebaute Struktur (oben).
Gefräste Teile (links) und zusammengesetzter Knoten (rechts).
Entwicklung von der entworfenen Form zu den final definierten Rahmen (oben).
Simulation verschiedener Lasten (mittig).
Zerspanoperationen und Erzeugung der Fräspfade (unten).