Spezialforschungsbereich (SFB) F77 Advanced Computational Design

Motivation/Problemstellung: Mit Hilfe geeigneter Computersoftware können Freiformflächen (auch Freiformen genannt) digital erzeugt, strukturell optimiert und für die CNC-Fertigung vorbereitet werden. Designer und Architekten sind sehr angezogen von Freiformflächen, weil ihre digitale Erzeugung sehr einfach erscheint. Allerdings ist die Gestaltung von Freiformflächen eine immense Herausforderung. Viele Aspekte der komplexen Zusammenhänge zwischen Geometrie, Konstruktion, Materialität und Struktureigenschaften sind in der aktuellen geometrischen Forschung noch nicht ausreichend behandelt worden. Vor allem ist mehr Forschung erforderlich, um Folgendes zu untersuchen: die Grenzen, die sich aus den unterschiedlichen Materialien und den Zusammenhängen zwischen der Freiformgeometrie finden und auch effiziente Wege zur Entwicklung der Schalung finden, beginnend bei der Fertigung, über die Logistik bis hin zur Montage. Die Komplexität der Gestaltung einer geeigneten Oberfläche und/oder Schalung für Freiformen kommt in allen Maßstäben vor, von Möbeln bis hin zu Objekten im Gebäudemaßstab. Das allgemeine Freiformobjekt besteht aus Sonderformen, die oft gefräst werden, sehr teuer sind und nur für eine bestimmte Form verwendet werden. Darüber hinaus erfordert jeder unterschiedliche Baustoff wie Beton, Glas, Keramik, Kohle oder Holz eine spezifische Baustrategie, einschließlich einem maßgeschneiderten geometrischen Ansatz. Ziele/Beitrag: Die wichtigsten wissenschaftlichen Beiträge in diesem Projekt werden sein: (1) Die Entwicklung neuer geometrischer Definitionen von Freiformflächen auf der Basis ihrer materiellen und funktionalen Eigenschaften. Strategien zu finden, um kosteneffiziente Freiformstrukturen mit bleibender und/oder wiederverwendbarer Schalung zu finden (2) die Anreicherung von rechnerischen Geometriemodellen mit Material- und Strukturinformationen. Die Methodik wird durch Designstudien und Experimenten erforscht. Basierend auf einer eingehenden Untersuchung der Grundlagen der Oberflächengeometrie werden wir eine Reihe von neuartigen Modellen in verschiedenen Maßstäben erstellen, mit dem Ziel, die unterschiedlichen Eigenschaften auf der Basis des jeweiligen Materials herauszuarbeiten. Wir werden formbare, lineare und flächige Materialien verwenden. Dies wird in vier Phasen durchgeführt werden: (1) Experimentieren, (2) Testen und Messen, (3) Berechnen und Parametrierung sowie (4) Nachbearbeitung und Optimierung.

Subprojekt
FWF - ACD-SP9 - Fortgeschrittener rechnergestützter Entwurf - Projektleiter: Prof. Milena Stavric (1.3.2020 - 29.2.2024)
Motivation/Problemstellung: Mit Hilfe geeigneter Computersoftware können Freiformflächen (auch Freiformen genannt) digital erzeugt, strukturell optimiert und für die CNC-Fertigung vorbereitet werden.