Connecting Intelligence

Das Projekt untersucht die Möglichkeiten und Auswirkungen der Integration von digitaler Fabrikation und Materialverhalten in architektonischen Entwurfsprozessen. Am Beispiel der robotischen Herstellung von dreidimensionalen, gekrümmten Fingerzinken für einen innovativen, modularen Holzleichtbau sollen die Potentiale computerbasierter Entwurfsmethoden und biomimetischer Formfindungsprinzipien durch einen integrativen Entwurfsprozess aufgezeigt werden.

Der Möglichkeitenraum von Industrierobotern und dessen Potentiale in der Holzbearbeitung und schließlich für den Holzbau sind Hauptfokus des Projekts. Durch eine speziell entwickelte Fingerzinkenverbindungen für ursprünglich flache Holzplatten wird es möglich, komplexe Geometrien mit minimalem Materialaufwand zu erzeugen. Durch die spezifische Form der Verbindung werden die Holz-Lamellen durch den Fügevorgang elastisch verbogen und eingespannt. Die genaue Form wird dabei durch den robotischen Herstellungsprozess in der flachen Holzplatte vorprogrammiert. Einer der Hauptaspekte dieser Entwicklung ist die anhaltende Wechselbeziehung zwischen dem digitalen Entwurfsprozess und dem Herstellen von analogen Prototypen.

Auf Basis dieser Verbindung wird die Entwicklung eines biegeaktiven Konstruktionssystems demonstriert, das sowohl die zuvor untersuchten Parameter des Materialverhaltens und der Herstellung, als auch architektonische und statische Anforderungen mit einschließt. Diese Parameter werden anschließend in einem computerbasierten Entwurfswerkzeugs integriert, um dessen Leistungsfähigkeit in einem architektonischen Kontext zu demonstrieren.

Obwohl der Holzbau während der Industrialisierung durch andere Materialien ersetzt wurde, gewinnt Rohstoff Holz aufgrund der regionalen Verfügbarkeit und positiven ökologischen Bilanz wieder zunehmend an Aufmerksamkeit.
Zusätzlich haben sich im Holzbau die Leistungsanforderungen von der handwerklichen Bearbeitung und der seriellen Vorfertigung hin zu computerbasierten Planungs- und Fertigungsverfahren verschoben. Dabei ermöglicht der Einsatz von Industrierobotern eine Ausweitung des Anwendungsspektrums der digitalen Fabrikation, die sich mit etablierten, prozessspezifischen und computernumerisch gesteuerten (CNC) Werkzeugmaschinen nicht oder nur aufwendig realisieren lässt. Robotische Fertigung bietet einen wesentlich höheren Freiheitsgrad, der die Entwicklung innovativer, materialgerechter und anpassungsfähiger Konstruktionsprinzipien für den Holzbau ermöglicht.

Viele traditionelle Holzverbindungen wurden über einen langen Zeitraum entwickelt und von Einschränkungen der Materialverfügbarkeit und Arbeitsaufwand geprägt. Obwohl die manuelle Herstellung von Holzverbindungen einen hohen Zeitaufwand erforderte, war es möglich, komplexe und auf spezifische Anforderungen angepasste Geometrien anzufertigen. Connecting Intelligence versucht, Komplexität und Leistungsfähigkeit durch die Freiheitsgrade der robotischen Fertigung wieder in Holzverbindungen zu integrieren. Durch die Entwicklung von robotisch hergestellten, gekrümmten Fingerzinken öffnet das Projekt eine generische Plattform für die Verbindung von zwei oder mehr elastisch gekrümmten Holzplatten in unterschiedlichen Winkeln.

Das entwickelte Konstruktionssystem demonstriert dabei nicht nur die Möglichkeiten im Holzleichtbau, sondern soll auch architektonische Potential aufzeigen. Als gerichtetes Tragsystem können sich die einzelnen Elemente durch ihre spezifische Geometrie, Krümmung und Materialstärke lokalen Parametern anpassen.