3D Baskı ile Çift Kavisli Şekiller

Nüshet Çamuşoğlu / nushet@ekoyapidergisi.org
Katmanlı bir üretim yöntemi olarak 3D baskı, malzemenin katman katman yatay olarak depolanması yoluyla nesnelerin inşası ile tanımlanmıştır. Bu durum yine de elemanların üretimini kısıtlamakta ve ilk prototiplerin şeklini, malzemenin tek bir yönde eklenmesine izin veren aralıkla sınırlandırmakta ve pürüzsüz eğrilere sahip karmaşık şekiller oluşturmayı zorlaştırmaktadır.

Ancak ETH Zurich'teki Chair of Digital Construction Technologies'den bir ekip, hesaplamalı tasarım, dijital üretim ve yeni malzemeleri entegre eden, düzlemsel olmayan yenilikçi bir robotik katmanlı üretim sistemini araştırıyor. Bu yöntem, çift eğriliğe sahip ince yapıların basılmasını kolaylaştırarak, mimaride daha büyük ölçekte uygulama olanaklarını önemli ölçüde genişletiyor.

Düzlemsel olmayan robotik 3D baskının başarısını test etmek için ekip, mavi ve gümüş tonlarıyla karıştırılmış yarı saydam PETG plastikten oluşan 2 metre yüksekliğinde ve 140 cm genişliğinde güzel bir kabuk olan 'Fluid Forms'u yarattı. Yaklaşık 3 haftalık üretim süreci boyunca robotik kol, Costa'nın minimal yüzeyinden esinlenen bir tasarımda düzlemsel olmayan baskı yollarını çevik bir şekilde takip etti. Bu şekil grubu, belirli bir sınır için alanı en aza indirerek kayda değer yapısal özelliklere sahip bir geometri ortaya çıkarıyor. Prototip daha sonra ana eğrilik yönleriyle hizalanan baskı yolları aracılığıyla tamamlandı.

"Bu teknolojinin avantajları nelerdir? Yapay destek ihtiyacını azaltmanın ve malzeme ekonomisini artırmanın yanı sıra, düzlemsel olmayan 3D baskı, yüksek eğrilik alanlarında hassasiyeti ve yüzey kalitesini artırır."

Ekibin açıkladığı gibi, "baskı yolu yönelimi, düzlemsel olmayan 3D baskının özel ihtiyaçları ve kısıtlamaları için ince ayarlanmış bir vektör alanı optimizasyon yöntemi ile kontrol edilir. Yapının sertliğini artırmak için, baskı yönüne ortogonal olan dalgalanmalar eklenmiştir." 40 parçadan oluşan 120 kilogramlık yapı, projenin faydalı ömrü sona erdiğinde parçalarının sökülüp yeniden kullanılmasını kolaylaştırmak için vidalar kullanılarak kuru bir yöntemle monte edilmiştir.

Bu gelişmeler yalnızca daha fazla üretkenlik ve verimlilik elde etmek için robotik üretimin çevikliğini en üst düzeye çıkarmakla kalmıyor, aynı zamanda gizli bir bilgi katmanını ortaya çıkararak nihai unsuru destekleyen geometrinin mantığını daha açık bir şekilde ortaya koyuyor. "Şekil, etrafta dolaşırken zaman zaman opak bir sınır, zaman zaman da şeffaf bir perde rolü üstlenerek şaşırtıcı bakışlara olanak tanıyor. Bu sayede, iç ve dış arasındaki sınırları bulanıklaştıran, renk ve sürprizlerle dolu bir mimariye dair bir bakış açısı sunuyor" diye açıklıyorlar.

Başkan: Digital Building Technologies, ETH Zurich

Tasarım ve İmalat: Ioanna Mitropoulou

Danışmanlar: Prof. Benjamin Dillenburger, Prof. Olga Diamanti, Prof. Amir Vaxman

Teknik destek: Tobias Hartmann, Philippe Fleischmann, Matthias Leschok

Dokümantasyon: Dominik Vogel, Andrei Jipa