Architektura ze zgiętej blachy. Zespół z MIT tworzy ultralekkie i hipersztywne powłoki bez użycia spawarek

Zawieszona pod sufitem bostońskiej biblioteki publicznej (Boston Public Library) 23-stopowa aluminiowa rzeźba, wzniesiona w zaledwie kilka dni przez ekipę pozbawioną jakiegokolwiek wykształcenia budowlanego, stała się namacalnym dowodem na dojrzałość zupełnie nowej metody wznoszenia konstrukcji.
Architektura ze zgiętej blachy. Zespół z MIT tworzy ultralekkie i hipersztywne powłoki bez użycia spawarek

Ta spektakularna instalacja przestrzenna pokazuje potencjał technologii, która została zaprojektowana przede wszystkim z myślą o natychmiastowym wznoszeniu trwałych schronień w rejonach klęsk żywiołowych. Zakres jej wdrożeń sięga jednak znacznie dalej: inżynierowie lotnictwa i kosmonautyki rozważają wykorzystanie tej metody do wytwarzania lżejszych,a zarazem sztywnych kadłubów samolotów i statków kosmicznych. Architekci miejscy z kolei planują adaptację techniki do tworzenia wygłuszających paneli ściennych, robotyki modułowej oraz ekologicznych fasad budynków, radykalnie redukujących ślad węglowy produkcji.

Aby wyeliminować tradycyjny paraliż komunikacyjny na styku pracowni architektonicznej, biura konstruktora i placu budowy, badacze z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracowali zautomatyzowane oprogramowanie rozbijające złożone geometrycznie wizje budowlane na płaskie szablony wykonawcze. Na ich podstawie frezarki CNC wycinają precyzyjne kształty z arkuszy blachy, które można upakować na platformach ciężarówek lub zrzucić na spadochronach bezpośrednio w strefie kryzysowej. 

Montaż na miejscu nie wymaga ciężkiego sprzętu spawalniczego ani specjalistycznych maszyn budowlanych – modułowe komórki pasują do siebie wyłącznie w jednej, właściwej orientacji, co wyklucza błędy pozycjonowania, a pracownicy łączą elementy za pomocą zwykłych ręcznych śrubokrętów, co czyni cały proces znacznie szybszym, cichszym i nieporównywalnie tańszym od tradycyjnych procedur montażowych.

U podstaw tego inżynieryjnego osiągnięcia leży przełamanie ograniczeń, które dotychczas dyskwalifikowały origami w zastosowaniach architektonicznych: pojedyncze zaginane arkusze wykazywały tendencję do wiotczenia i nie radziły sobie z przenoszeniem rzeczywistych obciążeń konstrukcyjnych. 

Zespół prowadzony przez Alfonsa Parrę Rubio rozwiązał ten problem, rekonfigurując wzory teselacji opracowane w latach 60. XX wieku przez artystę Rona Rescha. Zamiast formować jeden wielki, nieporęczny arkusz, inżynierowie podzielili strukturę na niezależne bloki składowe. Połączenie dwóch komórek w kształcie trójnogów w pojedynczy moduł tworzy element o zerowej liczbie stopni swobody, który pod wpływem geometrii blokuje się na sztywno bez konieczności stosowania spoin.

Splecione w przestrzenną siatkę moduły tworzą samonośną powłokę 3D, która całkowicie eliminuje potrzebę stosowania wewnętrznych kolumn i słupów podpierających. W porównaniu z dotychczasowymi konstrukcjami wzorowanymi na origami nowy system redukuje zapotrzebowanie na surowiec o jedną trzecią, zapewniając przy tym 3,5-krotnie wyższą sztywność. Jak podsumowuje prof. Neil Gershenfeld, dyrektor Center for Bits and Atoms w MIT, zaginanie metalu przestało być ciekawostką laboratoryjną i stało się pełnoprawną technologią budowlaną, gotową do wznoszenia wielkoskalowych, bezpiecznych struktur bezpośrednio w warunkach polowych.

Napisane przez

Monika Wojciechowska

Redaktor
Najbliższe są mi tematy związane z technologią, gadżetami, nowoczesnym AGD i motoryzacją. Interesują mnie rozwiązania, które nie tylko dobrze wyglądają na papierze, ale przede wszystkim realnie wpływają na komfort, wygodę i sposób, w jaki korzystamy z technologii na co dzień. Ukończyłam studia dziennikarskie oraz szkolenia z zakresu sztucznej inteligencji. Prywatnie uwielbiam gry i muzykę.