斯圖加特大學的研究人員和學生 使用 機器人和無人機編織了這種碳纖維亭子，該亭子是由蛾幼蟲紡制的絲綢吊床制成的。12米長的懸臂結(jié)構(gòu)，稱為ICD / ITKE研究館2016/7，由超過180公里的編織樹脂浸漬玻璃和碳纖維制成。

這是斯圖加特大學(University of Stuttgart)的學生和研究人員建造的年度展館系列的最新成果，該系列 通過模仿自然界中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)來研究碳纖維作為建筑材料的功能。

展館由負責學校計算設(shè)計學院(ICD)的Achim Menges和來自建筑結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計學院(ITKE)的Jan Knippers 負責監(jiān)督 。今年研究員Marshall Prado也加入了該團隊。

發(fā)現(xiàn)以前的 機器人編織的碳纖維結(jié)構(gòu) 受到所使用的工業(yè)機器人手臂的工作空間的限制，今年，該團隊希望開發(fā)一種制造大型結(jié)構(gòu)的方法。

該團隊說：“在建筑規(guī)模生產(chǎn)中，材料自重是大跨度結(jié)構(gòu)的高度關(guān)注，輕質(zhì)纖維復(fù)合材料具有無與倫比的性能。”

他們繼續(xù)說：“我們目前缺乏足夠的纖維復(fù)合材料制造工藝來生產(chǎn)這種規(guī)模的產(chǎn)品，而又不損害建筑和設(shè)計行業(yè)所需的設(shè)計自由度和系統(tǒng)適應(yīng)性。”

“目標是在更長的時間內(nèi)開發(fā)出一種纖維纏繞技術(shù)，將所需的模板降至最低，同時利用連續(xù)長絲的結(jié)構(gòu)性能。”

為了創(chuàng)造大跨度的結(jié)構(gòu)，該團隊將堅固，精確的固定式機器人與遠程無人機相結(jié)合。

他們解釋說：“在特定的實驗裝置中，將兩個固定的工業(yè)機械臂放在結(jié)構(gòu)的末端，它們具有纖維纏繞工作所必需的強度和精度，同時具有自主性，遠程但精度較差的纖維運輸系統(tǒng)用于將光纖從一側(cè)傳遞到另一側(cè)，在這種情況下，是定制的無人機。”

與以前的展館一樣，設(shè)計始于對自然結(jié)構(gòu)的仿生研究，并且該團隊與圖賓根大學進化與生態(tài)研究所和古生物學系合作。

該團隊研究了兩種食葉蛾的幼蟲(Lyonetia clerkella和Leucoptera erythrinella)如何紡成在葉片之間伸展的真絲“吊床”，從而開發(fā)出長跨度纖維構(gòu)造的關(guān)鍵原理。

模仿涼亭的網(wǎng)，所產(chǎn)生的涼亭具有彎曲活性的子結(jié)構(gòu)，并結(jié)合了纏繞的纖維增強材料和交替取向的纖維。

該團隊還開發(fā)了多階段的纖維鋪設(shè)工藝，以制造復(fù)雜的三維幾何形狀。

先前的研究館還包括根據(jù)海膽的解剖結(jié)構(gòu)自動制造的層壓膠合板館。