Milica Gordic – Geometrija i vizuelizacija slobodnih formi

Panelizacija slobodne forme

Pomoću alatke etsubdivide, kombinacijom nekoliko ponuđenih opcija za podelu , dobijena je heksagonalna podela mesh modela kao nastavak istraživanja različitih mogućnosti i oblika panela.

Za nastavak rada na projektu korišćen je model podeljen na kvadratne segmente.

Kada je izvršena podela mesh modela na željene oblike, bilo je potrebno svakom polju dodati debljinu kako bi dobili panele od kojih bi se sastavio stvarni model.

Korišćenjem alatke Extrude javio se problem zbog toga što se svako pojedinačno polje ekstruduje u odnosu na svoje vektor normale i dolazi do pojave praznina između panela. Zbog toga je bilo potrebno pronaći jedan vektor koji polazi iz tačke gde se polja spajaju i koji predstavlja rezultantu vektora normale tih polja i ta polja ekstrudovati u odnosu na njega. Da bi se to postiglo, mesh model je ubačen u Grasshopper i zatim je svaka tačka pomerena u odnosu na zajednički vektor za odgovarajuću vrednost .

Šema iz Grasshopper-a:

Dobijene tačke je na kraju bilo potrebno samo spojiti površima i na taj način su dobijeni paneli odgovarajuće debljine.

Panelizacija slobodne forme

Cilj istraživanja je bio izvršiti panelizaciju odnosno podeliti na poligone već zadatu zakrivljenu površ kako bi se kasnije fabrikacijom i sklapanjem pojedinačnih panela napravila stvarna struktura datog oblika.

Prvo je nacrtan u osnovi mesh model koji približno odgovara stvarnoj formi prostorne zakrivljene površi. Oblik je nastao tako sto je su alatkom planarsrf napravljena tri segmenta koja su prebacena u mesh model i alatkom join spojen u jedan element.

Na dobijenom mesh modelu su pomoću dodatka EvoluteTools i alatke Etsubdivision isprobavani različiti nacini panelizacije i mogućnost podele na manje elemente različite geometrije.

Alatkom Etoptimize podela na poligone sa osnove projektovana je na prostornu zakrivljenu povrs. Međutim, zbog složenosti forme, projekcija iz osnove nije idealno odrađena. Stoga je bilo potrebmo u prvom koraku, umesto ravanskog mesh modela u osnovi, napraviti model koji je samo u osnovi već i u ostalim projekcijama približno odgovara zadatoj formi a zatim na već opisan način izvršiti panelizaciju.

Alatkom Etoptimize podela sa napravljenog mesh modela projektovana na prostornu zakrivljenu površ.

Fabrikacija slobodne forme

Predmet ovog istraživanja je fabrikacija slobodne forme od penastog polistirena primenom industrijske robotike. Uzimajući da je tema dosta složena, istraživanje će biti podeljeno u nekoliko delova, koje čine:

1) Modelovanje geometrije slobodne forme

2) Podela slobodne forme na manje elemente, panele, koji mogu da se fabrikuju – panelizacija

3) Priprema panela za sečenje vrelom žicom upotrebom industrijskog robota

4) Generisanje potkonstrukcije kao vodilja za sklapanje cele strukture

Cilj istraživanja je definisati proces fabrikovanja slobodne forme i izvesti fizički prototip.

Posebne celine ovog istraživanje biće istražene na sledeći način:

1) Modelovanje geometrije slobodne forme biće urađeno upotrebom RhinoVault dodatka za Rhinoceros softver, kojim je moguće generisati interesantne slobodnostojeće ljuskaste strukture. Ograničenja slobodne forme biće uvedena u vidu 3d izmodelovane geometrije postojećeg stanja. Dobijeni mesh model poslužiće za kasnije generisanje panela, potrebnih za racionalnu fabrikaciju cele forme.

2) Panelizacija slobodne forme biće urađena upotrebom EvoluteTools dodatka za Rhinoceros softver, koji omogućava da se generiše, pomoću postojećeg mesh modela, podela na manje elemente, koji će lakše biti fabrikovani. Biće ispitani različiti oblici u zavisnosti od ograničenja alatke, kojom se seče, odnosno veličine, koja je moguća za radni prostor CNC mašine. Dati paneli biće pripremljeni za sečenje vrelom žicom upotrebom industrijskog robota.

3) Priprema za sečenje vrelom žicom biće urađena upotrebom Grasshopper dodatka za Rhinoceros i ABB RobotStudio softvera za upravljanje kretanjem robota. Primenom Grasshopper dodatka, generisani paneli biće orijentisani za sečenje u odnosu na veličinu i orijentaciju ploče i biće izvučena putanja sečenja. Primenjen materijal biće penasti polistiren. Upotrebom ABB RobotStudio-a data putanja biće proverena i zatim će se izvršiti proces sečenja. Sve isečene elemente potrebno je složiti i spojiti u jednu celinu, za šta je potrebno imati određenu površ kao vodilju ili potstrukturu.

4) Generisanje potkonstrukcije biće urađeno na dva načina, kako bi se proverilo, koji je način isplativiji, brži i bolji za proces slaganja i izgradnje date slobodne forme.

a) Prvi pristup činiće generisanje waffle strukture od tankih kartonskih ploča, ručno isečenih pomoću fleksibilnih linijskih elemanta, da odgovaraju određenim poprečnim profilima slobodne forme. Način adekvatnog podešavanja fleksibilnih linijskih elemenata biće urađen na osnovu digitalnog modela i manuelnog merenja, a na način primene splines and duck tehnike.

b) Drugi pristup činiće generisanje štapastog modela potkonstrukcije, koji će činiti tanki, čvrsti linijski elementi i spojevi u određenim tačkama. Spojevi će biti generisani spajanjem više šupljih cilindričnih tela u jednoj tački sa različitom orijentacijom i fabrikovani tehnikom 3d štampanja, zarad veće preciznosti. Linijski elementi će biti sečeni manuelno, prateći podatke iz digitalnog modela i uklapani u svoje odgovarajuće spojeve

Datu temu istraživaće:

Stefan Tomić – generisanje slobodne forme

Milica Gordić – panelizacija slobodne forme

Katarina Popov – priprema za sečenje panela

Slađan Lončar – generisanje waffle potkonstrukcije

Stefan Stojčić – generisanje linijske potkonstrukcije