Istraživanje transformabilne saksije zasnovane na Yoshimura geometriji – Druga faza

Druga faza istraživanja obuhvata digitalno modelovanje Yoshimura strukture, analizu njenih osnovnih geometrijskih elemenata i simulaciju transformacije forme.

Pored toga, u ovoj fazi prikazana je i izrada probne makete manjih dimenzija, u cilju upoznavanja sa karakteristikama odabranog materijala i sagledavanja njegovog ponašanja tokom procesa oblikovanja.

Digitalno modelovanje i simulacija

U okviru istraživanja izrađen je digitalni model Yoshimura paterna u programima Rhino i Grasshopper. Korišćenjem parametarskog modelovanja definisana je geometrija strukture, čime je omogućena njena dalja analiza. Na osnovu formiranog modela izvršena je simulacija ponašanja forme, sa posebnim osvrtom na njenu transformabilnost, stabilnost i mogućnost primene u dizajnu saksija.

Početna geometrija Yoshimura paterna definisana je u programu Rhino, gde su iscrtane osnovne linije strukture. Nakon toga geometrija je referencirana u programu Grasshopper, gde je nastavljen proces parametarskog modelovanja i simulacije.

Yoshimura patern zasnovan je na mreži trouglova, pri čemu se razlikuju dve vrste linija – mountain fold lines i valley fold lines, odnosno grbine i uvale. Njihovim rasporedom omogućava se karakteristično savijanje i transformacija forme.

U početnoj fazi izvršena je simulacija savijanja jednog segmenta kako bi se sagledao način na koji se struktura ponaša tokom transformacije.

Nakon toga formiran je model većih dimenzija sa većim brojem trougaonih segmenata, na kome je ponovljena simulacija savijanja ravne površine.

Nakon definisanja površine formiran je cilindar čiji prečnik odgovara planiranom prečniku saksije. Geometrija Yoshimura paterna je prilagođena cilindričnoj površini i povezana sa cilindrom, nakon čega je izvršena simulacija transformacije saksije po visini.

Fabrikacija i izbor materijala

Pored digitalnog modelovanja, ispitivanje je sprovedeno i kroz izradu radne makete. Na samom početku bilo je potrebno odabrati adekvatan materijal za njenu realizaciju. Korišćena je PETG plastika, koja je pokazala određene prednosti, ali i određene nedostatke.

Prva faza izrade makete

Za početak je korišćena maketa manjih dimenzija kako bi se ispitalo ponašanje materijala pri laserskom sečenju, kao i odgovarajuća dubina zasecanja uvala i grbina. Nakon izrade početnog uzorka zaključeno je da je materijal relativno krut i da je potrebno povećati dubinu zasecanja kako bi se omogućilo savijanje strukture u oba smera. Pored toga, uočeno je da su segmenti postavljeni na malom međusobnom rastojanju, pa je u sledećoj fazi model proširen. Takođe, laserskim sečenjem došlo je do blagih promena na ivicama materijala, koje su na pojedinim mestima vidljive u vidu zatamnjenja nastalog usled dejstva lasera.

Prikaz radne makete od PETG materijala pre savijanja
Prikaz radne makete Yoshimura paterna od PETG materijala pre savijanja
Prikaz radne makete Yoshimura paterna od PETG materijala nakon savijanja

Leave a comment