Dreidimensional gekrümmte Strukturen
Computerbasiertes Verfahren zur Herstellung von Formteilen ohne Pressformen
Für die Planung und Herstellung von Fassadenstrukturen aus dreidimensional gekrümmten Einzelteilen haben Benjamin M. Löbner und Friedrich Prigge im Rahmen ihrer Diplomarbeit an der RWTH Aachen Ziptech entwickelt. Bei dem am Lehrstuhl für computergestütztes Planen in der Architektur (CAAD) vorgestellten Verfahren werden die Einzelteile durch parametrisches Modellieren entwickelt, entsprechend gefräst und durch Verleimen zusammengesetzt.
Im Vergleich zu anderen Verfahren soll Ziptech die Produktion beschleunigen und sowohl preisgünstiger als auch planungssicherer sein. Das liegt vor allem daran, dass die Herstellung der Teile ohne Pressformen erfolgt: In zwei Platten werden per Skript berechnete Zähne gefräst, die sich nur in einer bestimmten Form zusammensetzen lassen. Nach der Herstellung der Zahnmatten werden diese mit Kleber belegt und in einem Vakuumsack verleimt. Durch eine größere Anzahl von Zähnen lässt sich eine stärkere Krümmung erreichen, was eine große Flexibilität bei der Formfindung bedeutet. Die Formstücke selbst sind einfach gekrümmt, jedoch erlaubt das Verfahren die Modellierung kombinierter Kegelflächen auf Basis beliebig dreidimensional geformter Leitkurven (Non-uniform rational B-Splines = NURBS). Der Kosten- und Zeitvorteil kommt laut Löbner und Prigge bei einfach zylindrisch gekrümmten Formstücken kaum zum Tragen, da entsprechende Pressformen relativ einfach herstellbar sind. Bei kombinierten Kegelflächen hingegen entsteht ein Kostenvorteil von bis zu 50%.
Verschiedene Werkstoffe lassen sich in den Formteilen miteinander kombinieren. Ist beispielsweise eine erhöhte Tragfähigkeit erforderlich, kann ein günstiges, gut fräsbares Trägermaterial mit einem Schichtstoff, der hohe Zugkräfte aufnehmen kann, belegt werden. Die Zahnungen werden dabei nur in das Trägermaterial gefräst. An den Außenseiten ist der unbeschädigte Schichtstoff aufgebracht, wie beispielsweise eine Lederfasermatte, Linoleum oder ein Hochdruckschichtstoff.
Mit Hilfe des Verfahrens können zum Beispiel gekrümmte Sonnenschutzlamellen vor einer gläsernen Freiformfassade, Füllungen für geschwungene Geländer oder individuell geformte Akustikpaneele für Konzertsäle realisiert werden. Ein weiterer Einsatzbereich ist die Anwendung in der Fläche, in der sich durch Reihung der Formstücke zweifach gekrümmte Formen ausbilden lassen. Im Deutsch-Chinesischen-Haus auf der Expo 2010 in Shanghai wurden erstmals zylindrisch gekrümmte Formteile aus Kompositmaterial (MDF/LEFA) realisiert.
Auf der Bautec in Berlin werden Benjamin M. Löbner und Friedrich Prigge als Preisträger des Wettbewerbs „Auf IT gebaut“ (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) das Verfahren am 22. Februar 2012 präsentieren.
