Brainstorming zur
Methodik des Faltens / KompressionZiel ist es, eine große Struktur aus einem möglichst kleinen Anfangsvolumen und Gewicht heraus zu entfalten. Dabei unterscheidet man reversible Strukturen (z.B. der Regenschirm, Fallschirm, Zelt) und nicht reversible Strukturen (z.B. Airbag, Insektenflügel). Nicht reversible Strukturen lassen sich nicht mehr in ihre ursprüngliche, kompakte Form zurückführen. (z.B. weil der Insektenflügel ausgehärtet ist.) In der japanischen Faltkunst Origami werden ausgehend von einem flachen Stück Papier zwei- oder dreidimensionale Objekte gefaltet. Die entstehenden Objekte bestehen am Ende aus Flächen, die oft sehr raffiniert gegeneinander angeordnet sind. Aber wie sieht es aus mit eindimensionalen Objekten wie Stangen und Seilen oder mit weichen Materialien wie Tüchern und Folien, die evtl. zu Anfang aufgerollt sind? Außerdem soll der Entfaltungsprozess automatisch ablaufen. Die Entfaltungsenergie wird evtl. nur an wenigen Punkten pneumatisch oder über Seilzüge, Federn etc. eingebracht.Elemente faltbarer SystemeGelenkEin wesentliches Element eines solchen Objektes ist das Gelenk. Bei der Auswahl eines Gelenks sind verschiedene funktionelle Fragen zu klären:
Fischhaut und VogelgefiederBeim Falten, Schieben und Rollen will man oft das System dicht halten. Flüssigkeiten oder andere Objekte sollen nicht austreten oder eindringen. Strukturen wie die Fischhaut mit ihren Schuppen oder Vogelgefieder schmiegen sich an die darunterliegende Geometrie an und schliessen bei deren Veränderung immer noch dicht ab ohne die Beweglichkeit zu behindern. Beim Fin Ray Effekt (von Flossenstrahlen des Fisches) wird durch eine spezielle Anordnung von Strukturelementen eine Anisotropie der Verformbarkeit, Steifigkeit und Belastbarkeit erreicht. D.h. das Bauteil ist z.B in einer Raumrichtung leicht beweglich und in einer anderen Raumrichtung immer noch steif. Etwas Ähnliches kennt man vom Rollbüro oder dem Akkordeon.Auch wenn man keine komplizierten Bewegungen ausführen will, ist oft eine gewisse Beweglichkeit notwendig um Zwangsbeanspruchungen (z.B. durch Temperaturschwankungen, Erdbeben) aufzufangen. Dies wird im Allgemeinen durch Fugen realisiert, die aber eine gewisse Inhomogenität der Oberfläche zur Folge haben. Ausserdem ist das System dann nicht mehr dicht. Weitere ElementeAls weitere Elemente eines faltbaren Systems sind
ElementkatalogFür eine einfachere Planung ist es notwendig einen Katalog solcher Elemente zu erstellen. (mit Bezugsquellen, Preis, Kategorien)ComputerprogrammAußerdem braucht man ein Computerprogramm, in dem die verschiedenen Elemente miteinander kombiniert werden und die Zeitabläufe der Faltsequenzen getestet werden können. Gerade bei den irreversiblen Prozessen ist es besonders wichtig Schwingungen entsprechend im Vorfeld abzuschätzen.Beispiele
Sonstiges zur Falttechnik: Methodologie, Simulation, Modellierung
Ein Wettbewerb
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