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印度理工学院学生探索碳纤维的潜力

印度理工学院学生探索碳纤维的潜力

印度理工学院的本科生在春季学期设计、资助并制作了纤维波展馆。(由阿方索Peluso)
印度理工学院的本科生在春季学期设计、资助并制作了纤维波展馆。(由阿方索Peluso)

复合材料在大学生建造的纤维波馆展出。

碳纤维的独特性能似乎使它成为一种理想的建筑产品。未经处理的碳纤维布柔软易裁。环氧树脂固化后,它像钢一样坚硬。但是,尽管汽车和航空航天行业已经广泛使用这种材料,建筑行业却几乎没有接触过它。阿方索·佩鲁索和他的本科生IIT建筑学院打算用他们的FIBERwave馆这是一个以海洋生物为灵感的参数化建筑安装完全由碳纤维制成。“我们想让工作室成为人们在建筑方面尝试碳纤维的专家资源,”Peluso说,他的学生在今年春天设计、资助和建造了展馆。“在德国有一个工作室,这是他们研究碳纤维的第二年,但我认为在美国没有人在研究它。”

FIBERwave PAVILION的86个组件“贝壳”的灵感来自双壳类生物。(由阿方索Peluso)

佩鲁索的工作室始于内部竞争。因为春季学期的课程紧跟着探索各种复合材料的课程,许多学生已经熟悉了碳纤维的优缺点。佩鲁索说:“第一学期快结束时,我们开始使用碳纤维,但这并不是最好的结果。”“但我们知道我们必须继续与它合作。这在第二学期的设计选择中起了很大作用。”他解释说,学生们对提交的作品进行了可建造性和美学方面的评判。“当展馆被展示时,看到学生们的想法是很有趣的,他们在想:‘好吧,这个是可行的——这是我们真的可以建造的。’有时设计是稍微好一点,但在规定的时间内,整个项目似乎不太可能完成。”

获奖设计基于双壳壳结构。想出这个主意的学生用了参数化设计探索单一外壳形式镶嵌的软件。“我在第一学期敦促他们做的是不重复的大型表面,”佩鲁索说。“在第二学期,他们就好像凭直觉知道这个单元必须要重复。”作为一个小组,班级进一步发展的设计犀牛而且蚱蜢

但是,当学生们使用参数化软件来生成外壳图案时,一般来说,FIBERwave PAVILION“很少在计算机中进行设计,”Peluso说。“大部分都是捏造出来的。”从一开始,当学生们被要求提交一个小规模的碳纤维和他们的参赛作品时,工作室就动手了。他们回到Rhino公司制作模具。“我们必须制作6个模具,”Peluso解释道。“尽管这是一个相同的炮弹单位,我们必须生产86个这样的炮弹。当你制作一个复合材料单元时,如果你有一个模具,你每天只能制作一个外壳。”最后,在大约四周的时间里,学生们总共制作了90个贝壳(包括一些额外的以弥补缺陷)。

学生们首先用环氧树脂固化碳纤维布切割件,然后涂漆和CNC钻孔组装。(由阿方索Peluso)
  • 制作者印度理工学院建筑学院碳实验室
  • 设计师印度理工学院建筑学院碳实验室
  • 位置芝加哥
  • 完成日期2014年春季
  • 材料碳纤维,来自西系环氧树脂
  • 过程犀牛,蚱蜢,3D打印,切割,成型,固化,绘画,螺栓

佩鲁索说:“实际的组装非常快,展馆本身不到一天就组装好了。”外侧,螺栓通过CNC-drilled壳的两侧各有两个孔。壳体的重叠行通过螺栓销连接垂直固定。这个装置在印度理工学院的校园里放置了一个月,之后学生们只用了25分钟就把它拆卸了。的芝加哥综合计划该公司在项目期间提供了关键的技术指导,并在其中一间教室里建立了纤维波馆。

项目的筹款部分与其设计和制作元素同样重要。佩鲁索最初希望碳纤维行业会捐赠材料,但“我们没有像预期的那么幸运,因为我们之前没有做过任何能引起他们兴趣的事情,”他说。“这是展馆本身的目标之一,在建筑界创造一种意识,这可能是一种很好的材料。”佩鲁索的课程确实得到了来自西方体系环氧树脂该公司以折扣价提供了固化树脂。为了填补资金缺口,学生们成功地跑了Kickstarter从6500美元的目标筹集到6937美元。他们为捐赠者提供了奖励,包括3d打印的项链和耳环。佩鲁索说:“我认为我们没有意识到在这方面需要做多少工作。”为了筹集额外的资金,这个班在校园里举行了糕饼义卖。

对佩鲁索来说,设计和建造纤维波展馆的过程被证明与最终产品一样有价值。“学生们合作的方式使这个项目取得了成功,”他说。“有时在团队项目中,你会遇到一些漂流者,其中一些非常强壮。但所有的12名学生都站出来了。如果他们没有作为一个团体走到一起,这就不会发生。”

展馆在被移交给芝加哥综合计划之前,被建在IIT校园里。(由阿方索Peluso)
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