Robôs na arquitetura: Robô KUKA produz componentes para pavilhão da Bundesgartenschau (exposição nacional de jardinagem)

Robôs na arquitetura são uma inovação: isso também vale para um robô KUKA, que produz componentes para um pavilhão da Bundesgartenschau 2019. O processo de produção robótico foi desenvolvido por um instituto da Universidade de Stuttgart. Ele mostra as vantagens dos robôs de construção.

Processos de produção robóticos na arquitetura

O Institute for Computational Design and Construction da Universidade de Stuttgart (ICD) se dedica ao desenvolvimento de processos de concepção e construção informatizados. Uma ênfase está nas possibilidades de utilização de robôs. Para a Bundesgartenschau 2019 em Heilbronn, a equipe de projeto – composta pelo Prof. Achim Menges bem como pelos colaboradores científicos Christoph Zechmeister, Serban Bodea e Niccolo Dambrosio – desenvolveu um pavilhão cuja construção é composta por componentes de fibra enrolada. O processo de produção robótico dos componentes leves foi realizado com o auxílio de dois produtos KUKA: o robô KUKA do tipo KR 210 R3100 QUANTEC coloca os feixes de fibras em torno de dois suportes enroladores, que estão fixados nos posicionadores do KP1-HC . O construtor de instalações BEC GmbH integrou os robôs no ICD.

Bem enrolada: de perto é fácil reconhecer a estrutura complexa do pavilhão.

Novas soluções para arquitetura inovadora com o auxílio de robôs

O pavilhão é composto de 60 componentes, com tamanho de até 6 metros. A particularidade no processo de produção robótico: apesar do seu tamanho, os elementos não possuem núcleo para a deposição das fibras. "A estrutura de suporte consiste exclusivamente em componentes compostos de fibras. Estes são enrolados a partir de fibras de vidro e carbono ininterruptas por robôs de construção", explica Christoph Zechmeister. Os componentes são produzidos pela FibR GmbH. "A construção possui uma complexidade, que somente pode ser realizada através do processo de produção robótico", segundo Moritz Dörstelmann, sócio-gerente. A FibR GmbH é especializada na realização de estruturas compostas de fibras eficientes e expressivas por meio de tecnologia de concepção e fabricação digital.

Precisão e repetibilidade – o robô de construção adapta individualmente cada elemento.

Processo de produção robótico para produção inovadora de componentes

Para a produção de componentes a FibR GmbH oferece um processo de produção robótico: em dois posicionadores KUKA do TIPO KP1-HC estão fixados dois suportes enroladores. Os dois posicionadores estão acoplados de forma cinemática por meio de um tubo de aço. O eixo horizontal resultante disso é girável continuamente e permite o movimento simultâneo dos suportes enroladores. A liberdade de movimento é necessária para o processo de produção robótico. Assim atinge-se a acessibilidade ideal para o efetor final do robô KR QUANTEC. No braço do robô de construção estão fixadas as bobinas de fibras. Primeiramente os feixes de fibras são impregnados, antes que eles percorram uma regulagem de tensão e sejam conduzidos ao efetor final. Finalmente, o efetor coloca os feixes em torno dos pontos de fixação dos suportes enroladores.

Em tamanho real: o pavilhão pronto na Bundesgartenschau (exposição nacional de jardinagem) em Heilbronn.

Vantagens de robôs na construção civil

Em função da precisão e repetibilidade dos robôs de construção, componentes podem ser adaptados individualmente. "Os caminhos de produção para os 60 elementos são gerados diretamente a partir do modelo digital", segundo Christoph Zechmeister. Para a configuração da aplicação foi utilizada a Engeneering Suite KUKA.WorkVisual. No processo de produção robótico amplas construções compostas de fibras podem ser produzidas com eficiência de custos e de material. O potencial dos robôs de construção está na flexibilidade e escalabilidade do setup de produção, assim como na alta qualidade dos componentes. "Através de processos de produção robóticos podemos não apenas reduzir o consumo de recursos na construção civil. Mas também podem ser realizados fascinantes projetos arquitetônicos novos", segundo Moritz Dörstelmann.

Robôs na arquitetura tornam possíveis formas de componentes completamente novas.

Através do processo de produção robótico é possível implementar de forma simples fluxos de movimentos discretos na fabricação de componentes e reduzir a complexidade do processo.

Christoph Zechmeister, colaborador científico no ICD