Fibrous Structure
Workshop

Date:
19-21 October 2018

Location:
Δe_Λab

Design Brief:
Furniture

Instructors:
Apostolos Marios Mouzakopoulos
Alessandro Mattoccia // Basics (Spain)



Το τριήμερο εργαστήριο που διοργανώθηκε από το Δe_Λab σε συνεργασία με τους Basics (Ισπανία), εισήγαγε τους συμμετέχοντες στο σχεδιασμό των ελαφρών ινωδών κατασκευών. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό που παρουσιάζει η σχέση μας με τη συγκεκριμένη τυπολογία δομών, είναι η έλλειψη της εμπειρικής αντίληψης της συμπεριφοράς τους -ως κομμάτια ευρύτερων στατικών δομών- σε αντίθεση με άλλες πιο συνηθισμένες μεθόδους κατασκευής, που εμπειρικά μπορούμε να εικάσουμε εκ των προτέρων το γενικό εύρος της στατικής τους συμπεριφοράς.

Η προσέγγιση του σχεδιασμού βασίστηκε στην αμοιβαία σχέση μεταξύ της δομικής ανάλυσης και των περιορισμών που τίθενται από τα υλικά. Το τελικό αντικείμενο προέκυψε από μια συνεκτική υπολογιστική διαδικασία σχεδιασμού με την ταυτόχρονη χειρωνακτική περιέλιξη νημάτων.

Σημαντικό μέρος του εργαστηρίου αποτέλεσε η παρουσίαση και η χρήση ειδικών εργαλείων που χρησιμεύουν στην παραγωγή, την προσομοίωση και την βελτιστοποίηση της διάταξης των νημάτων, ώστε να είναι δυνατόν να συμμετέχουν με συνειδητό τρόπο στη διαμόρφωση της ευρύτερης μορφολογίας του συστήματος.

Τα δύο βασικά εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν ήταν το Kangaroo και το Karamba3D, τα οποία προσφέρουν δυνατότητες αναπαράστασης και προσομοίωσης των φυσικών και των κατασκευαστικών συστημάτων αντίστοιχα. Η γενική ιδέα είναι πως, μέσω της κατανόησης της μεταφοράς των δομών από τον ψηφιακό στον φυσικό χώρο και μελετώντας τη συμπεριφορά τους με βάση τους φυσικούς νόμους και τη στατική, είμαστε σε θέση να βελτιστοποιήσουμε τη δομή ως στατικό σύστημα και ταυτόχρονα να μεταχειριστούμε τις ιδιότητες αυτές με τρόπο τέτοιο, ώστε να παραγάγουμε ενδιαφέροντα αποτελέσματα.

Για το τελικό αποτέλεσμα του εργαστηρίου οι συμμετέχοντες κλήθηκαν να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν ένα καθιστικό έπιπλο, που οι περιελίξεις των νημάτων γύρω από μια υποτυπώδη δομή σκελετού, διαμορφώνουν τις βασικές του επιφάνειες.

Οι διαφορετικές συμπεριφορές της στατικής δομής μελετήθηκαν για τα πολλαπλά αποτελέσματα που μπορούν να παραγάγουν ανάλογα με τις τάσεις που εφαρμόζονται σε αυτά.

Μέσα από τη διαδικασία που ακολουθήθηκε, οι συμμετέχοντες πέρασαν από τα διάφορα στάδια προσέγγισης της σχεδιαστικής διαδικασίας. Μελετώντας την τελική κατασκευή στατικά και σχεδιαστικά μέσω των εργαλείων του παραμετρικού σχεδιασμού, κλήθηκαν να την υλοποιήσουν μέσω πρακτικής εργασίας και in situ πειραματισμών.

Ο συνδυασμός του σχεδιασμού σε ψηφιακό περιβάλλον με την επιτόπια εμπειρία της κατασκευής αποτέλεσαν βασικό στοιχείο της μάθησης, καθώς καταδείχτηκε η σημασία του υπολογισμού των τάσεων και της στατικής συμπεριφοράς της τελικής κατασκευής, και η ευελιξία που θα πρέπει να χαρακτηρίζει έναν σχεδιαστή που επιλέγει να έχει τον απόλυτο έλεγχο πάνω στα σχέδια του και να παραμένει πιστός στις αρχικές του συνθετικές αρχές.



The three-day workshop organised by Δe_Λab in collaboration with Basics (Spain), introduced participants in the design of lightweight construction using fibers. The specific feature of our relationship to the specific typology of structures is the lack of empirical perception of their behaviour - as parts of larger static structures - as opposed to other more common methods of construction, which empirically can assume in advance the general scope of their static behaviour.

The design approach is based on the relationship between structural analysis and material constraints. The final object resulted from a coherent computational design process with the simultaneous manual wrapping of the fibers.

An important part of the workshop is the presentation and use of special tools for the production, simulation and optimisation of the fiber’s arrangement, so that they can be consciously involved in shaping the wider system morphology.

The two main tools used were Kangaroo and Karamba3D, which offer the capabilities to represent and simulate physical and construction systems respectively. The general idea is that by understanding the transformation of structures from the digital to the physical space and studying their behaviour based on natural laws and statics, we are able to optimise the structure as a structural system and at the same time to treat these properties in such a way as to produce interesting results.

For the final result of the workshop participants were asked to design and build a furniture, which the threads of the fibers around a rudimentary skeleton structure form its basic surfaces.

The different behaviours of the structural structure were studied for the multiple effects they can produce depending on the forces applied to them.

Through the process followed, the participants went through the various stages of approaching the design process. Studying the final construction statically and design through the tools of parametric design, they were asked to implement it through practical work and in situ experiments.

The combination of design in a digital environment with on-site manufacturing experience was a key element of learning, as the importance of calculating the forces and structural behaviour of the final construction, and the flexibility that should characterise a designer choosing to have the absolute control over the design and to remain faithful to his original synthetic principles.