محققان MIT ساختارهای سبکی را با الهام از هنر اوریگامی ساختند

این سیستم مقیاس پذیر طراحی پوسته های ساختاری سبک و قوی را با استفاده از اجزای مدولار ساده می کند. قطعاتی که ابتدا از ورقه های مسطح ساخته می شوند و سپس به شکل نهایی تا می شوند.

این قطعات با ابزارهای ساده و روشی ایمن و کم خطا به یکدیگر متصل می شوند تا شبکه بزرگتری را تشکیل دهند. نتیجه این فرآیند یک پوسته ساختاری، مستحکم و باربر خواهد بود که برای حفظ پایداری نیازی به ستون های نگهدارنده داخلی ندارد.

این روش می تواند به ویژه برای ساخت پناهگاه های امدادی پس از بلایای طبیعی مناسب باشد. زیرا قطعات آن را می توان به سرعت تولید کرد و به صورت پانل های تخت با حمل و نقل بهینه به محل ارسال کرد و پس از زلزله یا سیل در مدت زمان کوتاهی نصب کرد. از دیگر کاربردهای احتمالی آن می توان به تولید قطعات مستحکم و سبک برای هواپیما و ربات های مدولار و همچنین قطعات معماری مانند پانل های کاهنده صدا و نمای ساختمان ها اشاره کرد.

فناوری محققان می تواند سازه هایی تولید کند که چندین برابر دشوارتر از سایر روش های اوریگامی ساختاری هستند و در عین حال تنها به حدود دو سوم مواد خام نیاز دارند. این ویژگی می تواند چنین روشی را به گزینه ای پایدارتر برای ساخت و ساز تبدیل کند.

محققان علاوه بر ساخت نمونه های اولیه کوچک، توانایی توسعه این روش را در مقیاس بزرگ نیز نشان دادند. آنها یک ساختار هنری آلومینیومی تاشو به اندازه اتاق ایجاد کردند که اخیراً به عنوان بخشی از نمایشگاهی در کتابخانه عمومی بوستون به نمایش گذاشته شد. این نمایشگاه همزمان با آغاز همایش و سمپوزیوم سالانه فبلاب برگزار شد.

آلفونسو پارا روبیو، دانشجوی کارشناسی ارشد در مرکز بیت‌ها و اتم‌ها در مؤسسه فناوری ماساچوست و نویسنده اصلی مقاله‌ای درباره این روش منتشر شده در مجله بین‌المللی سازه‌های فضایی، گفت.

این تحقیق نشان می دهد که ظرفیت تولید دیجیتال می تواند فراتر از پروژه های ساخت و ساز شخصی باشد و کاربردهایی در دنیای واقعی پیدا کند. این فناوری می تواند نحوه طراحی خانه ها و سازه های بزرگ را بهبود بخشد. ما در حال نشان دادن امکان سنجی اریگامی سازه ای در مقیاس ساختمان هستیم.

ریکاردو فوسکی، محقق دانشگاه بولونیا در ایتالیا؛ روپرت مالکزک، دانشمند ارشد دانشگاه اینسبروک در اتریش؛ توموهیرو تاچی، استاد دانشگاه توکیو؛ و نیل گرشنفلد، استاد MIT و مدیر مرکز بیت ها و اتم ها، از نویسندگان مشترک این مقاله هستند.

برای توسعه این فناوری، محققان از الگوهای هندسی تکراری و تا شده ای الهام گرفتند که رون رش، هنرمند و دانشمند، در دهه 1960 طراحی کرد. رسچ با استفاده از الگوهای تکراری ساخته شده از سلول های چند ضلعی، ساختارهای سه بعدی پیچیده ای مانند شبکه های لانه زنبوری ایجاد کرد.

با این حال، محققان به جای ایجاد یک شکل کامل از یک ورق تا شده، مشابه روش رش، هر سلول ساختاری را به صورت جداگانه تولید می کنند و سپس قطعات را به یکدیگر متصل می کنند تا یک ساختار سه بعدی را تشکیل دهند. طراحی مستقل هر قسمت فرآیند تولید را ساده می کند و امکان ایجاد اشکال پیچیده تری را فراهم می کند.

آلفونسو پارا روبیو در حین کار در آزمایشگاه تاچی، روشی را برای ترکیب دو سلول ساختاری سه‌پایه از الگوهای Resch توسعه داد. این ترکیب یک بلوک ساختاری ایجاد می کند که درجه آزادی آن صفر است. به این معنی که پس از مونتاژ، کاملاً سفت خواهد شد و اجزای آن نمی توانند آزادانه حرکت کنند.

این بلوک های جامد را می توان به یکدیگر متصل کرد تا شبکه ای از تیرهای به هم پیوسته را تشکیل دهند. چنین شبکه ای یک ساختار سه بعدی با سختی و پایداری بسیار بالا ایجاد می کند، در حالی که وزن کلی کم باقی می ماند. پارا روبیو در توضیح این مزیت گفت:

این روش به ما کمک می کند تا سازه های محکم بسازیم و در عین حال میزان مصالح مصرفی را به حداقل برسانیم.