Resume - Arkitektoniske muligheder ved robotfabrikerede støbeforme til betonbyggeri - Erhvervs ph.d.-projekt

Universitetspart
Kunstakademiets Skoler for Arkitektur, Design og Konservering, Arkitektskolen.
Institut for Teknologi, Center for Industriel Arkitektur – CINARK

Erhvervspart
Teknologisk Institut, Byggeri & Anlæg, Beton

Titel
Arkitektoniske muligheder ved robotfabrikerede støbeforme til betonbyggeri

Kandidat
Johannes Portielje Rauff Greisen

Afhandlingen blev præsenteret, forsvaret og positivt bedømt torsdag 18. april 2013, kl. 13.00, Auditorium 5.

Bedømmelsesudvalget var:
Per Dombernowsky, Lektor emeritus Århus Arkitektskole
Kasper Guldager Jørgensen, Arkitekt MAA 3XN – Leder for GXN
Thomas Ryborg Jørgensen, KADK (Formand for bedømmelsesudvalget) Lektor Kunstakademiets Arktiektskole

Forsvaret var offentligt og du kan læse mere om projektet her.
English abstract of ph.d.-dissertation

RESUME

Dette ph.d.-projekt samler tre felter: Arkitektur, betonbyggeri og robotfabrikation i et krydsfelt, som behandles med henblik på at finde, udvikle og demonstrere arkitektoniske muligheder ved brug af industrirobotter i betonbyggeri.

Problemfeltet er den afstand imellem vision og realiseringsmuligheder, som findes i betonbyggeriet, blandt andet fordi betonoverflader og bygningsdetaljer er blevet standardiserede og de håndværksbaserede støbeforme, vi kender fra tidligere, i dag er blevet for dyre.

Digitale værktøjer vinder frem i byggeriet, men udviklingen går hurtigere inden for andre byggematerialer end beton. Robotten er det ultimative digitale fabrikationsværktøj, og hypotesen er, at robotten kan være en nøgle til at gøre op med konformiteten, fabrikere unikt betonbyggeri og øge betonens symbolværdi. Fabrikationsteknologien der fokuseres på, er robotfræsning af støbeforme til beton. Robotfræsning sættes i forhold til andre digitale fabrikationsteknologier, og det konkluderes, at robotfræsning er konkurrencedygtig.

Fremgangsmåden er, at ph.d.-projektet vekselvirker imellem teori og praktiske eksperimenter samt vekselvirker imellem sit projektspecifikke domæne og et mere generelt domæne, der repræsenterer omverdenen og byggeriets praksis. Ph.d.-projektet gennemfører fire eksperimenter, som med robotfræsning undersøger muligheder for:

1. Nye betonoverflader.
2. Nye betonkonstruktioner.
3. At gå i dybden i betonoverfladen ved byggematerialekomposition.
4. Lave relief i betonoverfladen ved selve fabrikationsteknologiens arbejdsmønstre.

Eksperimenterne viser, at robot-fabrikation af støbeforme byggeteknisk kan frigøre uudnyttede formpotentialer i beton. Byggekulturelt kan kombinationen af CAD-CAM software som visualiseringsværktøj og industrirobotter som fabrikationsværktøj fungere som bindeled imellem arkitekturens designproces og byggeriets realiseringsproces. Ph.d.-projektet har ydermere styrket sammenhængen ’den anden vej’, dvs. fra den fysiske produktion og til den digitale model, ved at forbedre og udvikle brugen af fræse- og støbe-simuleringsmulighederne, således at man nu bedre kan se, diskutere og dokumentere det endelige resultats visuelle udtryk, inden man påbegynder fabrikationen.

Robotteknologi muliggør ved dedikeret materialeproces præcis placering og vinkling af optiske fibre, således at disse indstøbt i beton og koblet til informationsteknologi (af Dupont Lightstone) kan danne billeder på betonoverflader. 

Ph.d.-projektet viser, at industrirobottens teknologi kan bruges til at realisere geometrier, der stammer fra både konstruktive visioner og arkitektoniske visioner. Robotten kan ’genindføre håndværket’ og bruges til at genfortolke nogle af de arkitektoniske træk, som kendes fra tiden før industrialiseringen af byggeriet. Disse arkitektoniske træk er fx tredimensionelle overflader, specifikke relieffer og unikke detaljer, og genfortolkningen giver mulighed nye ny-industrielle formsprog, der udvider betonens skala.

Robottens såkaldte CAM-fingerprint, består i fræseværktøjets arbejdsmønster som afsættes i støbeformens overflade og giver et teknologiaftryk til betonoverfladen. Her anvendes CAM-fingerprint som relief i et byrumskoncept (designet at SLA), bestående af et 'smeltevandslandskab' i beton.

I den ene ende udvides skalaen, ved at der introduceres fin detaljering og lysgivende elementer i overfladen, som er så ekstremt små, at de bliver en del af materialiteten. I den anden ende af skalaen introduceres arkitektonisk brug af en grovere fræsning, det såkaldte CAM-fingerprint. Hidtil har det været målet at opnå en så glat fræsning som muligt. Målrettet brug af grov fræsning er derfor ny, og består i at arbejde bevidst med robottens arbejdsmønster, der lægger sig som et kun delvist kontrolleret teknologiaftryk. Dette autonome CAM-fingerprint kan fortolkes som ny-industrielt digitalt ornament, som deler slægtsskab tidligere tiders ornamenter - både de håndværksbaserede intenderede ornamenter og de mere tilfældige materialebetingede ornamentering. Ph.d.-afhandlingen lader slægtskaberne stå åbent, og konkluderer at ressourceøkonomien og praksis omkring den grove fræsning ligger umiddelbart væsentligt tættere på eksisterende betonbyggekultur, end den glatte fræsning. Ph.d.-projektet bringer dermed robottens formmuligheder tættere på det praktiske betonbyggeri, da arkitektonisk anvendt CAM-fingerprints kan nedbringe fræsetider og de endelige fabrikationsomkostninger.

Ph.d.-projektet viser, at udviklingen med robotter i betonbyggeriet kan medføre en metamorfose, som kan føre til et både effektivt og fleksibelt produktionssystem, der anskuer beton som en proces. Ph.d.-projektet viser, hvorledes industrirobotten kan blive en vigtig aktør i denne proces, således at beton i ny-industriel sammenhæng bliver et nyt byggemateriale, såkaldt robotbeton, som åbner nye muligheder for arkitekturen.

Betonoverfladen har ca. 2600 pixels og danner billedet af et udsnit af en tulipan.