Robots en la arquitectura: los robots de KUKA fabrican componentes para el pabellón del Bundesgartenschau

Los robots utilizados en la arquitectura son una innovación: lo mismo ocurre con un robot de KUKA que fabrica componentes para un pabellón de la Bundesgartenschau 2019. El proceso de fabricación robótica fue desarrollado por un instituto de la Universidad de Stuttgart. Destaca las ventajas de los robots de construcción.

Procesos de fabricación robotizados en arquitectura

El Instituto de Diseño y Construcción Computacional de la Universidad de Stuttgart (ICD) se dedica al desarrollo de procesos de diseño y construcción asistidos por ordenador. El foco de atención se centra principalmente en la gama de aplicaciones potenciales de los robots. El equipo del proyecto, formado por el Prof. Achim Menges y los investigadores Christoph Zechmeister, Serban Bodea y Niccolo Dambrosio, diseñó un pabellón para la Bundesgartenschau 2019 en Heilbronn utilizando componentes de fibra enrollada. El proceso de fabricación de los componentes ligeros se llevó a cabo con dos productos KUKA: modelo KR 210 R3100 QUANTECenvuelve los filamentos fibrosos en torno a dos andamios de bobinado que se montan en los posicionadores del KP1-HC. BEC GmbH, el constructor de sistemas, integró los robots en el ICD.

Todo bien atado: la compleja estructura del pabellón se puede reconocer claramente de cerca.

Nuevas soluciones para una arquitectura innovadora con robots

El pabellón consta de 60 componentes de hasta 6 metros. Lo más destacado de este proceso de fabricación robótica es que, a pesar de su tamaño, los elementos no tienen ningún núcleo para depositar las fibras. «La estructura de soporte está exclusivamente conformada por componentes de entramado de fibra. Los robots de construcción realizan este entramado a partir de fibras ininterrumpidas de vidrio y carbono», explica Christoph Zechmeister. Los componentes los fabrica FibR GmbH. «La construcción tiene una complejidad que únicamente se puede implementar mediante el proceso de fabricación robotizada», dice Moritz Dörstelmann, socio gerente. FibR GmbH está especializado en la implementación de estructuras compuestas de fibras expresivas y de alto rendimiento por medio del diseño digital y la tecnología de fabricación.

Precisión y repetibilidad. El robot de construcción adapta cada elemento individualmente.

Proceso de fabricación robotizado para la producción de componentes innovadores

FibR GmbH ofrece un proceso de fabricación robotizado para la producción de componentes: En dos posicionadores KUKA MODELO KP1-HC se fijan dos bastidores de bobinado. Estos dos posicionadores se acoplan cinemáticamente con la ayuda de un tubo de acero. El eje horizontal obtenido gira de forma ilimitada, permitiendo el movimiento simultáneo de los bastidores de bobinado. El proceso robótico de fabricación necesita libertad de movimiento. Queda garantizada una idónea accesibilidad para el efector terminal del robot KR QUANTEC. Las bobinas de fibra se fijan en el brazo del robot de construcción. Los hilos de fibra se impregnan primero antes de someterse a un control de tensión y, después, se guían hasta el efector terminal. Por último, el efector coloca los hilos alrededor de los puntos de sujeción de los bastidores de bobinado.

En toda su grandeza: el pabellón finalizado de la Bundesgartenschau, en Heilbronn.

Ventajas de los robots en la construcción

Gracias a la precisión y a la repetibilidad de los robots de construcción, los componentes pueden adaptarse de manera individualizada. «Los circuitos de producción de los 60 elementos se generan directamente a partir del modelo digital», comenta Christoph Zechmeister. La Engeneering Suite KUKA.WorkVisual se utilizó para configurar la aplicación. En el proceso robótico de fabricación, las amplias construcciones de entramado de fibra se pueden producir de manera rentable y eficiente en cuanto a materiales. El potencial de los robots de construcción reside en la flexibilidad y en la escalabilidad de la configuración de producción, así como en la alta calidad de los componentes. «Los procesos robóticos de fabricación no solo reducen el consumo de recursos en la construcción. De la misma manera se pueden llevar a cabo nuevos y emocionantes proyectos de arquitectura», comenta Moritz Dörstelmann.

En arquitectura, los robots hacen que sea posible obtener formas de componentes totalmente nuevas.

El proceso de fabricación robotizado facilita la aplicación de secuencias de movimiento discretas en la fabricación de componentes y reduce de la complejidad del proceso.

Christoph Zechmeister, investigador asociado del ICD

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