Discover the parametric design process ...

Idea

The idea of a giant 3d-Puzzle was the start of the presented sculpture. Each piece has its very specific place and is in its size and shape unique. One alone might look odd, but joined together it becomes a modern piece of Art. 

"The whole is more than the sum of its parts." Aristoteles

Der hier vorgestellten Skulptur liegt die Idee zugrunde ein dreidimensionales Puzzle aus unterschiedlichen Einzelteilen zu entwickeln. Jedes Stü ck hat eine einzigartige Form und Größe und passt nur an eine spezielle Stelle. Zusammengesetzt entwickeln sich die vielen Puzzlestücke zu einem modernen Kunstwerk.

"Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile." Aristoteles



Parametric Design

The 3d-puzzle was created by parametrical design software. Unlike usual the voluminas were not drawn but generated by a source qode. All elements have the same genotyp. The individual forming depends on the specific parameters which can develop differents phenotypes. It is up to the artist to decide the parameters being inserted. The used software is Grasshopper, a plugin to the CAD-programm Rhinoceros.

Das 3D-Puzzle wurde mit parametrischer Entwurfssoftware erzeugt. Hierbei werden die einzelnen Volumenkörper nicht wie üblich gezeichnet, sondern mittels Programmcode generiert. Alle Elemente haben einen gemeinsamen Genotypen. Die individuelle Ausprägung ist dann abhängig von den jeweiligen 'Parametern' und es entstehen sogenannte Phänotypen. Welche Parameter eingesetzt werden kann vom Entwerfer vorgegeben werden. Die verwendete Software ist Grasshopper als Plugin für das CAD-Programm Rhinoceros.




Shape

The written source code ist able to develope any free-form surface. To improve the load bearing properties, the shell is double-walled and fragmented in triangles. Connection rods define the space between the inner and outer layer.

Mit dem Programmcode können beliebige Freiformen erstellt und abgewickelt werden.

Zur Verbesserung der Trageigenschaft wurde die Schale doppelwandig ausgebildet und anschliessend in planare Dreiecksflächen aufgelöst. Verbindungsstangen definieren den Abstand zwischen der inneren und der äußeren Schale.



The Node

To stick the wooden triangles together a purpose-built node was developed, which adapted from the classic dove-tail. Each node exist out of two pieces which are clamped into each other.

Um die einzelnen Dreieckscheiben zusammenzuhalten wurde ein Verbindungsknoten entwickelt. Dieser nimmt das Prinzip der klassischen Schwalbenschwanzverbindung auf und besteht aus einem 'Propeller' mit konischen Flanken sowie einem entsprechendem Gegenstück.


Structural analysis

The load-bearing capacity was verified by the help of Rstab. Because of the High-Quality-Material and the prezise elaborateness each unique nodes is quite powerful.

Das Trag- und Verformungsverhalten des Pavillons wurde mit der Software Rstab überprüft. Trotz der fertigungsbedingten Toleranzen verhält sich der Knoten sehr steif, was auf die konische Klemmverbindung zurückzuführen ist.



Visualizations

The complete skulpture is built up of 570 unique pieces.

 Das vollständige Objekt besteht aus 570 unterschiedlichen Holzelementen.


Production

The production prozess was completely automated as the digital string enabled a fluent changeover. Custom-built CAD-CAM software transferred the data to the robotic drilling machine. The triangles are made out of planar timber product, but have conical side walls which can only be fabricated in a complex movement.

Durch einen fließenden Übergang in der digitalen Kette wurden die einzelnen Schritte des Fertigungsprozesses nahezu vollständig automatisiert. Um die CAD-CAM Schnittstelle zu vereinfachen kam speziell entwickelte Software zum Einsatz. Die einzelnen Puzzlestücke bestehen zwar aus einem planaren Holzplattenwerkstoff, jedoch haben die Seitenwände eine aufwendige gekrümmte sowie konische Geometrie welche nur mittels einer 5-Achs-Bewegung ausgefräst werden kann.



Construction

Testings in former power plant of the Technical University of Munich

Sonderaufbau im Heizkraftwerk der Technischen Universität München

The setup is easy done in growing layer by layer. The ideal form of the shell helps to stabilize the sculpture after adding few pieces. Joining the pieces together is playful game as the are accurately fitting.

Disjoined the complete object fits into a middle-sized carrier box and can easily be shipped.

Der Aufbau erfolgt schichtweise von unten nach oben. Schon nach wenigen Reihen wird die Skulptur durch die Schalenform stabil. Die passgenau ausgefrästen Einzelstücke lassen sich wie spielerisch ineinander fügen.

Komplett zerlegt passt das gesamte Objekt in eine mittelgroße Transportkiste und lässt sich somit problemlos transportieren.