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3D Printing On Textiles As Means Of Material-Informed Design Strategy For Performative Building Envelopes

Textilien werden in der Architektur seit dem Baubeginn der Menschheit verwendet. Bereits nomadische Stämme haben ihre Zugfestigkeit, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit genutzt, um ihre ersten Unterkünfte zu bauen. Heutzutage ermöglichen die Entwicklung hochtechnischer Fasern mit wachsendem Stärke-Gewichts-Verhältnis sowie neue Produktionstechnologien die Wiedereinführung von Textilien in die Gebäudeumgebung als intelligente und nachhaltige Lösung. In Anbetracht der Auswirkungen des Klimawandels und der abnehmenden Energieressourcen ist die Suche nach energieeffizienteren Strategien unvermeidlich. Gebäudehüllen als Schnittstelle zwischen Gebäuden und Umwelt haben das Potenzial, den Übergang von Luft, Wasser, Wärme, Licht und Lärm zu optimieren, indem sie die Synergie mit der Natur erhöhen und sich an die sich ständig verändernde Umwelt anpassen.

Das vorgeschlagene Forschungsthema untersucht das Potenzial, neue Fertigungstechnologien wie den 3D-Druck für die Herstellung leichter, performativer Textilfassaden zu nutzen. Die sich schnell entwickelnden 3D-Drucktechnologien werden fortschrittlicher und robuster, aber auch kostengünstiger und zugänglicher. Die Kombination solcher Technologien mit neueren Erfindungen auf der molekularen Ebene der Materialzusammensetzung ermöglicht die Schaffung neuer textiler Strukturen, die sich anpassen, selbsttätig machen und rekonfigurieren.

Die Entwurfsmethodik basiert auf dem 3D-Druck auf einem vorgespannten Gewebe, das eine der vom MIT Self Assembly Lab entwickelten Methoden zur Transformation von Textilien in gewünschte dreidimensionale Formen ist. Sobald das Gewebe aus dem vorgespannten Zustand gelöst ist, faltet es sich in eine bestimmte Form – das Ergebnis des Zusammenspiels zwischen den Zugkräften des Gewebes und der Steifigkeit der 3D-Druckgeometrie. Die Technik nutzt die Elastizität und die selbstformenden Eigenschaften solcher Strukturen und untersucht dabei Leistung, Materialität, Modularität und Skalierbarkeit des Ergebnisses. Diese robuste Methodik zur Herstellung dreidimensionaler, leichter Textilstrukturen hat viele Anwendungsmöglichkeiten als Gebäudehülle, die entweder aktiv oder passiv auf die Umgebungsbedingungen reagiert.

PHD Kandidatin: Agata Kycia
Betreuung: Prof. Prof. Dr. Ignacio Borrego, TU Berlin
Prof. Jürgen Weidinger, TU Berlin
Prof. Christiane Sauer,  weißensee kunsthochschule berlin

Programm: Entwurfsbasierte Promotion (PEP)
www.pep.tu-berlin.de

Publikation:
MATERIAL FORM-FINDING OF MODULAR TEXTILE STRUCTURES [Agata Kycia]
CA²RE PROCEEDINGS, Aarhus School of Architecture , June 2018
ISBN: 978-87-90979-78-2