Un padiglione in legno ispirato allo scheletro dei ricci di mare

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L’uso delle tecnologie robotiche nell’architettura è sempre più frequente. La città tedesca di Heilbronn ospita un padiglione in legno realizzato e assemblato grazie ad una linea di produzione interamente robotizzata.

Un padiglione in legno realizzato con tecnologia robotizzata a Heilbronn
img © ICD/ITKE University of Stuttgart

La città tedesca di Heilbronn ospita il BUGA wood pavilion, un padiglione in legno segmentato, frutto di un assemblaggio digitale, completamente realizzato da robot. Un’attrazione architettonica pioneristica costituita da 376 segmenti poligonali.

Dopo il primo museo della scienza e delle robotica realizzato esclusivamente da robot, anche la città di Heilbronn ospita uno spazio pubblico destinato a concerti ed eventi, realizzato grazie alle nuove tecniche di costruzione robotica.

Il BUGA wood pavilion, progettato dall’Istituto per la progettazione e la costruzione computazionale (ICD) e dall’Istituto per le strutture edilizie e la progettazione strutturale (ITKE) dell’Università di Stuttgart, presenta una struttura segmentata, frutto di una ricerca decennale sui ricci di mare.
Il suo involucro infatti si basa sui principi biologici presenti nello scheletro dei ricci di mare, una struttura costituita da diverse piastre unite in grado di donare rigidità all’organismo.

Spazio interno e flessibile per eventi del padiglione BUGA wood pavilion
Lo spazio interno del BUGA wood pavilion – img ©ICD/ITKE University of Stuttgart

Per produrre i vari segmenti, il team di progettisti ha sviluppato una piattaforma di produzione robotizzata, dedicata esclusivamente all’assemblaggio automatico e alla fresatura dei singoli pezzi. Un processo che garantisce perfezione al millesimo di millimetro e che permette l’assemblaggio di tutti i segmenti, come un puzzle tridimensionale.

Piattaforma di produzione robotizzata per la realizzazione del BUGA wood pavilion
img ©ICD/ITKE University of Stuttgart

Padiglione in legno: robotica e design

Al fine di ridurre al minimo il consumo di materiale e mantenere basso il peso della struttura, ogni segmento è costituito da due sottili lastre di legno collegate da un anello di piccole travi lungo tutto il bordo, che formano casse di legno cave con forma poligonale. La piastra inferiore contiene una grande apertura, che oltre a costituire una caratteristica architettonica distintiva, consente l’accesso alle giunture necessarie al montaggio.

Assemblaggio in situ del BUGA wood pavilion
Assemblaggio in situ del BUGA wood pavilion – img ©ICD/ITKE University of Stuttgart

Il design del padiglione è solo un feedback del set di produzione robotizzato” dichiarano i progettisti. “Il processo altamente integrato di progettazione e ingegnerizzazione ci ha permesso di posizionare con precisione millimetrica ben 17.000 giunti. Un lavoro di altissima precisione che solo un robot poteva fare”.

Vista a sud-est del BUGA wood pavilion a Heilbronn
Vista a sud-est del BUGA wood pavilion – img ©ICD/ITKE University of Stuttgart

Per ottenere questo risultato è stata sviluppata una piattaforma di produzione robotizzata trasportabile, basata su due robot industriali montati su una piastra stabile. Ogni segmento di guscio è stato assemblato roboticamente, posizionando le lastre e le piccole travi sul piano di lavoro. Il fissaggio dei componenti, la fase di chiodatura, il posizionamento dei giunti e l’incollaggio strutturale, avvengono in un unico flusso di lavoro automatizzato, controllato da circa due milioni di linee di codice robotico.

L'assemblaggio con il robot dei componenti del BUGA wood pavilion
L’assemblaggio con il robot dei componenti del BUGA wood pavilion – ©ICD/ITKE University of Stuttgart

Mediamente, l’assemblaggio di ogni segmento è di circa 8 minuti, mentre la fresatura di alta precisione richiede fra i 20 e i 40 minuti. L’assemblaggio di tutti i segmenti prefabbricati ha richiesto solo dieci giorni di lavoro, ed è stato realizzato senza l’ausilio di impalcature.
Dopo aver collegato tutti i segmenti con bulloni rimovibili, otto strisce di pellicola epdm sono state fatte rotolare sul padiglione, fornendo impermeabilità a tutta la struttura.

img by Istituto per la progettazione e la costruzione computazionale (ICD)