HONEYCOMB Structure - Computer Aided Design and Fabrication

HONEYCOMB STRUCTURE

‫چکیده‬

‫‪01ABSTRACT‬‬

‫درس «طراحــی و ســاخت بــه کمــک رایانــه» جهــت آشــنایی‬ ‫دانشــجویان کارشناســی مهندســی معمــاری بــا مبانــی‬ ‫ســاخت دیجیتــال (‪ )Digital Fabrication‬و طراحــی رایانشــی‬ ‫(‪ )Computational Design‬در طــی تــرم بهــار ‪ ۱۴۰۱‬دانشــگاه تهــران‬ ‫برگــزار شــد‪ .‬در طــول ایــن کالس دانشــجویان بعــد از آشــنایی بــا‬ ‫مبانــی نظــری از داده هــای بدســت آورده خــود اســتفاده کردنــد و‬ ‫یــک پــروژه را بــه عنــوان کار نهایــی کالس از ابتــدا طراحــی کــرده‬ ‫و ســپس ســاختند‪.‬‬ ‫‪Computer Aided Design and Fabrication‬‬ ‫‪aimed to introduce undergraduate‬‬ ‫‪students of architecture to the‬‬ ‫‪foundamentals of computational design‬‬ ‫‪and digital fabrication. in the course‬‬ ‫‪of this class, students learned the‬‬ ‫‪theory and in the next step, execute‬‬ ‫‪on their newly gained knowledge to‬‬ ‫‪design and fabricate a project from‬‬ ‫‪start to finish.‬‬

JULY 2022

۱۴۰۱ ‫تیر‬

‫معرفی‬

‫‪02INTRODUCTION‬‬

‫‪Students began the course by getting‬‬ ‫‪acquainted with the basic concepts‬‬ ‫‪of computational design and proceeded‬‬ ‫‪to‬‬ ‫‪learn‬‬ ‫‪programming‬‬ ‫‪with‬‬ ‫‪the‬‬ ‫‪GRASSHOPPER tool. they programmed‬‬ ‫‪some of the well known technics‬‬ ‫‪in digital fabrication. next, they‬‬ ‫‪studied several projects that have‬‬ ‫‪been succesfully built in the world.‬‬ ‫‪this helped them to broaden their‬‬ ‫‪view to the range of ideas possible‬‬ ‫‪with digital fabrication. further,‬‬ ‫‪students got divided into groups and‬‬ ‫‪started developing their ideas into‬‬ ‫‪prototypes. after each group had‬‬ ‫‪presented their prototypes to the‬‬ ‫‪class, one prototype was selected for‬‬ ‫‪further development and fabrication.‬‬ ‫‪the final work is an arch consisted‬‬ ‫‪of a hexagonal grid, fabricated by‬‬ ‫‪CNC milling plywood sheets.‬‬

‫دانشــجویان بــا مفاهیــم اولیــه طراحــی رایانشــی آشــنا شــده و‬ ‫برنامه‌نویســی بــا ابــزار ‪ GRASSHOPPER‬را یــاد گرفتنــد و طراحــی‬ ‫چنــد الگــوی آزمــوده شــده در حــوزه ســاخت دیجیتــال را تجربــه‬ ‫کردنــد‪ .‬در ادامــه دانشــجویان چنــد پــروژه مطــرح ســاخت دیجیتــال‬ ‫را تحلیــل کــرده و بــا ا یــده هــای نوآورانـه‌ی ایــن حــوزه‪ ،‬آشــنا شــوند‪.‬‬ ‫بعــد از مطالعــه نمونــه هــا‪ ،‬دانشــجویان بــه چنــد گــروه تقســیم‬ ‫شــده و شــروع بــه ا یــده پــردازی بــرای پــروژه نهایــی کالس کردنــد‪.‬‬ ‫گــروه هــا‪ ،‬ایده‌هایشــان را بــه مرحلــه پروتوتایــپ رســانده و بــرای‬ ‫کالس ارائــه کردنــد‪ .‬بــا توجــه بــه امکانــات و محدودیــت هــای‬ ‫کالس‪ ،‬طــی نظرســنجی از دانشــجویان‪ ،‬یــک طــرح بــرای توســعه‬ ‫بیشــتر و ورود بــه مرحلــه ســاخت انتخــاب شــد‪ .‬محصــول نهایــی‬ ‫کالس یــک طــاق متشــکل از ســلول هــای شــش ضلعــی اســت‬ ‫کــه تمامــا بــا پــای‌وود بــرش خــورده توســط ‪CNC Milling Machine‬‬ ‫ســاخته شــده اســت‪.‬‬

‫فرآیند‬

‫‪03PROCESS‬‬

‫‪Group A‬‬

‫‪ - ۱‬مفاهیم تئوری‬

‫‪Group B‬‬

‫دانشــجویان در ابتــدای دوره بــا مفاهیــم تئــوری و تاریخچــه طراحــی‬ ‫رایانشــی آشــنا شــده و در ادامــه شــروع بــه کار بــا ابــزار گرس‌هاپــر‬ ‫کردنــد و مفاهیــم رایــج ایــن حــوزه ماننــد ‪3D - Attractor Point‬‬ ‫‪ voronoi - Tessellation - Optimization‬را در محیــط نرم‌افــزار‬ ‫تجربــه کردنــد‪ .‬بعــد از آشــنایی کافــی بــا ابــزار طراحــی‪ ،‬دانشــجویان‬ ‫چندیــن پــروژه موفــق جهانــی را بررســی کردنــد تــا افــق دیدشــان‬ ‫نســبت بــه قابلیــت هــای ســاخت دیجیتــال گســترده تــر شــود‪.‬‬ ‫‪ -۲‬ایده پردازی‬ ‫بــرای ا یــده پــردازی‪ ،‬دانشــجویان بــه گــروه هــای مختلــف تقســیم‬ ‫شــده و تــاش کردنــد بــه کمــک داده‌هایــی کــه در کالس دریافــت‬ ‫کــرده بودنــد‪ ،‬بــرای پــروژه نهایــی کالس ا یــده پــردازی کــرده و ا یــده‬ ‫هایشــان را بــه صــورت پروتوتایــپ بــه کالس ارائــه دهنــد‪ .‬بعــد از‬ ‫ارائــه طــرح هــا در کالس‪ ،‬یــک طــرح توســط دانشــجویان انتخــاب‬ ‫شــد تــا مراحــل توســعه خــود را ادامــه دهــد‪.‬‬

‫‪1- THEORY KNOWLEDGE‬‬ ‫‪Students learned and exercised wildly‬‬ ‫ ‪used concepts such as: 3d Voronoi‬‬‫‪Attractor points - Tesselation - Mesh‬‬ ‫‪Modeling in GRASSHOPPER.‬‬

‫‪2- IDEATION‬‬ ‫‪At this stage, students came up with‬‬ ‫‪ideas and tried to develop them by‬‬ ‫‪giving critiques on each others ideas.‬‬ ‫‪in the end one prototype was selected‬‬ ‫‪to be further developed.‬‬

‫‪Group C‬‬

‫‪ -3‬توسعه ایده و امکان سنجی‬ ‫چنــد مرحلــه پروتوتایــپ ســازی مختلــف انجــام شــد تــا چالــش هــای‬ ‫طراحــی و ســاخت پــروژه ارزیابــی و برطــرف شــود‪ .‬در مرحلــه بعــد‪،‬‬ ‫طراحــی و برنامه‌نویســی در گرس‌هاپــر بــه مرحلــه نهایــی رســید و‬ ‫داده هــای مــورد نیــاز بــرای ســاخت (‪ )Fabrication Data‬بــه کمــک‬ ‫گرس‌هاپــر بدســت آمــد‪.‬‬ ‫‪Group E‬‬

‫‪3- DEVELOPMENT‬‬ ‫‪many prototypes were made in order‬‬ ‫‪to find‬‬ ‫‪and resolve design and‬‬ ‫‪fabrication challenges that might‬‬ ‫‪come up further down the Process.‬‬

Group D

‫فرآیند‬

‫‪ -4‬تولید فرم سازه نهایی‬ ‫ فرم یابی‬‫رسیدن به فرم به کمک تکنیک ها و ابزار های رایانشی‬

‫‪03PROCESS‬‬

‫‪4- FORM AND STRUCTURE‬‬

‫ طراحی تیر ها و اتصاالت‬‫زخامــت تیــر هــا و شــیوه اتصــال آنهــا طراحــی می‌شــوند و‬ ‫مالحظــات دیگــر ماننــد اسپیســر هــا بــرای رســیدن بــه ســازه ای‬ ‫مســتحکم و کارا طراحــی می‌شــوند‬

‫‪- Form Finding‬‬ ‫‪Utilising Computational methods in‬‬ ‫‪order to reach the desired form‬‬ ‫‪- Beams and Connections‬‬ ‫‪designing the structure and other‬‬ ‫‪assembly related components such as‬‬ ‫‪the spacers‬‬

‫ بدست آوردن داده های ساختی‬‫داده هــای کامپیوتــری بــرای اســتفاده در کارگاه بهینــه و منظــم‬ ‫می‌شــوند‬

‫‪- Fabrication Data‬‬ ‫‪optimazing and organazing Data for‬‬ ‫‪use in the‬‬ ‫‪fabrication stage‬‬

‫ بررسی گزارش و ارزیابی‬‫تیــر هــا و اتصــاالت توســط گزارشــات کامیوتــری ارزیابــی می‌ونــد‬ ‫تــا از قابــل اجــرا بــودن پــروژه اطمینــان حاصــل شــود‬

‫‪- Analyzing the Reports‬‬ ‫‪reviewing parameters such as lenght of‬‬ ‫‪the beams and total lenght of machine‬‬ ‫‪work needed‬‬

FORM-FINDING

CALCULATING CELLS AND JOINTS

Creating Triangulated Mesh

Selecting Desired Boundry

Applying Material Thickness

Calculating Joint Placement

Formfinding Using KARAMBA

Creating Surface

Creating Triangular Joints

Developing Joints

Transforming to Dual Mesh

Selecting Desired Cells

Bolt Placement

Designing Spacers

Extruding Surfaces

Completed Cell

Base Side-View

Top-View

Base Top-View

‫فرآیند‬

‫‪03PROCESS‬‬

‫‪ -۵‬ساخت در کارگاه‬ ‫بــا خر یــد مــواد اولیــه کار کارگاه آغــاز شــده و صفحــات پــای‌وود‬ ‫پــس از بــرش ‪ ،CNC‬توســط ســمباده پرداخــت شــد‪ .‬بــرای ادامــه‬ ‫مراحــل‪ ،‬قطعــات در کارگاه بســته بنــدی شــده و بــه ســایت منتقــل‬ ‫شــد‪ .‬هــر ســلول بــه طــور مجــزا در ســایت ســر هــم شــده و آمــاده‬ ‫نصــب گرد یــد‪ .‬در انتهــا‪ ،‬قطعــات در محــل نصــب نهایــی ‪-‬حیــاط‬ ‫پردیــس هنــر دانشــگاه تهــران‪ -‬طــی یــک روز ســرهم شــد‬

‫‪Plywood sheets were cut using a CNC‬‬ ‫‪milling machine and the parts were‬‬ ‫‪sanded down in the shop. next, the‬‬ ‫‪parts were organized and packed in‬‬ ‫‪order to be sent to the assembly‬‬ ‫‪site. hexagonal cells were assembled‬‬ ‫‪individualy and the final stage of‬‬ ‫‪assembly was finished during one day.‬‬

:‫اساتید‬ ‫یاسمن آشجازاده‬ ‫رامتین حق‌نظر‬ ‫مرجان حسین‌زاده‬ ‫شادی خالقی‬ :‫دانشجویان‬ ‫علی آل‌آقا‬ ‫تارا عسگری‬ ‫رسا بحری‬ ‫شقایق باقرزاده‬ ‫هما فراهانی‬ ‫متین فروزان‬ ‫مهدیه حاجی‌سلیمانی‬ ‫ملیکا حیدری‬ ‫ارنواز خسروی‬ ‫محمد متین کوچک‌زاده‬ ‫فاطمه مغفرتی‬ ‫معین میرعارفین‬ ‫علی توسلی‌نیا‬ ‫فاطمه پارسافر‬ ‫خشایار رحیمیان‬ ‫محسن رضوی‬ ‫نگین صدری‬ ‫زهرا صیفی‬ ‫صبا سلیم شهشهانی‬ ‫حمیدرضا شریف‌پور‬ ‫علی شایع‬ ‫فاطمه شجاعی‬ ‫امیر حسین وطن‌آرا‬

Instructors:

Yasaman Ashjazadeh Ramtin Haghnazar Marjan Hosseinzadeh Shadi Khaleghi

Students:

Ali Aleagha Tara Askari Rasa Bahry Shaqayeq Baqerzadeh Homa Farahani Matin Forouzan Mahdie Hajisoleimani Melika Heidari Arnavaz Khosravi Mohammad Matin Kouchakzadeh Fatemeh Maghferati Moein Mirarefin Ali Tavassoli Nia Fatemeh Parsafar Khashayar Rahimian Mohsen Razavi Negin Sadri Zahra Seyfi Saba Salim Shahshahani Hamidreza Sharifpour Ali Shaye Fatemeh Shojaei Amirhossein Vatanara