Generative Entwurfsstrategien #3

Diplomarbeit: Anwendungsbeispiele „digitaler Entwurfsprozess“

In meiner Diplomarbeit „Digitale Werkzeuge in der Gestaltung – Entwerfen mit Algorithmen“ wurde der Einsatz und die Möglichkeiten des Computers im Design und der Architektur genauer betrachtet. „Generatives Design“ verkörpert einen Ansatz, in dem das Potenzial des Rechners schon in den Entwurfsprozess mit eingebunden wird. Durch das Entwerfen mit Algorithmen ergeben sich nicht nur aus ökonomischer Sicht neue Möglichkeiten für den Gestalter, viele komplexe Formen werden dadurch erst produzierbar.

Neben einer theoretischen Abhandlung der Thematik ging es im praktischen Teil der Arbeit darum, selbst ein Werkzeug zur Entwicklung von generativen Algorithmen zu testen und einen „digitalen Entwurfsprozess“ anhand experimenteller  Anwendungsbeispiele näher zu erläutern.

Basis-CAD-Software: McNeels Nurbs-Modeller Rhinoceros
Algorithmuseditor: Grasshopper

Ziel dieses Experiments war neben dem Erlernen von Grasshopper, einen einfachen, aber vollständigen Entwurfsprozess durchzuspielen, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie sinnvoll oder praxistauglich generative Ansätze im Design sind.

Eine exakte Definition der Problemstellung, Randbedingungen und Zielsetzung stehen am Anfang der generativen Prozesskette. Je nach Problemstellung und Ausgangspunkt können grundsätzlich zwei Gruppen von generativen Ansätzen unterschieden werden.

Gruppe 1: Mit Hilfe eines definierten Regelwerkes wird eine Form erstellt  (GENERATIVE ENTWURFSSTRATEGIEN #1).
Gruppe 2: Eine vorhandene Form wird mit Hilfe eines Regelwerkes in eine Struktur überführt.

GENERATIVE ENTWURFSSTRATEGIEN #3 (Gruppe2)
Algorithmus zur Überführung von Flächen in eine Faltstruktur

Im zweiten Teil des praktischen Experiments wurde versucht, eine Form bzw. eine Fläche in eine Struktur zu überführen. Als Struktur wurden Faltstrukturen ausgewählt.

Stufe 1: Überführen einer beliebig gekrümmten Fläche in eine faltungsanmutende Struktur (GENERATIVE ENTWURFSSTRATEGIEN #2)
Stufe 2: Überführen einer einfach gekrümmten Fläche in eine faltbare Struktur

Ausgangspunkt dieses Prozesses ist eine virtuelle Form bzw. die Hülle der Form, also eine Fläche. Diese wird im Vorfeld händisch oder mit Hilfe von Algorithmen erstellt.
Diese einfach gekrümmte virtuelle Fläche wird in einem automatisierten Ablauf in eine faltbare Dreiecksstruktur überführt.

Ziele
– Ziel ist eine automatisierte Überführung einer einfach gekrümmten virtuellen Fläche in eine faltbare Struktur
– Die Faltstruktur soll sich der Ausgangsfläche nur annähern – es wird kein exaktes Ergebnis gesucht
– Die Überführung der Fläche in eine Struktur erfolgt in Grasshopper
– Die Anzahl und die Höhe der Strukturelemente soll kontrollierbar sein
– Das Programm soll auf möglichst vielen, unterschiedlichen Flächen anwendbar sein
– Die Produktionsvorbereitung soll weitgehend automatisiert ablaufen
– Die Struktur muss aus einem rechteckigen Stück Papier fertigbar sein
– Die Struktur muss faltbar sein
– Sowohl Baugröße als auch Einsatzgebiet der Geometrie sind nicht festgelegt
– Ziel ist ein fertiges Faltmuster auf einer planen Ebene