Diseño paramétrico y fabricación digital de estructuras desplegables de aspas con patrón cuadrangular. El método del elipsoide

Abstract

Esta tesis recoge una colección de herramientas para el diseño paramétrico y fabricación digital de entramados desplegables formados por cadenas de aspas dispuestas en dos direcciones y barras rectas. Los scripts se desarrollan utilizando una plataforma de programación visual con bloques de código predefinidos, de fácil acceso, de uso intuitivo, y común en el ámbito de la Arquitectura: ‘Rhinoceros’ + ‘Grasshopper’. Se establece el Método del Elipsoide, un método gráfico por aproximación geométrica en base a algoritmos tipo binary-search, de rápida ejecución y lo suficientemente exacto, que permite transformar superficies genéricas cónicas; de traslación; de revolución; y regladas alabeadas, en entramados desplegables que cumplen con la condición de compactación máxima, que no presentan acodalamiento, y que son autobloqueables en su posición desplegada final. Las herramientas digitales creadas para la definición de las mallas son sencillas de utilizar. El usuario únicamente necesita definir los elementos geométricos base según el tipo de superficie (punto y curva; dos curvas; eje y curva; plano director y dos curvas) y seleccionar la dirección de los ejes (paralelos; perpendiculares; o radiales), la altura de la malla, y el número de módulos en cada dirección, para conseguir, de forma automática, un entramado alámbrico desplegable funcional. Se crean dos versiones del método: El método general, que permite construir entramados desplegables basados en cualquier tipo de cadenas de aspas, ya sean de ejes paralelos, perpendiculares o radiales; controlar el error máximo entre las longitudes de las medias aspas que acometen a un mismo par de nudos extremos; y ofrece un tiempo de computación medio-bajo. Y el método simplificado, que permite únicamente construir entramados desplegables basados en cadenas de aspas de ejes paralelos; controlar el error máximo de tangencia entre elipsoides; y ofrece un proceso constructivo más sencillo y un tiempo de computación considerablemente más bajo. Además de los scripts desarrollados para la construcción de cadenas y mallas alámbricas desplegables, esta tesis contiene una serie de herramientas de comprobación: a compactación máxima, a acodalamiento, y a colisión entre barras, que generan un diagrama de color para comprobación visual, y una tabla de valores numéricos; así como un script para transformar la malla alámbrica en un modelo 3D, que permite generar, de forma automatizada, los archivos de fabricación digital para impresión 3D de los nudos y corte por control numérico de las barras.