Robôs KUKA mostram perspectivas para a fabricação robótica na arquitetura

Dois robôs KUKA colam e fresam de forma eficiente chapas de madeira para um projeto da Universidade de Stuttgart e comprovam: Robôs industriais também podem enriquecer o setor de construção em madeira com as suas vantagens, que até então raramente era alvo de processos automatizados.

Projeto de pesquisa: Fabrica??o robótica na arquitetura de constru??o em madeira

O Institute for Computational Design and Construction da Universidade de Stuttgart (ICD), fundado em 2008, desenvolve processos de concep??o e constru??o apoiados por computador. Um dos enfoques está na fabrica??o robótica na arquitetura. O ICD desenvolveu um pavilh?o inovador de constru??o leve de madeira para a Bundesgartenschau 2019 (exposi??o nacional de jardinagem), cuja produ??o somente foi realizável com a ajuda de rob?s. O planejamento da instala??o necessária foi apoiado pela BEC GmbH. O construtor de sistemas aposta aqui nos comprovados rob?s KUKA: Assim, s?o utilizados um posicionador de dois eixos DKP-400?e dois rob?s KUKA do tipo KR 500 FORTEC. Os rob?s industriais colam e fresam os cassetes de madeira com precis?o.

Minuciosos e eficientes: Os robôs colam as chapas de madeira.

A Bundesgartenschau 2019 em Heilbronn na Alemanha

A cada dois anos a Bundesgartenschau (BUGA) é realizada em uma outra cidade da Alemanha. Inicialmente a BUGA era uma simples exposição de jardinagem, mas hoje vai muito além disso: Ela apresenta desenvolvimentos pioneiros na área de planejamento urbano e arquitetura. Na BUGA deste ano em Heilbronn, além de árvores e flores, também há um pavilhão inovador de madeira. O motivo do pavilhão se encaixar tão bem no complexo da BUGA, pode estar no fato da inspiração para a construção de madeira estar baseada em um fenômeno natural.

Vista deslumbrante: O pavilhão de madeira na BUGA 2019.

Constru??o inspirada pela natureza: Rob? faz a colagem de chapas de madeira

"Um destaque do nosso trabalho está na área da pesquisa biomimética", explica o Professor Achim Menges, Chefe do ICD. "As formas, materiais e estruturas na natureza muitas vezes apresentam uma eficiência material e capacidade funcional maior do que os modos de constru??o usuais." O pavilh?o para a BUGA imita o exoesqueleto do ouri?o-do-mar: Este consiste em placas individualmente crescidas. Também no pavilh?o de madeira os 376 elementos s?o pe?as individuais únicas. Os rob?s colam estes elementos a partir de chapas e vigas de madeira lamelada. Por dentro, os cassetes pentagonais, hexagonais ou heptagonais com 16 cm de espessura, s?o ocos. O pavilh?o pronto abrange 30 metros – sem travessas e suportes em seu interior. "A constru??o leve é única no mundo até ent?o. Sem a fabrica??o robótica a grande variancia de componentes n?o seria imaginável", diz Hans Jakob Wagner, colaborador científico e doutorando no ICD.

Fabricação personalizada: O pavilhão de madeira é composto de 376 peças individuais.

Totalmente automatizado: Rob? industrial KUKA fresa com precis?o os cassetes de madeira

Dois rob?s KUKA do tipo KR 500 FORTEC assumem a fabrica??o robótica: O rob? 1 posiciona a placa base no posicionador de dois eixos KUKA DKP-400. O rob? 2 espalha a cola na chapa de madeira, em seguida o rob? 1 cola uma viga estrutural em cima dela. O rob? 2 prega a viga com pregos de madeira. Os rob?s industriais repetem estes passos de trabalho até que todas as vigas estejam coladas e pregadas. Ent?o o rob? 1 cola uma outra chapa de madeira na viga com a cola aplicada pelo rob? 2. Também a chapa de cobertura é adicionalmente fixada com pregos. T?o logo a cola esteja curada, o rob? posiciona novamente o cassete de madeira no DKP-400. O rob? 2 fresa com precis?o os contornos de canto e uni?es dentadas. Em seguida, o rob? 1 coloca o cassete pronto no magazine.

O robô faz a colagem de chapas de madeira, e fresa e prega as vigas de madeira.

O pavilhão de madeira na BUGA 2019 em Heilbronn.

Precis?o e eficiência – Vantagens da fabrica??o robótica na arquitetura

"O rob? cola as chapas de madeira com precis?o e eficiência. Isso é importante, pois a cola é fluida apenas por um tempo limitado", explica Mathias Buck, Diretor da BEC GmbH. Além disso, é necessário cumprir condi??es especiais como quantidade e uniformidade. Também do ponto de vista do peso dos elementos individuais – um cassete pesa até 200 kg – os rob?s representam uma facilita??o do trabalho. Outra vantagem: Na fresagem a tolerancia dimensional da fabrica??o robótica é menor que 0,3 mm. Além disso, Matthias Buck elogia a capacidade de adapta??o dos rob?s KUKA: "Também temos a possibilidade de alterar o plano de constru??o ainda durante o processo de fabrica??o de elementos individuais." Disso resultam possibilidades inovadoras para a indústria da constru??o e a constru??o em madeira: Sistemas de rob? ajudam a vencer os crescentes requisitos a quantidades e solu??es acessíveis.

A produção dos componentes é complexa e dispendiosa. Sem a solução baseada em robô não seria possível realizar o projeto.

Hans Jakob Wagner, colaborador científico e doutorando no ICD