MIT 研究团队提出了一种基于折纸的构建方法,利用平板材料折叠成刚性外壳,可降低成本并显著减少材料使用。
该方法将结构拆分为模块化单元,每个单元由两组三脚形单元格组合而成,具备零自由度,折叠后完全锁定,形成互相交织的梁网,提供极高的刚度和轻量化特性。
为解决手工设计的难题,Parra Rubio 与 CBA 学生 Erik Strand 开发了自动求解器。求解器将整体结构划分为众多子问题,独立验证每个单元的可折叠性,再全局组装,并输出可直接送入 CNC 铣床的加工文件,材料如铝板可一次性切割成型。
装配过程仅需螺丝刀等手工工具,无需大型焊接设备。单元之间的连接设计为自适应,结构只能呈现唯一形态,组装时自然对齐。
数值模拟表明,该方法生成的结构刚度约为传统折纸技术的 3.5 倍,材料用量仅约为其三分之二,因而适用于灾后临时避难所、航空轻量部件、模块化机器人以及声学面板和建筑幕墙等场景。
研究团队还在波士顿公共图书馆的中庭悬挂了一件 23 英尺高的折叠铝雕塑,完全由没有专业施工经验的成员在数天内完成,验证了方法的可操作性。
未来工作将探索更大尺度的建筑应用、更加复杂的单元几何以及面向用户的设计界面,力求将折叠金属从实验室带到真实工地。
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