Projektowanie i prototypowanie z użyciem robotów
Do tej pory roboty przemysłowe kojarzyły się głównie z fabrykami, najczęściej samochodów, gdzie wykonywały rytmiczny i powtarzalny taniec polegający na składaniu finalnego produktu z drobnych elementów składowych. Wielofunkcyjne maszyny, pracujące na liniach przemysłowych, wraz ze zmianą modelu samochodu, zmieniały swoje zadania i zastąpiły maszyny dedykowane do konkretnych czynności. Ich działanie wyjaśniają Adrian Krężlik oraz Sara Boś, projektanci ze School of Form.
Możliwość programowania robota i dostosowania jego ruchów niemal do każdej czynności wytwarzania, pozwoliły na projektowanie bardziej wydajnych i wielofunkcyjnych fabryk. Właśnie taką elastyczność robotów przemysłowych postanowili wykorzystać projektanci.
Na początku pierwszej dekady XXI-wieku, naukowcy Politechniki Federalnej w Zurychu zaczęli przeprowadzać proste próby z robotem, chcąc pokazać jak można perforować bryły i wykorzystywać możliwości pracy w wielu wymiarach przestrzennych, których inne maszyny sterowane numerycznie (frezarka, wycinarka laserowa) nie potrafią. Liczne projekty pod wodzą duetu Gramazio - Kohler doprowadziły do otwarcia Centrum Fabrykacji Robotycznych, które rozwija tę tematykę, nadaje ton badaniom naukowym i przesuwa kolejne granice w obszarze robotyzacji procesów. Ich działania stały się inspiracją dla nowego pokolenia projektantów, czego efektem było powstanie Stowarzyszenia Robotyki w Architekturze w Wiedniu. Potencjał nowej technologii spowodował, że kolejne uczelnie (między innymi TU Delft, AA School of Architecture, IAAC Barcelona) podjęły się badań możliwości użycia robotów w projektowaniu. Wraz z otwarciem nowego Wydziału Projektowania Uniwersytetu SWPS, idee projektowania i prototypowania z użyciem robotów postanowiliśmy przetestować na polskim gruncie. Technologiczne oraz makerskie (wytwórcze) podejście do tematu projektowania toruje nową ścieżkę dla projektantów, którzy nie tylko pracują z materiałem, ale również z procesem. Nawiązują w pewien sposób do sposobu pracy rzemieślnika, który nie tylko projektował swoje obiekty, jak również wykonywał, czy pozyskiwał materiał na ich wykonanie.
W tym roku otwieramy drzwi dla wszystkich zainteresowanych nowymi technologiami, robotyką, rzemiosłem i prototypowaniem. W czasie dwutygodniowych warsztatów młodzi projektanci będą mogli nie tylko nauczyć się tworzyć, używając narzędzi parametrycznych, ale również wyprodukować obiekty za pomocą robota KUKA.
Adrian Krężlik, projektant, wykładowca School of Form
Od samego początku działania School of Form staramy się nie tylko otwierać nowe drzwi w dziedzinie projektowania, ale również sprawdzać, czy za tymi starymi nie kryje się coś ciekawego. W minionym roku akademickim wraz ze studentami specjalności Industrial Design badaliśmy użycie robota jako nowego narzędzia, który wzbogaca warsztat projektanta. Pierwsze zadania, które polegały na prostej kaligrafii i rysowaniu, miały oswoić studentów z prawie tysiąckilogramowym robotem przemysłowym KUKA. Staraliśmy się znaleźć nić porozumienia pomiędzy maszyną, a człowiekiem. Aby komunikować się z robotem, używaliśmy kodu (komputerowego) generowanego w programie Grasshopper, ten zaś interpretował nasze zamiary na ruch maszyny. Kolejne zadania projektowe dotyczyły plecenia, wytwarzania ceramiki i formowania arkuszy metalu poprzez narastające wypychanie (incremental sheet forming). Dzięki temu, studenci mieli okazję poznać tradycyjne sposoby plecenia i tkania oraz techniki rzemieślnicze. Wiedza zdobyta za pomocą dłoni pozwoliła im na wyczucie i zrozumienie materiału. Zebrane doświadczenia analogowe były fundamentem do przetworzenia, a dalej zapisania informacji za pomocą algorytmu. Tkanie czy robienie na drutach to przecież nic innego, jak szereg powtarzających się czynności, które łatwo można zapisać za pomocą instrukcji.
Incremental Sheet Forming, którego używa się na przykład przy produkcji zlewów czy karoserii samochodów, to sposób prototypowania (formatywnego), polegający na wykorzystywaniu naturalnych właściwości metalu poprzez rozciąganie go i wypychanie przy użyciu narzędzia zainstalowanego na głowicy robota. Podczas tego procesu, studenci Uniwersytetu SWPS używali dwóch materiałów: blachy stalowej i miedzianej. Najpierw pod okiem Megi Malinowskiej z Tabandy badali przestrzeń ogrodów działkowych oraz relacje społeczne wśród właścicieli ogrodów działkowych. Następnie projektowali formy, które poddawali analizie matematycznej i przekładali na kod cyfrowy. Stworzony w ten sposób algorytm był instrukcją działania dla robota.
Adrianna Gruszka stworzyła biżuterię dla drzew, której istotą jest nie tyle zdobienie gałęzi, co ich ochrona. W fazie wzrostu, drzewa owocowe często wymagają wsparcia w procesie formowania korony. Brak dedykowanych rozwiązań projektowych, zmusza ogrodników działkowych do korzystania z tego co mają pod ręką. Przez to ich działania pielęgnacyjne mogą mieć charakter zbyt inwazyjny i niewłaściwie zmieniają strukturę drzewa. Projekt “Biżuteria dla drzew”, w zgodzie z naturą, wspomaga wydajny rozwój drzewa owocowego. Ponadto, pomimo sąsiedzkich relacji pomiędzy działkowcami, Jacek Vasina zwrócił uwagę na brak przestrzeni, umożliwiającej współdzielenie, wymianę, przekazanie narzędzi, sadzonek i nasion. Studenci zaprojektowali więc stoisko z dedykowanymi obszarami na różne gabarytowo obiekty, które ma za zadanie wzmacniać więzi pomiędzy ogrodnikami oraz wspierać gospodarkę lokalnymi dobrami.
Studenci II roku School of Form zmierzyli się z procesem wytwarzania glinianej miski. W tym celu Arkadiusz Szwed, projektant nauczył ich wykonywać obiekty ceramiczne. Tradycyjna metoda wytwarzania jest dostosowana do anatomii i ergonomii ludzkiej dłoni. Dlatego wykorzystanie robota przemysłowego KUKA do produkcji miski wymagało zdefiniowania procesu na nowo. Grupa studentów - Julia Bujak, Julia Karnaś, Eugenia Griesznikowa, Wiktor Pawlak, Vladyslav Smalii - zaprogramowała ramię robotyczne, które zanurzało membranę balona w lejnej masie gliny wprawionej w ruch obrotowy. Robot manipulował balonami dzięki narzędziu opartym na zasadzie działania vacum. Opracowana przez nich technologia pozwoliła na wytworzenie delikatnych i cienkich form misek. Wyprodukowanie obiektów o zbliżonych cechach jest nieosiągalne dla ludzkich dłoni. Poprzez działanie na parametrach w środowisku Grasshopper, studenci mogli zarówno stworzyć produkt seryjny, jaki i wiele wariacji unikatów.
W tym roku otwieramy drzwi dla wszystkich zainteresowanych nowymi technologiami, robotyką, rzemiosłem i prototypowaniem. W czasie dwutygodniowych warsztatów młodzi projektanci będą mogli nie tylko nauczyć się tworzyć, używając narzędzi parametrycznych, ale również wyprodukować obiekty za pomocą robota KUKA. Zapraszamy wszystkich, którzy chcą spróbować pracy z nowymi narzędziami cyfrowymi i zastanowić się nad praktyką projektową.
Adrian Krężlik, Sara Boś, projektanci, School of Form
Z pełną ofertą Kursów Summer School of Form można zapoznać się na stronie
