La digitalizzazione ha trovato la sua strada nelle costruzioni in legno, con interi elementi già fabbricati da sistemi assistiti da computer. La materia prima viene tagliata a misura dalle macchine, ma nella maggior parte dei casi deve ancora essere assemblato manualmente per creare un telaio piano. Nel passato, questo processo di fabbricazione comportava molte restrizioni geometriche.

Sotto gli auspici del National Center of Competence in Research (NCCR) Digital Fabrication, ricercatori della cattedra di architettura e fabbricazione digitale dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato un nuovo metodo di costruzione digitale in legno che amplia la gamma di possibilità per la tradizionale costruzione a telaio in legno consentendo la costruzione e l'assemblaggio efficienti di moduli in legno geometricamente complessi. Gli assemblaggi spaziali in legno si sono evoluti da una stretta collaborazione con Erne AG Holzbau e verranno utilizzati per la prima volta nel progetto DFAB HOUSE presso il cantiere di ricerca e innovazione Empa e Eawag NEST a Dübendorf. È anche il primo progetto architettonico su larga scala a utilizzare i robot di costruzione sviluppati dal nuovo Robotic Fabrication Laboratory dell'ETH di Zurigo.

Con precisione robotica

Il robot prende prima una trave di legno e la guida mentre viene segata a misura. Dopo un cambio utensile automatico, un secondo robot esegue i fori necessari per il collegamento delle travi. Nella fase finale, i due robot lavorano insieme e posizionano le travi nella precisa disposizione spaziale basata sul layout del computer. Per evitare collisioni durante il posizionamento delle singole travi in ​​legno, i ricercatori hanno sviluppato un algoritmo che ricalcola costantemente il percorso di movimento dei robot in base all'attuale stato di costruzione. Gli operai poi imbullono manualmente le travi insieme.

Che dura di più, costruzione più individuale

A differenza della tradizionale costruzione a telaio in legno, Gli assemblaggi spaziali in legno possono funzionare senza piastre di rinforzo perché la rigidità e la portanza richieste risultano dalla struttura geometrica. Non solo questo fa risparmiare materiale; apre anche nuove possibilità creative. Un totale di sei spaziali, per la prima volta verranno prefabbricati in questo modo moduli in legno geometricamente unici. I camion li trasporteranno quindi al cantiere DFAB HOUSE presso il NEST a Dübendorf, dove verranno uniti per realizzare un'unità abitativa su due piani con oltre 100 mq di superficie calpestabile. La complessa geometria della costruzione in legno rimarrà visibile dietro una facciata in membrana trasparente.

Architettura digitale integrata

I robot utilizzano le informazioni di un modello di progettazione assistito da computer per tagliare e disporre le travi di legno. Questo metodo è stato sviluppato appositamente durante il progetto e utilizza vari parametri di input per creare una geometria composta da 487 travi in ​​legno in totale.

Il fatto che gli assemblaggi spaziali in legno vengano utilizzati per la fabbricazione digitale e anche nella progettazione e pianificazione offre un grande vantaggio secondo Matthias Kohler, Professore di Architettura e Fabbricazione Digitale all'ETH di Zurigo e l'uomo che guida il progetto DFAB HOUSE:"Se vengono apportate modifiche al progetto nel suo complesso, il modello del computer può essere costantemente adattato alle nuove esigenze. Questo tipo di architettura digitale integrata sta colmando il divario tra design, progettazione ed esecuzione».

Un concetto di successo per condividere la conoscenza

Il Politecnico di Zurigo ha già concluso una collaborazione di successo con Erne AG Holzbau sul tetto in legno costruito da robot dell'Arch_Tech_Lab nel campus di Hönggerberg. Grazie agli assemblaggi spaziali in legno, l'esperienza dell'azienda nella costruzione in legno darà un ulteriore contributo alla ricerca dell'ETH.

Kohler crede nell'effetto sinergico prodotto dalla partnership:"La fabbricazione digitale dipende dall'enorme esperienza richiesta per l'artigianato. Al contrario, la digitalizzazione può migliorare l'artigianato e aprire nuove opportunità." Kohler afferma inoltre che il fatto che le discipline scientifiche vadano di pari passo con l'industria è essenziale se le tecnologie devono essere utilizzate in progetti di architettura reali dopo un tempo così breve.