Material Equilibria Installation

Die Installation MATERIAL EQUILIBRIA gibt Einblick in die laufende Forschung von Sean Ahlquist, welche die wechselseitige Beziehung von artikuliertem Materialverhalten und differenzierter Form betrachtet. Diese konkrete Arbeit untersucht die Variegation gestrickter Textilien, durch den Einsatz der Jacquard-Bindung mit wechselnden Dichten im Kontext einer zugbeanspruchten räumlichen Membran. Durch computergesteuerte Fertigungsverfahren wird die Mikrostruktur des gestrickten Textils zugunsten eines differenzierten globalen Zugverhaltens strategisch variiert. Eine dynamische Modellierungsumgebung, die in ‚Processing‘ programmiert und im Zuge der Forschung von Sean Ahlquist entwickelt wurde, erlaubt die explorative Manipulation des Verhaltens beziehungsweise des Gleichgewichts zwischen der textilen Membran und den biegeaktiven Randelementen. Die relativen Werte des Berechnungsdatensatzes werden in spezifische Parameter übersetzt, welche wiederum zur Definition der lokalen Maschendichte sowie der Steifigkeit von gebundenen Glasfaserstäben eingesetzt werden. Die resultierende Materialität der Struktur weist somit aktiv integrierte und kraftbasierte Verhaltensweisen auf.

Das Textil ist aus einer sich wiederholenden Strick-Logik konstruiert, ausgehend von einer abgeketteten Jacquard-Struktur, die abrupte Änderungen in der Strickdichte zulässt. Zusätzlich wird zur Vorspannung im Garn, eine Kombination aus Elastan (36%) und Polyamid (64%) eingesetzt, welche zur inneren Strukturierung des Textils bei der Zuführung in die CNC-Strickmaschine variiert werden. Diese Variierung ermöglicht Stellen mit sehr geringer Steifigkeit und großer Elastizität in jenen Bereichen, in denen die interne Vorspannung ausreicht. Dies ist auf Bereiche der Gesamtform abgestimmt, in denen die biegeaktiven Randelemente – bestehend aus einem doppelten Satz von 11 mm langen Stäben aus glasfaserverstärktem Polymer (GFK) – unterschiedliche Grade direkter und indirekter Spannung bedingen. Die Elastizität ist zudem so kalibriert, dass das 27m² große gespannte Textil schließlich aus nur zwei zusammenhängenden Textilteilen besteht. Die Kalibrierung dieser materiellen und morphologischen Parameter ermöglicht einen selbst-stabilisierenden Gleichgewichtszustand, mit nur zwei Fixpunkten (am Boden und an der großen Türöffnung) zwischen der Vorder- und Hinterseite des Galerieraumes.

Die Beziehungen zwischen dem Textil und den elastischen Biegestäben wurden sowohl durch empirische physische Tests als auch anhand computerbasierter Simulationen exploriert. Insbesondere ermöglicht die dynamische Modellierungsumgebung in ‚Processing‘ Einblicke in die wechselseitige Beeinflussung der beiden Materialkomponenten, wobei gleichzeitig die Manipulation deren Beziehung und des Grades deren gegenseitiger Beeinflussung manipuliert werden kann. Konkret wird das Textil als zugbeanspruchtes feder-basiertes Netzelement simuliert; die Randelemente hingegen als diskretisierte und feder-basierte Stäbe, welche Kräfte zur Definition der Biegesteifigkeit in deren Knoten (bzw. Partikeln) aufweisen. Durch die vergleichende Untersuchung der physikalischen und rechnerischen Datensätzen wurde eine Übersetzungsmethode entwickelt, um die Spezifikationen der Biegestäbe und die Variation/Musterung der Strickdichten zu ermitteln. Aus der engen Abstimmung der realen und virtuellen Datensätze wurde die Gesamtform abgeleitet, bestehend aus einem zusammenhängenden Zylinder-Element und einem vier-seitigen Flächen-Element.

Insgesamt zeigt die Installation die Definition differenzierter Intensitäten von Zug- und Biegekräften, welche durch die lokale (hexagonales Strickmuster) und globale (toridiale Membran-Topologie) Geometrie der Struktur manifestiert sind. Ausschlaggebend sind diesbezüglich die Beziehungen zwischen den subtilen und plötzlichen Variationen des Strickmusters, der Elastizität der Garne und die Steifigkeit der Randelemente.

Die Installation wurde in der ggggallery in Kopenhagen, Dänemark, vom 17. August bis zum 31. Oktober ausgestellt, sowie an der Fakultät für Architektur (K1-Gebäude) in Stuttgart vom 17. bis 27. Januar 2013.

Sean Ahlquist
Prof. Achim Menges

Research Assistant for Installation

Bum Suk Ko

Collaborators

Ali Tabatbai, ggggallery
Bettina Woerner, Walter Wörner GmbH & Co KG 
Helene Jensen, Designskolen Kolding
Vibeke Riisberg, Designskolen Kolding
Mette Ramsgard Thomsen, CITA, The Royal Danish Academy of Fine Arts

Funding

ggggallery copenhagen
Institute for Computational Design, University of Stuttgart