超柔韧双曲面

By kofaktorlab in Laser Cutting

卡尔弗里德里希高斯区分三种类型的曲面，单曲线 – 中性（圆柱形）和双曲线 – 负（双曲面）和正（球面）。

曲面非常有吸引力，特别是负双曲面，但也很复杂。它们在建设性方面的有趣之处在于，当表面在一个和两个方向上弯曲时，刚度和承载能力增加。

在一本小书中，DIGITAL Gehry Material Resistance Digital Construction（Bruce Lindsey，Bitkhäuser2001）写道，如果平板价格为1美元，单曲率单价2美元，双曲率单价10美元。所有材料都适用于木材，金属，塑料，玻璃，混凝土……

很明显为什么有些工程师对双曲面很疯狂，并且不断尝试找到一种可以简化和简化过程的方法。

我经常在互联网上搜索那个问题上。有一天，我偶然发现了可以在激光切割机上完成的木制书籍封面，以及有趣的脊椎技术解决方案；木板被切开的方式可以像橡胶一样弯曲。

我立刻打开机器，开始制作这个结构。那块木头拿在手里的感觉是令人难以置信的，就在几秒钟之前，是一块坚硬的胶合板，而现在像纸一样灵活。但只是其中一个方向，另外一面仍然僵硬。然后我决定切割表面，以使其在两个方向上都可以弯曲，这样我就实现了双高斯曲率，正和负。经过几次基于各种穿孔的失败尝试后，我意识到我所做的事情没有任何意义。

我研究了切割第一个表面的方式。为了弯曲，它被切割成一系列易于扭曲的细长元件，它们在固定点上相互连接。固定点之间的距离越大，元素越细，表面越灵活。虽然元素在多次乘法时可以扭曲几度（在它破裂之前），但灵活性是令人难以置信的。

我意识到我应该在两个方向上应用相同的理论 – 所以我将线条元素变成了一个矩形螺旋，线段往两个方向扭曲，并且我将这样的固定点与非常长的细长元素连接起来。

当你第一次拿到这样的胶合板时，你会完全惊讶，你不确定手中究竟是什么，你不能相信它是木头，因为缺乏刚性会给你一种完全不同的感觉。