Parametric modeling of bio-inspired luminaires for additive manufacturing technologies

Abstract

El desarrollo de herramientas de modelado 3D ha permitido construir geometrías que eran inalcanzables computacionalmente hasta hace unas décadas. En concreto, el diseño y modelado paramétrico está adquiriendo una importancia significativa en la conceptualización de nuevos diseños y productos. Esta comunicación muestra algunos de los prototipos resultantes, diseñados y fabricados por el grupo de investigación INNANOMAT (TEP 946) de la Universidad de Cádiz. Se propone una metodología de diseño de producto para Fabricación Aditiva (FA) y se muestran modelos de luminarias funcionales propuesta en el ámbito de dos proyectos: ADICORK y 3DBLEND. En estos proyectos se exploraron diseños de texturas bioinspiradas en elementos y entornos naturales de la provincia de Cádiz, con el fin de poner en valor esta región y su ecosistema. En ambos proyectos se desarrollaron mezclas poliméricas sostenibles que sirvieron como material base para la fabricación de parte de los prototipos que se muestran en esta comunicación. Para estos diseños se utilizaron programas de diseño paramétrico como Grasshopper, un plugin de Rhinoceros, para obtener modelos complejos que consiguen una estética única y diferenciadora. El resultado del texturizado del modelo se combina con superficies en Rhinoceros. Una vez definido el modelo texturizado, se detalla y termina en programas de modelado donde el control dimensional es mayor, y el diseño se ajusta a la tecnología FA específica elegida. En este caso se utilizaron dos, Fabricación por Filamento Fundido (FFF) y Fabricación por Granza Fundida (FGF)

The development of 3D modeling tools has allowed the construction of geometries that were unattainable computationally until a few decades ago. Specifically, parametric design and modeling is gaining significant importance in the conceptualization of new designs and products. This communication shows some of the resulting prototypes, designed and manufactured by INNANOMAT research group (TEP 946) of Cadiz University. A product design methodology for Additive Manufacturing (AM) and functional luminaire models proposed in the scope of two projects: ADICORK and 3DBLEND. In these projects, bio-inspired texture designs were explored in natural elements and environments of the province of Cádiz, in order to highlight this region and the value of its ecosystem. In both projects, sustainable polymeric blends were developed that served as base material for the manufacture of part of the prototypes shown in this communication. For these designs, parametric design programs such as Grasshopper, a Rhinoceros plugin, were used to obtain complex models that achieve a unique and differentiating aesthetic. The result of the modeled texturing is combined with surfaces in Rhinoceros. Once the textured model is defined, it is detailed and finished in modeling programs where dimensional control is greater, and the design is adjusted to the specific AM technology chosen. In this case two were used, Fused Filament Fabrication (FFF) and Fused Granular Fabrication (FGF).