Struktura tensegrity
Наша последняя модель настольной подставки, которую я предлагаю сделать, представляет собой тенсегрити-конструкцию. Он приобретет форму подушечки для стаканчика, в котором мы держим фломастеры. На первый взгляд заполненная фломастерами чашка вместе с верхней частью модели создаст впечатление, что она левитирует, т.е. парит в воздухе.
Только при втором взгляде и после небольшого анализа мы придем к выводу, что он, вероятно, стоит, потому что он поддерживается четырьмя тонкими проводами. Этот умный дизайн делает именно это struktura tensegrity. Спешу успокоить дорогих читателей. Все по законам физики.
Структура тенсегрити представляет собой скрытую подвеску. Модель состоит из нижнего слоя и верхнего слоя. Они соединены тонкими стержнями, но без физической поддержки между ними. Дизайн в последнее время стал модным и популярным среди энтузиастов DIY. Прежде чем мы приступим к работе, первое, что нужно знать, это то, как работает такая плавучая конструкция. Этот всегда один и тот же.
На рисунке представлена простейшая модель конструкции с векторами силы. Модель состоит из двух самостоятельных частей, нижней и верхней. Нижний является опорой для верхнего. Обе части соединены четырьмя тонкими проводами. Самое главное — это проволока в центре основания, потому что она выдерживает весь вес верхней части, и от нее зависит, насколько прочна наша модель и как она крепится. Об этом можно сказать, что средняя проволока уравновешивает силу тяжести, а вторая проволока уравновешивает крутящий момент. Два других уравновешивают крутящий момент в перпендикулярном направлении. А это struktura tensegrity. Это поясняется на рисунке 1. Так как мы уже знаем принцип работы такой конструкции, то перед нами откроются широкие возможности творческого и творческого подхода к предмету. Мы можем построить тенсегриты из дерева, металла, гидравлических труб, планок, картона, веток и пенополиуретана и всего, что придет в голову. На картинках показано несколько идей, но возможностей еще больше.
1. Готовая модель в качестве украшения стола
Рисунок 1. Простейшая тенсегрити-конструкция из двух отрезков проволоки
Наша модель будет небольшой, как раз для размещения на столе. Я, безусловно, заинтересовал вас этим предложением построить тенсегрити, так что давайте немедленно приступим к работе.
Мы будем делать модель из пенопласта толщиной 5 мм и тонкой проволоки. Пенокартон с двух сторон обтянут картоном, внутри заполнен пенополиуретаном. Идеально подходит для построения выставочных проектов, создания макетов, архитектурных моделей, моделирования и в качестве фона. Остается жестким. Пенопластовые плиты размером 50 × 100 см доступны в трех толщинах: 3 мм, 5 мм и 10 мм, а также в белом и черном цветах. Такую тарелку мы можем купить в магазинах для художников или в магазине DIY. Этот материал легко режется ножом и обрабатывается наждачной бумагой. Жесткая, легкая, легко обрабатываемая пластина позволит нам построить нашу модель быстро и без усилий.
В случае затруднений с покупкой описываемой доски можем использовать тонкую фанеру или даже картон от коробок после упаковки. Провод медный 0,3 купим от МПиК в отделе хобби или будет в хозтоварах. Это может быть разобранный старый трансформатор или старый громкоговоритель. Если нет проволоки, можно использовать леску или обычную нитку.
2. Материалы для сборки модели
3. Картонный шаблон уже вырезанный из картона
4. Нижняя и верхняя часть модели вырезаются из пенопласта.
5. Используйте булавки, чтобы отметить места для отверстий
6. Отмечаем место приклеивания вертикального элемента
7. Вертикальные элементы модели вырезаются из пенопласта.
8. Отверстия для провода должны быть на одной линии.
9. Размещенный короб обеспечит перпендикулярность склеиваемых элементов
10 Подготовка к сборке конструкции
материалы: картон формата А4, пенокартон толщиной 5 мм, тонкая медная проволока или леска.
Инструменты: Нож со сломанными лезвиями, ножницы, булавки, мелкозернистая наждачная бумага, горячий клей с служащим ему клеевым пистолетом.
Построение модели. Начнем с рисования элементов нашей модели на картоне. Квадрат размером 120 на 120 миллиметров и вертикальная форма с формой, как мы видим на фото. Он имеет ширину 30 миллиметров и высоту 200. Вырезанные из картона элементы будем рассматривать как шаблоны для рисования на пенопласте. Шаблоны обеспечат повторяемость и симметричность деталей модели. Так же мы сможем провести предварительную примерку, если не ошиблись в дизайне.
Вертикальные элементы. В качестве шаблона будем рассматривать вырезанный из картона рисунок. Два раза обводим его на пенопласте, второй раз как в зеркальном отображении. Ножом и линейкой вырезаем формочки из пенопласта. После резки обрабатываем мелкой наждачной бумагой.
11 Нижняя и верхняя части соединены тонкими проводами
12 Собранная модель будет проходить нагрузочные испытания
13 Другая модель структуры тенсегрити
В местах, отмеченных на шаблоне, с помощью булавки или гвоздя проделайте в пенопластовых квадратах отверстия, в которые будет продета проволока. Два отверстия рядом друг с другом, видимые в углах квадрата, облегчат регулировку длины стержней при сборке модели. Из-за трения проволока, продетая через два отверстия, не будет бесконтрольно втягиваться, пока не будет прочно приклеена к поверхности плитки.
Рисунок 2. Ведьма на сломанной метле как тенсегрити-структура
Рисунок 3. Деревянные столешницы, цепь и сантехнические трубы, собранные в виде стола
Сборка модели. В углах вырезанных из пенопласта квадратов проделайте в каждом из них по два отверстия гвоздем. В один из них каплей горячего клея прикрепляем четыре провода, каждый длиной около 350 миллиметров. С помощью того же клея для квадратов фиксируем вертикальные формы. Горячий клей, прежде чем он затвердеет, дает возможность подкорректировать соосность элементов. Чтобы соблюсти перпендикулярность приклеиваемых элементов, предлагаю использовать угольник или небольшую картонную коробку прямоугольной формы.
14 Разрабатываем отдельные элементы на картоне
15 Вырезаем ножницами, делая трафареты
16 Поместите шаблоны на пенопласт и нарисуйте его маркером.
Наклеиваем их по диагонали поперек квадратов так, чтобы они были зеркальными и дырочки были в одну линию, как показано на фото. Сборку начнем с соединения средних конструкций проволокой. Расстояние между ними составляет примерно 80 миллиметров. Закрепляем горячим клеем. Самым сложным моментом является монтаж вертикальных проводов, соединяющих верхний и нижний квадраты.
Может понадобиться лишняя пара рук домочадцев или стопка книг. Выбрав длину тяги, слегка натяните ее и зафиксируйте клеем. Двойные отверстия в углах квадратов должны облегчить эту работу. Наша модель готова. По опыту знаю, что он нравится и привлекает большое внимание всех, кто видит его впервые.
Рисунок 4. Модель можно построить из правильно подобранных веток
Рисунок 5. Бетонный цветочный горшок тоже может левитировать на тонких линиях
Мы можем увеличить успех, продолжая развлекаться и создавая новые, различные структуры тенсегрити. На этот раз мы будем делать из пенопласта абстрактную фигурку, идея которой была взята из картинки «Натяжение подвеса». Начнем снова с того, что нарисуем на бумаге необходимые элементы конструкции. Мы видим их всех на фото. Они не обязательно должны быть именно такими, и давайте позволим себе немного творчества.
После вырезания шаблона и предварительной примерки проверяем, можно ли трансформировать наш проект в макет. Определяем места, где должны располагаться отверстия для крепления ниток. У нас еще осталось немного пены и мы можем приступить к рисованию, максимально близко друг к другу, всех элементов этой игрушки. Вырезав клеем, соединяем отдельно сначала элементы основания, затем верхнюю часть модели. В этот раз фигурка ничем не будет нагружена и мы можем соединить основу и верхнюю часть обычными швейными нитками.
Делаем отверстия иголкой и закрепляем нитки клеем, так же, как и при сборке предыдущей модели. Точные размеры не даю, но высота фигурки около 180 миллиметров.
17 Острый нож будет использоваться для резки пенопласта
19 Вырезанные детали можно обработать наждачной бумагой.
20 После склеивания верхней и нижней частей модели приступаем к сборке.
Другие идеи. Когда дело доходит до размеров, вы можете сделать все возможное и спроектировать садовый стол и табуреты нужного размера в виде структур тенсегрити. В этом случае провода следует заменить сплошными цепями с неразъемно соединенными заводскими звеньями.
Каркас можно сварить из закрытых профилей, а столешницы из массива дерева, защищенного профессиональным воском. Такая садовая мебель может быть очень красивой и полезной во время барбекю. Если это кажется слишком сложным, вы можете сделать тенсегрити, например, бетонный горшок с большим цветком, как показано на рисунке.
Любой, кто изучит принцип этой структуры, сможет реализовать все виды концепций. Некоторые примеры мы можем видеть на рисунках.
