任意プロファイルを持つ柱面に
折り変形する切紙構造

任意プロファイルを持つ柱面に折り変形する切紙構造
十塚響、安逹瑛翔、舘知宏 2023
Kirigami Structure that folds into a Cylindrical Surface with Arbitrary Profile
Hibiki Totsuka, Akito Adachi, Tomohiro Tachi 2023

切紙ラティスの折り変形は、個々のモジュールの折り変形モードによって大きく異なり、またモジュールの反復数で折り変形の自由度が高まるため、折り変形のかたちと動きの制御は難しいです。しかし、パラメタの異なる2枚の切紙ラティスを規則的に張り合わせて二層の切紙構造にすると、1自由度機構になって折り変形が容易になり、加えて、特定のかたちに折り変形を誘発することが出来ます。また、幾何学的な条件からパネルの大きさを調整することで、折り変形で平坦から任意の柱面（曲線を一方向に押し出した曲面）を作る切紙構造を設計することが出来ます。ここでは、正弦波と半円を押し出した柱面になる切紙構造を展示しています。— 十塚響

切紙と折紙との性質の違いの一つはトポロジー（つながりかた）の違いによる変形自由度の違いです。穴の無い折紙に穴を加えて切紙にすることで全体の動きの自由度が増えます。切紙は自由度が高いため自由な形に追従できるものの、特定の形に制御することは難しくなります。ここでは、自由度が高い切り紙を二層貼り合わせることで自由度を減らして制御可能とすることを試みています。— 舘知宏

The deformation of kirigami lattice varies greatly depending on the deformation mode of each module, and since the degree-of-freedom increases with the number of module iterations, it is difficult to control the shape and movement of the deformation. However, when two kirigami lattices with different parameters are regularly laminated together to form a coupled kirigami structure, it becomes a one degree-of-freedom mechanism that facilitates deformation, and it can induce deformation to a specific shape. In addition, by adjusting the size of the panels based on geometrical conditions, it is possible to design a kirigami structure that folds into an arbitrary cylindrical surface (a surface extruded a curve in one direction) from the plane. Here, we exhibit kirigami structures that folds into a cylinderical surface with a sin wave and a semicircle. — Hibiki Totsuka