Auxetic Pavilion, 2022

切紙構造がうみだす多孔質の曲面

平らなステンレス板に周期的な切込みを入れ、人の手で荷重をかけるだけで自由曲面のパーゴラ（日陰棚）をつくりだす試みである。「オーゼティック」と呼ばれる伸縮性をもつ幾何学的構造の応用であり、金属板の可塑性を利用して、最小限の材料と労力で望ましい曲面を制作することができる。切り紙細工のような切込みのパターンと曲面の起伏が呼応し、光を受けると水面のように輝き、こぼれ落ちる影は木漏れ日を思わせる。

オーゼティックとは、平面に多数の切り込みを周期的に入れた幾何学的パターンのことであり、横に伸ばすと縦にも広がるという特徴をもつ。このオーゼティックの仕組みをステンレスの平板に応用し、金属の可塑性を利用して多孔質の曲面を制作する方法を開発した。具体的には、まず、1mm厚のステンレス板にレーザー加工で幾何学的パターンの切込みを入れる。次に、板中央の3点に約150kgの荷重をかけ、ステンレス板を塑性変形させることによって多孔質の曲面をつくりだす。これは、最小限の材料で自由曲面を創出する新たな手法であり、特殊な型枠や治具は一切不要である。荷重をかける作業は人力で可能であり、安価かつ平易に自由な曲面をつくることができた。

設計に関しては、切り込みのパターンと生成される曲面の関係を把握するために材料実験を行い、非線形解析によるシミュレーション手法を編み出した。これによって、あらかじめ平板上の切り込みの形状と粗密を設計すれば、望ましい曲面のかたちを創出することが可能となった。

本プロジェクトは科研費新学術領域研究「植物構造オプト」の一環として行われた。

Link

iF Design Award 2023 (EN)

DETAIL online (EN, DE)

designboom (EN)

architecturephoto (JP)

新建築, 2023年6月号 (JP)

商店建築, 2022年8月号 (JP)

Auxetic Pavilion

Fukuoka, Japan, 2022

Iwamoto Masaaki Laboratory + Araki Mika Laboratory

Design team: Masaaki Iwamoto, Mika Araki, Yuri Iwata, Miki Katsuki, Hanano Tanaka, Hirotaka Ujioka, Kai Morinaga

Botanist: Akitoshi Iwamoto, Kanagawa University

Metalwork: Ryouyu Kougyo

Photo (c) Yashiro photo office

The project is an attempt to create a pergola with a free curved surface simply by cutting periodic incisions in a flat stainless steel plate and applying a load by hand. This is an application of an elastic geometric structure called auxetic, which utilizes the plasticity of metal sheets to create desired curved surfaces with a minimum of materials and labor. The pattern of incisions, like Japanese paper cutouts, Kirigami, corresponds with the undulations of the curved surface. When it catches the light, it shines like the surface of the water, and the shadows that spill over are reminiscent of sunlight filtering through the trees.

The cubic pergola is 2.4 meters in a side, and placed in the center of the courtyard in a university campus in Kyushu, Japan. This is a biomimicry project in which designers and botanists collaborate. The design was inspired by the cellular morphological changes that occur during the development of floral organs.