使用3D 打印建築模型
日期:2022-08-12 11:02:17 發布者: 瀏覽次數:

 

Renzo Piano Building Workshop (RPBW) 由 Renzo Piano 於 1981 年成立,在意大利熱那亞和法國巴黎設有辦事處。 RPBW 由 9 位合夥人領導,其中包括創始人和普利茲克獎獲得者、建築師 Renzo Piano。

 

該公司擁有大約 110 名建築師以及另外 30 名支持人員,包括 3D 視覺藝術家、模型製作人員、檔案員、行政人員和秘書人員。

 

RPBW 在法國、意大利和國外的多學科團隊中擁有豐富的建築項目經驗。他們在全球成功完成了 140 多個項目。

 

作為建築師,團隊從頭到尾都參與到項目中。他們通常在施工階段提供完整的建築設計服務和諮詢服務。他們的設計技能不僅僅局限於建築服務——他們的工作還包括室內設計服務、城市規劃和城市、景觀和展覽設計服務。

 

了解Francesco Terranova 和 Dimitri Lange 他們如何結合使用傳統工具和 3D 打印等數字技術來創建複雜的建築模型。

 

設計建造

RPBW 的重點是 “設計到建造” ,從一開始就確保每一個細節都被客戶看到,希望設計模型能體現其設計的建築設計。因此 對於每個項目,RPBW 的工作室都會製作數百個大大小小的模型來給客戶,讓客戶作出心儀的選擇。

 

因此,製造建築模型對於建築師來説是非常重要的中作内容。 他們經常圍繞新項目的模型開會,討論在設計過程中的不同想法。

 

“有時,新舊之前的設計差異非常非常小。 例如,邊緣比以前更平滑。 我甚至不知道他們是怎麼看出來的,”特拉諾瓦先生微笑著說。

通常,建築師會直接對模型進行更改,然後他們可以在 CAD 中進行複制。 每隔幾週,客戶也會來設計師的工作室了解項目的最新進展,其中模型起著至關重要的作用,有助於讓客戶充分了解到設計師如何將抽象的設計想法付諸實際,同時也能更清楚地讓客戶提出對於建築更改的要求。

 

特拉諾瓦先生說:“我們的建築模型每天都在變化,甚至每小時都在變化。 因為建築師從改變想法到更改項目的速度非常快,大多數時候,我們沒有足夠的人手和時間去修改設計。 因此,我們必須找到一種更快的方法幫助我們更快地更改我們的設計,”

 

製作建築模型

特拉諾瓦先生說:“我們通常開始在紙上按比例打印模型,用於了解模型的真實尺寸。 如果我們有一個 1 米乘 1 米的模型,我們必須了解如何劃分它,通常如果模型太大而無法移動或運輸,我們必須考慮將它分成兩塊或多塊,到達目的地後重新組裝,”

通常模型製造商會結合使用傳統工具製作模型,以及 3D 打印機、CNC 銑床和激光切割機等數字工具來製作各種零件。

Terranova 先生說: “大多數時候,模型是會用到以上所説的所有模型製作方法。 例如,對於模型的基礎,通常使用 CNC 機床和硬質材料會更好且更便宜,有時候也會使用 CNC 銑削和激光切割,”

 

但是有些製作工序也有一些限制“比如手工製作是很難完成一些曲面的模型的,例如球體和曲面。,用手工製作這些曲面基本上是不可能的,或者需要耗費大量的時間才能完成。 但是,如果您 3D 打印技術來完成這些複雜的曲面模型,我們可以完全按照 3D 文件中看到的內容進行操作,這能游俠提升我們的工作效率。

 

一些建築師商還將 3D 打印技術用於樓梯和樹木等複雜零件,手工製作這些細小的建築模型的時候是非常耗時的,對於建築師來説是一個巨大工作負擔。 例如,他們為熱那亞新建的 San-Giorgio 高速公路橋模型,建築師們利用 3D 打印技術打印了柱子的複雜接頭。

 

 

建築師們結合不同的技術來創建比例模型。 該模型上的樹木等複雜部件是在 Formlabs 打印機上 3D 打印的,而其他部件則是 CNC 銑削、激光切割或手工製作。

 

Terranova 先生說: “我們為洛杉磯的奧斯卡電影博物館製作模型。 它的形狀像一個壓制的球體。這個博物館的設計草稿已經修改了數百次。 幾乎每天,我們都需要製作一個新的模型來體現新修改的設計,只有3D打印技術才能幫助我們能在短時間内將大量修改的設計打印出來。 我們在晚上啟動打印機,當我們早上回來時,我們發現模型完成了。 這樣,我們就不會在白天浪費時間,我們就可以專注設計工作了而不是將大量時間耗費在製作模型上。”

 

雖然建築師利用Autodesk Revit CAD 軟件創建數字文檔,但這些文件並不是一定能直接用於打造物理建築模型。

Terranova 先生說: “這些文檔并不是完全合適建築師使用。 箭鏃工程師需要考慮很多設計,比如 管道、水龍頭、家具等。我們不需要建築模型上的這些細節。我們還必須考慮我們使用的厚度。 例如,一堵 10 厘米厚的牆,在 1 到 200 的比例上,變成 0.2 毫米。 這在機器上不起作用,但是我們依舊需要調整 3D 模型的參數,”

 

3D 打印機的數字文件也需要有一個封閉的體積表面。 一些設計可以自動更正,但模型構建者通常必須重新繪製整個模型。

 

選擇合適的 3D 打印技術

熱那亞的模型製作工作室在六年前開始使用第一台 3D 打印機。從那時起,他們使用三種不同的3D打印技術,將他們的機隊數量擴大到三台機器。

 

Terranova 先生說:  “六年前,我們開始使用基於粉末的機器[使用粘合劑噴射技術]。它不是很合適我們,因為它對濕度非常敏感,而且我們不需要這樣的精度。因此,我們轉向了 Form 2,[使用立體光刻 (SLA) 3D 打印技術]。然後,我們添加了使用樹脂打印的 3D Systems [大幅面材料噴射打印機]。而且我們還有一台可以與 PLA 和 ABS 配合使用的小型 FDM 3D 打印機,”

 

Terranova 先生說 ;“我們非常欣賞 Formlabs 機器的材料堅固性,強度和精度。 Formlabs 樹脂一旦打印出來,就很容易打磨。這是一件非常好的事情,因為我們需要大量的繪製模型。即使我們使用 White Resin,白色也與我們在模型中使用的白色不完全相同。實際上,我們必須繪製使用 3D 打印機製作的模型以及使用 CNC 機器和其他工具製作的模型的其餘部分。因此,我們可以輕鬆地打磨它,這非常有用,”

Terranova 先生說: “使用 FDM 3D 打印機,我們沒有完全相同的精度。我們看到了層線,對我們來說,這並不是可以接受的結果。 3D 系統打印機非常準確,對於大型建築細節模型(1:5、1:10)非常有用。但是清潔後材料就不那麼堅固了。例如,如果我們用那台機器 3D 打印樹木,半天或更短時間後,樹木就會倒下。它們似乎融化了,”

 

最近,該工作室還將他們的 Form 2 升級為 Formlabs 最新的 Form 3 SLA 打印機,這使他們能夠打印一些最複雜的模型,同時還節省了後期處理時間。

 

Terranova 先生說: “樹木模型是一個大問題,因為它們非常脆弱,非常薄。我們嘗試使用 Form 2 [和其他打印機,但它們會損壞]。使用 Form 3,我們沒有同樣的問題,它允許我們 3D 打印樹木。使用 Form 3 移除支撐似乎也更容易,因為我們可以使用更小的支撐,”From 3來製作細小的模型是一個很不錯的選擇。

 

模型製作的未來

熱那亞工作室最近將他們的 Form 2 搬到了紐約辦公室,因此現在所有三個 RPBW 辦公室都使用 3D 打印機進行模型製作。 Terranova 先生和 Lange 先生希望數字工具的使用也將鼓勵辦公室之間的知識共享。

 

Terranova 先生還認為,未來 3D 打印機將成為大多數建築研討會和實踐中必不可少的工具。

 

Terranova 先生說:“我認為這是未來,3D打印技術允許建築師都能使用這個技術來製作建築模型,但前提是需要低成本。但 [Formlabs] 已經完成了這一步,”