Cum sunt create modelele arhitecturale cu ajutorul fabricarii aditivate

Cum sunt create modelele arhitecturale cu ajutorul fabricației aditive 

Atelierul Renzo Piano Building (RPBW) a fost înființat în 1981 de Renzo Piano cu sedii în Genova, Italia și Paris, Franța. RPBW este condus de 9 parteneri, inclusiv fondatorul și laureatul Premiului Pritzker, arhitectul Renzo Piano.

Practica angajează în permanență aproximativ 110 arhitecți împreună cu alți 30 de asistenți, inclusiv artiști de vizualizare 3D, producători de modele, arhiviști, personal administrativ și secretariat.

RPBW are o vastă experiență de lucru în echipe multidisciplinare la proiecte de construcții în Franța, Italia și în străinătate. Au finalizat cu succes peste 140 de proiecte în întreaga lume.

Ca arhitecți, echipele sunt implicate în întregime în proiecte de la început până la sfârșit. De obicei, acestea oferă servicii complete de proiectare arhitecturală și servicii de consultanță în faza de construcție. Abilitățile lor de proiectare se extind dincolo de simplele servicii arhitecturale - activitatea lor include și servicii de amenajare interioară, urbanism și servicii de proiectare urbană, peisagistică și expozițională.

Citiți mai departe pentru a afla de la Francesco Terranova și Dimitri Lange, producători de modele în biroul RPBW din Genova, despre cum creează modele arhitecturale complexe utilizând o combinație de instrumente tradiționale și tehnologii digitale precum imprimarea 3D.

Design to build - proiectare pentru construire

Accentul de la RPBW se pune pe „proiectare pentru construire”, pentru a se asigura de la început că fiecare detaliu funcționează și va reprezenta clădirea finală până la cel mai mic detaliu. Pentru fiecare proiect, sute de modele mari și mici sunt realizate în atelierele RPBW pentru a testa diferite propuneri.

Aceste modele sunt o parte esențială a fluxului de lucru al arhitecților. Se întâlnesc adesea în jurul modelelor de noi proiecte pentru a discuta idei diferite pentru părți ale designului.

„Uneori, diferența este foarte, foarte mică. De exemplu, o margine este mai netedă decât cea de dinainte. La scara pe care o lucrăm, nici nu știu cum o pot vedea ”, a spus domnul Terranova, zâmbind.

Adesea, arhitecții fac modificări direct asupra modelelor, pe care ulterior le pot reproduce în CAD. La fiecare câteva săptămâni, clienții vin, de asemenea, pentru o actualizare a proiectelor, unde modelele joacă un rol crucial, ajutând la actualizarea tangibilă.

„Modelele noastre se schimbă în fiecare zi sau chiar în fiecare oră. Deoarece arhitecții schimbă proiectul foarte repede, de cele mai multe ori, nu avem suficient timp să îl facem manual. Prin urmare, trebuie să găsim o modalitate de a o face mai repede”, a spus domnul Terranova.

Cum sunt realizate modelele scalare

„În mod normal începem să tipărim modelul la scară pe hârtie pentru a înțelege dimensiunea reală a modelului. Dacă avem un model care este de 1 metru cu 1 metru, trebuie să înțelegem cum să îl împărțim, deoarece adesea, dacă modelul este prea voluminos pentru a fi mutat sau transportat, trebuie să luăm în considerare construirea acestuia deja împărțită în două sau mai multe bucăți, pentru a să fie reasamblat odată ce ajunge la destinație ", a spus domnul Terranova.

Producătorii de modele utilizează o combinație de instrumente tradiționale pentru modele de fabricare manuală, precum și instrumente digitale, cum ar fi imprimante 3D, mașini de frezat CNC și tăietoare cu laser pentru a crea diverse piese.

„De cele mai multe ori, un model este realizat folosind toate aceste tehnologii împreună. De exemplu, pentru baza modelului, de multe ori este mai bine și mai puțin costisitor să folosiți mașina CNC și materialele dure. Unele clădiri sunt frezate CNC și tăiate cu laser ”, a spus domnul Terranova.

„Uneori, avem parte o geometrie care nu este ușor de realizat manual, de exemplu, sferele și suprafețele curbate. A le face cu mâna este aproape imposibil sau trebuie să petreci ceva de genul o săptămână în loc de câteva ore. Dar dacă îl imprimați 3D, desigur, puteți face exact ceea ce vedeți în fișierul 3D. Încercăm să folosim imprimantele 3D cât de mult putem pentru a ne facilita munca. "

Producătorii de modele folosesc, de asemenea, imprimarea 3D pentru piese complicate, cum ar fi scările și copacii, care ar consuma mult timp pentru a fi fabricate manual. De exemplu, au imprimat 3D îmbinările complexe ale coloanelor pentru modelul noului pod autostradă San-Giorgio din Genova care a înlocuit recent podul Morandi care s-a prăbușit în urmă cu doi ani.

În timp ce arhitecții folosesc software-ul Autodesk Revit CAD pentru a crea fișiere digitale, acestea nu pot fi întotdeauna utilizate pentru a crea modele fizice la scară directă.

„Ceea ce exportă ei nu este pregătit pentru noi. Clădirile sunt complete; țevi, robinete, mobilier etc. Nu avem nevoie de aceste detalii pe o scară de model. Deci, trebuie să curățăm fișierul și trebuie să luăm în considerare și grosimile pe care le putem folosi. De exemplu, un perete cu grosimea de 10 cm, pe o scară de la 1 la 200, devine 0,2 mm. Acest lucru nu funcționează pe mașini, așa că trebuie să gestionăm fișierele și să adaptăm modelul 3D”, a spus Terranova.

Fișierele digitale pentru imprimantele 3D trebuie, de asemenea, să aibă o suprafață cu volum închis. Unele modele pot fi corectate automat, dar deseori constructorii de modele trebuie să redeseneze întregul model.

Alegerea tehnologiei potrivite pentru fabricația aditivă

Studioul din Genova a primit prima sa imprimantă 3D în urmă cu șase ani. De atunci, și-au extins flota la trei mașini, folosind trei tehnologii diferite și au încercat și multe altele.

„În urmă cu șase ani, am început cu o mașină pe bază de pulbere [care utilizează tehnologia de jet de liant]. Nu a fost foarte util deoarece era foarte sensibil la umiditate și precizia nu era ceea ce aveam nevoie. Deci, am trecut la Form 2, [care utilizează tehnologia de imprimare 3D stereolitografică (SLA)]. Apoi, am adăugat o 3D Systems [imprimantă cu jet de material de format mare] care imprimă cu rășina. Și avem, de asemenea, o mică imprimantă 3D FDM care funcționează cu PLA și ABS”, a spus Terranova.

„Ceea ce apreciem foarte mult cu mașinile Formlabs este soliditatea și rezistența materialului, precum și precizia modelelor. Rășinile Formlabs, odată tipărite, sunt foarte ușor de șlefuit. Acesta este un lucru foarte bun, deoarece întotdeauna trebuie să pictăm modelul. Chiar dacă folosim rășină albă, albul nu este exact același alb pe care îl folosim cu modelele noastre. De fapt, trebuie să pictăm modelul realizat cu imprimante 3D și, de asemenea, restul modelului realizat cu mașinile CNC și alte unelte. Deci, este foarte util să îl putem șlefui cu ușurință”, a spus domnul Terranova.

„Cu imprimanta 3D FDM, nu avem absolut aceeași precizie. Vedem toate liniile de strat și, pentru noi, nu este un rezultat bun. Imprimanta 3D Systems este foarte precisă și pentru modelele de detalii arhitecturale la scară largă (1: 5, 1:10), este utilă. Dar materialul nu este atât de solid după ce îl curățați. De exemplu, dacă imprimăm copaci 3D cu mașina respectivă, după jumătate de zi sau mai puțin, copacii cad în jos. Se pare că se topesc ”, a spus domnul Terranova.

Cel mai recent, studioul și-a actualizat Form 2 la cea mai nouă imprimantă SLA Form 3 Formlabs, ceea ce le-a permis să tipărească unele dintre cele mai complexe modele, economisind totodată timp la post-procesare.

„Copacii au fost o mare problemă, deoarece sunt foarte fragili, foarte subțiri. Am încercat să o facem cu formularul 2 [și celelalte imprimante, dar s-ar rupe]. Cu Formularul 3, nu avem aceeași problemă și ne permite să imprimăm copaci 3D. Îndepărtarea suporturilor cu Formularul 3 pare, de asemenea, mai ușoară, deoarece putem folosi suporturi mai mici”, a spus Terranova.

Viitorul practicilor de arhitectură

Studioul din Genova și-a mutat recent Form2 în biroul din New York, așa că acum toate cele trei birouri RPBW folosesc imprimante 3D pentru modelare. Domnii Terranova și Lange speră că utilizarea instrumentelor digitale va încuraja, de asemenea, schimbul de cunoștințe între birouri.

Domnul Terranova crede, de asemenea, că în viitor imprimantele 3D vor fi instrumente esențiale în majoritatea atelierelor și practicilor de arhitectură.

„Cred că este viitorul, cu siguranță. Unele modificări trebuie făcute înainte, pentru a permite fiecărui producător de modele să utilizeze această tehnologie. De exemplu, prețul trebuie să scadă. Dar Formlabs a făcut deja acest pas”, a spus Terranova.