使用3D 打印建筑模型
日期:2022-08-17 15:59:24 发布者:智诚科技ICT 浏览次数:

Renzo Piano Building Workshop (RPBW) 由 Renzo Piano 于 1981 年成立,在意大利热那亚和法国巴黎设有办事处。 RPBW 由 9 位合伙人领导,其中包括创始人和普利兹克奖获得者、建筑师 Renzo Piano。

该公司拥有大约 110 名建筑师以及另外 30 名支持人员,包括 3D 视觉艺术家、模型制作人员、档案员、行政人员和秘书人员。

RPBW 在法国、意大利和国外的多学科团队中拥有丰富的建筑项目经验。他们在全球成功完成了 140 多个项目。

作为建筑师,团队从头到尾都参与到项目中。他们通常在施工阶段提供完整的建筑设计服务和谘询服务。他们的设计技能不仅仅局限于建筑服务——他们的工作还包括室内设计服务、城市规划和城市、景观和展览设计服务。

了解Francesco Terranova 和 Dimitri Lange 他们如何结合使用传统工具和 3D 打印等数字技术来创建複杂的建筑模型。

设计建造

RPBW 的重点是 “设计到建造” ,从一开始就确保每一个细节都被客户看到,希望设计模型能体现其设计的建筑设计。因此 对于每个项目,RPBW 的工作室都会制作数百个大大小小的模型来给客户,让客户作出心仪的选择。

 

因此,制造建筑模型对于建筑师来説是非常重要的中作内容。 他们经常围绕新项目的模型开会,讨论在设计过程中的不同想法。

“有时,新旧之前的设计差异非常非常小。 例如,边缘比以前更平滑。 我甚至不知道他们是怎么看出来的,”特拉诺瓦先生微笑著说。

通常,建筑师会直接对模型进行更改,然后他们可以在 CAD 中进行複制。 每隔几週,客户也会来设计师的工作室了解项目的最新进展,其中模型起著至关重要的作用,有助于让客户充分了解到设计师如何将抽象的设计想法付诸实际,同时也能更清楚地让客户提出对于建筑更改的要求。

特拉诺瓦先生说:“我们的建筑模型每天都在变化,甚至每小时都在变化。 因为建筑师从改变想法到更改项目的速度非常快,大多数时候,我们没有足够的人手和时间去修改设计。 因此,我们必须找到一种更快的方法帮助我们更快地更改我们的设计,”

制作建筑模型

特拉诺瓦先生说:“我们通常开始在纸上按比例打印模型,用于了解模型的真实尺寸。 如果我们有一个 1 米乘 1 米的模型,我们必须了解如何划分它,通常如果模型太大而无法移动或运输,我们必须考虑将它分成两块或多块,到达目的地后重新组装,”

通常模型制造商会结合使用传统工具制作模型,以及 3D 打印机、CNC 铣床和激光切割机等数字工具来制作各种零件。

Terranova 先生说: “大多数时候,模型是会用到以上所説的所有模型制作方法。 例如,对于模型的基础,通常使用 CNC 机床和硬质材料会更好且更便宜,有时候也会使用 CNC 铣削和激光切割,”

但是有些制作工序也有一些限制“比如手工制作是很难完成一些曲面的模型的,例如球体和曲面。,用手工制作这些曲面基本上是不可能的,或者需要耗费大量的时间才能完成。 但是,如果您 3D 打印技术来完成这些複杂的曲面模型,我们可以完全按照 3D 文件中看到的内容进行操作,这能游侠提升我们的工作效率。

一些建筑师商还将 3D 打印技术用于楼梯和树木等複杂零件,手工制作这些细小的建筑模型的时候是非常耗时的,对于建筑师来説是一个巨大工作负担。 例如,他们为热那亚新建的 San-Giorgio 高速公路桥模型,建筑师们利用 3D 打印技术打印了柱子的複杂接头。

建筑师们结合不同的技术来创建比例模型。 该模型上的树木等複杂部件是在 Formlabs 打印机上 3D 打印的,而其他部件则是 CNC 铣削、激光切割或手工制作。

Terranova 先生说: “我们为洛杉矶的奥斯卡电影博物馆制作模型。 它的形状像一个压制的球体。这个博物馆的设计草稿已经修改了数百次。 几乎每天,我们都需要制作一个新的模型来体现新修改的设计,只有3D打印技术才能帮助我们能在短时间内将大量修改的设计打印出来。 我们在晚上启动打印机,当我们早上回来时,我们发现模型完成了。 这样,我们就不会在白天浪费时间,我们就可以专注设计工作了而不是将大量时间耗费在制作模型上。”

虽然建筑师利用Autodesk Revit CAD 软件创建数字文档,但这些文件并不是一定能直接用于打造物理建筑模型。

Terranova 先生说: “这些文档并不是完全合适建筑师使用。 箭镞工程师需要考虑很多设计,比如 管道、水龙头、家具等。我们不需要建筑模型上的这些细节。我们还必须考虑我们使用的厚度。 例如,一堵 10 厘米厚的牆,在 1 到 200 的比例上,变成 0.2 毫米。 这在机器上不起作用,但是我们依旧需要调整 3D 模型的参数,”

3D 打印机的数字文件也需要有一个封闭的体积表面。 一些设计可以自动更正,但模型构建者通常必须重新绘制整个模型。

选择合适的 3D 打印技术

热那亚的模型制作工作室在六年前开始使用第一台 3D 打印机。从那时起,他们使用三种不同的3D打印技术,将他们的机队数量扩大到三台机器。

Terranova 先生说:  “六年前,我们开始使用基于粉末的机器[使用粘合剂喷射技术]。它不是很合适我们,因为它对湿度非常敏感,而且我们不需要这样的精度。因此,我们转向了 Form 2,[使用立体光刻 (SLA) 3D 打印技术]。然后,我们添加了使用树脂打印的 3D Systems [大幅面材料喷射打印机]。而且我们还有一台可以与 PLA 和 ABS 配合使用的小型 FDM 3D 打印机,”

Terranova 先生说 ;“我们非常欣赏 Formlabs 机器的材料坚固性,强度和精度。 Formlabs 树脂一旦打印出来,就很容易打磨。这是一件非常好的事情,因为我们需要大量的绘制模型。即使我们使用 White Resin,白色也与我们在模型中使用的白色不完全相同。实际上,我们必须绘制使用 3D 打印机制作的模型以及使用 CNC 机器和其他工具制作的模型的其馀部分。因此,我们可以轻鬆地打磨它,这非常有用,”

Terranova 先生说: “使用 FDM 3D 打印机,我们没有完全相同的精度。我们看到了层线,对我们来说,这并不是可以接受的结果。 3D 系统打印机非常准确,对于大型建筑细节模型(1:5、1:10)非常有用。但是清洁后材料就不那么坚固了。例如,如果我们用那台机器 3D 打印树木,半天或更短时间后,树木就会倒下。它们似乎融化了,”

最近,该工作室还将他们的 Form 2 升级为 Formlabs 最新的 Form 3 SLA 打印机,这使他们能够打印一些最複杂的模型,同时还节省了后期处理时间。

Terranova 先生说: “树木模型是一个大问题,因为它们非常脆弱,非常薄。我们尝试使用 Form 2 [和其他打印机,但它们会损坏]。使用 Form 3,我们没有同样的问题,它允许我们 3D 打印树木。使用 Form 3 移除支撑似乎也更容易,因为我们可以使用更小的支撑,”From 3来制作细小的模型是一个很不错的选择。

模型制作的未来

热那亚工作室最近将他们的 Form 2 搬到了纽约办公室,因此现在所有三个 RPBW 办公室都使用 3D 打印机进行模型制作。 Terranova 先生和 Lange 先生希望数字工具的使用也将鼓励办公室之间的知识共享。

Terranova 先生还认为,未来 3D 打印机将成为大多数建筑研讨会和实践中必不可少的工具。

Terranova 先生说:“我认为这是未来,3D打印技术允许建筑师都能使用这个技术来制作建筑模型,但前提是需要低成本。但 [Formlabs] 已经完成了这一步,”