Makiety architektoniczne a wydruk 3D

Makiety architektoniczne do czasu powstania komputerowych programów CAD były jedną z pierwszych form prezentacji wizji architektonicznej i samego projektu budowlanego. Obecnie trudno nawet dociec co było pierwsze makieta czy projekt, na przestrzeni wieków wszelkiego rodzaju modele stanowiły istotne narzędzie pracy architektów i budowniczych, pozwalały one zarówno na kształtowanie się idei projektowej jak i późniejsze planowanie prac budowlanych. Makieta będąc miniaturą posiada wiele cech wspólnych z docelowym obiektem budowlanym, pozwala to na etapie projektowym przeprowadzić stosunkowo wiarygodną weryfikację rozwiązań architektonicznych. W okresie ostatnich kilkunastu lat rozwój technik komputerowych pozwolił projektantom na rezygnacją z budowy makiet i modeli architektonicznych. Wizualizacja komputerowa była zdecydowanie szybsza i mniej pracochłonna. Pozwala ona na znacznie większą swobodę kreacyjną, budowanie wielokrotnie bardziej złożonych struktur gdyż projektant nie jest ograniczony fizycznymi własnościami materiałów. Dzięki komputerom możliwe jest osiągnięcie szczegółowego odzwierciedlenia detalu jak, charakteru materiałów, gdyż ich uformowanie jest skutkiem wykorzystania coraz lepszych bibliotek materiałowych. Skonstruowany model komputerowy budynku nie stawia również przez nami ograniczeń co do ilości generowanych widoków, przekrojów, tworzenia złożonych animacji i prezentacji wizji architektonicznej w połączeniu z możliwością łatwego osadzenia obiektu w rzeczywistym otoczeniu.

Po latach fascynacji technikami komputerowymi i prezentacji projektów architektonicznych w zwirtualizowanej formie jesteśmy świadkami powrotu do makiet architektonicznych. Przyczyn tej sytuacji należy szukać w rozwoju technik obróbki materiałów. Rozwój technologi komputerowych spowodował powstanie nowych narzędzi do laserowego cięcia i obróbki materiałów oraz nowych technologii takich jak choćby wydruk 3D. Dzięki nim możliwe stało się podniesienie szybkości i precyzji budowy makiet do poziom niedostępnego przed kliku latu. O powrocie do prezentacji przy użyciu rzeczywistych modeli decyduje również świadomość projektantów o pewnych specyficznych ograniczeniach modeli wirtualnych w których możliwe są  przekłamania wynikające z niewłaściwego kąta widzenia, specyficznego kadru czy przeskalowania modelu. Mogą one celowo lub przypadkowo powodować błędny odbiór i ewaluację projektu architektonicznego. Specyfika cech modelu wirtualnego pozwala projektantowi nie tylko oczarować klienta, ale może niestety również zmylić samego autora. Wirtualny model nie pozwala poczuć namacalności bryły, możliwości fizycznego obcowania z realnym odwzorowaniem, w jego faktycznych proporcjach i kształcie.

Nie wchodząc w szczegóły bardzo szerokiego tematu budowy makiet pokrótce chcielibyśmy przybliżyć państwu możliwości zastosowania drukarek 3D do budowy makiet lub elementów makiety. Rozpatrując tą problematykę należy zauważyć że efekt końcowy jest uzależniony od dwóch kwestii jakości i złożoności drukowanego obiektu 3D oraz techniki wydruku. Technologie wydruku 3D opisaliśmy tutaj : Technologie wydruku 3D więc nie będziemy już do tego szerzej wracać i skupimy się na zdecydowanie tańszym i dostępnym dla wszystkich wydruku FDM.

Efekt końcowy jaki uzyskamy w wyniku wydruk FDM, uzależniony jest przede wszystkim od jakości i złożoności modelu 3D oraz jakości drukarki 3D jej dokładności, wielkości roboczej którą dysponuje, zastosowanego materiału do wydruku. Zależnie od tego czym dysponujemy musimy podjąć określone decyzje co do sposobu wykonania makiety przy pomocy drukarki 3D.

Jednym z pierwszych kryteriów który musimy rozpatrzyć to wielkość modelu jaki chcemy uzyskać. Obszar roboczy większości obecnych drukarek 3D to około 20cm x 20cm i wysokość około 25cm. Oczywiście są już dostępne drukarki które pozwalają na wydruk w technologi FDM zdecydowanie większych modeli ale ich cena jest wysoka. Należy również pamiętać, że nie wszystkie drukarki radzą sobie tak samo dobrze przy wydruku na granicach obszaru roboczego. Znając już fizyczne możliwości naszej drukarki musimy rozpatrzyć czy wygląd modelu – bryły architektonicznej zeskalowanej do takich wymiarów jest dla nas zadowalający. Przeciętny budynek mieszkalny ma wymiary około 20m x 20m i wysokość około 5m, mówimy więc o modelu w skali około  1:100. Należy przy tym pamiętać, że skalowaniu ulegną wszystkie elementy budynku jak choćby wykończenie elewacji, barierki, elementy stolarki, oświetlenia itp, W wyniku skalowania bryły budynku może się okazać, że elementy te będą z byt małe by drukarka mogła je wydrukować. Drukarki 3D posiadają oprogramowanie które pozwala wczytać obiekt 3D, najczęściej plik jest to plik .obj i wykonać sprawdzenie poprawności takiego modelu.

[zrzut z weryfikacji obiektów]

Na tym etapie będzie wiec musieli zdecydować czy nasza bryła architektoniczna może być drukowana w całości, czy może będziemy musieli ją podzielić na mniejsze części. Podział taki można wykonać na kilka sposobów. Dzieląc np budynek kondygnacjami i np drukując oddzielnie dach od reszty budynku lub wykonując podział w pionowych płaszczyznach. Jeśli nasza bryła jest zbyt duża na wydruk w całości i musimy ją podzielić na mniejsze elementy jednocześnie pojawia się nam kwestia uwidocznienia tych przekrojów i pokazania na makiecie wnętrza projektowanego budynku. Wszystkie te aspekty decydują o tym na ile projekt architektoniczny wykonany w programie CAD którego zasadniczym przeznaczeniem jest przecież dokumentacja architektoniczna a nie wydruk 3D jest użyteczny dla drukarki 3D. Praktyka pokazuje, że nie można użyć takiego obiektu w prosty sposób 1 : 1, praktycznie zawsze przed wysłaniem go do drukarki należy uprzednio zmodyfikować, usuwając zbędne elementy z projektu, dzieląc go na mniejsze obiekty i skalując do właściwych dla drukarki wymiarów.

W dalszych wpisach na blogu będziemy starali się państwu przybliżyć tematykę związaną z wydrukiem 3D w technologii FDM i rozwiązywanie problemów pojawiających się przy przenoszeniu projektu architektonicznego wykonanego w systemie ArCADia na drukarkę 3D.

 

Źródła i odnośniki:

CHRISTIAN KEREZ – SKALE RZECZYWISTOŚĆI – WYWIAD (2006)

http://www.modelarnia.org/

http://www.archimod.pl/makiety-deweloperskie.html

http://makietyarchitektoniczne.bloog.pl/

http://rapidcrafting.com/makiety-architektoniczne/

Strona główna