Stampa 3D In Architettura

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Video: La Stampa 3d in Architettura 2024, Marzo
Anonim

La modellazione digitale 3D (BIM) è utilizzata oggi da metà delle aziende di architettura del mondo e poche persone sostengono che l'emergere del BIM abbia fatto una vera rivoluzione. Gli architetti hanno finalmente trovato un modo affidabile per trasmettere rapidamente, chiaramente, chiaramente e accuratamente le loro idee al cliente.

È ora di padroneggiare la tecnologia innovativa della presentazione del modello fisico. Il modello fisico è molto più completo dell'immagine sul monitor, consentendo al cliente di comprendere e sentire il concetto architettonico. Entrambi i modelli sono necessari all'architetto: è necessario un modello 3D digitale per analizzare i componenti del progetto e un modello fisico per valutare in modo efficiente le parti e la scala. Ancora più importante, il modello fisico consente agli architetti di parlare in una lingua che il cliente comprende, anche la più distante dall'architettura. Il cliente ha l'opportunità di valutare il progetto a livello emotivo, di percepirlo tenendo conto di tutte le sottigliezze.

L'arte di realizzare modelli architettonici a mano merita certamente ogni rispetto, ma è così laboriosa che la creazione di un tale modello si trasforma di per sé in un progetto a parte. In primo luogo, i disegni architettonici vengono consegnati al produttore del modello, che incarna il concetto generale nel materiale. Questo richiede da due a quattro settimane. Se il progetto ha superato con successo l'approvazione, il layout viene finalizzato senza modifiche significative. In caso contrario, l'architetto deve apportare modifiche al progetto e presentare una nuova versione del modello al cliente per l'approvazione. Succede che il processo di realizzazione di un modello fisico si protrae per mesi, non rispetti la scadenza e metta a repentaglio il destino dell'intero progetto.

Nel mondo frenetico della modellazione digitale, fare affidamento su approssimazioni fatte a mano è antiquato e troppo costoso. E se realizzare un modello fosse più veloce, più economico e più preciso? Immagina solo quali opportunità si stanno aprendo! Lo stesso modello 3D potrebbe essere utilizzato direttamente nel flusso di lavoro … Le stampanti 3D di Z Corporation trasformano questi sogni in realtà.

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Incarnazione visiva

Quando la prima stampante 3D di Z Corporation, in grado di stampare modelli fisici 3D, è arrivata sul mercato, ha portato con sé un sacco di nuove possibilità. Non più vincolati dal costo elevato e dalle dimensioni delle macchine di prototipazione, i progettisti sono stati improvvisamente in grado di utilizzare regolarmente modelli 3D visivi nelle prime fasi di un progetto.

Abituato a lavorare solo con le tecnologie più moderne, Morphosis, il vincitore del Tom Main Architecture Award, è stato tra i primi a introdurre la stampa 3D. Il CIO di Morphosis Marty Doscher descrive la sede dell'azienda a Eugene, Oregon: "Abbiamo due stampanti 3D qui e ogni progetto diventa 3D sin dal primo giorno".

Tom potrebbe fare un paio di schizzi su carta, ma il resto del lavoro viene svolto nello spazio 3D e molte stampe 3D vengono eseguite fino in fondo.

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Difendere le idee, vincere gli affari

“Il cervello umano lavora in tre dimensioni, non in due”, spiega il titolare dello studio di architettura iKix R. “Parta” Partasarati. “Architetti e appaltatori si affidano da secoli ai progetti 2D. Ma non importa quanto accurati siano questi disegni, c'è sempre il pericolo che il cliente li interpreti male.

A titolo di esempio, cita la storia recente di un complesso residenziale di centinaia di edifici. Il cliente era abbastanza soddisfatto dei disegni, ma non appena ha visto il modello 3D, si è subito preoccupato per il posizionamento troppo denso degli edifici. Per diluire questo guazzabuglio, l'architetto ha dovuto collocare una piscina e una sala fitness al centro del complesso. Si può solo immaginare quanto sarebbe costata al cliente una soluzione tardiva a questo problema - diciamo, quando metà del complesso sarebbe già stato costruito … La presenza di un modello 3D ha fatto risparmiare molto tempo all'architetto e il il cliente lo ha salvato da ingenti spese per modifiche nel complesso già in costruzione …

Jerde Partnership ha acquistato le stampanti ZPrinter 310 Plus e ora le utilizza nello sviluppo di qualsiasi progetto, da un grattacielo a un chiosco. La possibilità di stampare in 3D in un ambiente di ufficio consente di produrre layout molto rapidamente e, inoltre, di creare modelli di questo tipo che sarebbero semplicemente poco pratici da realizzare a mano.

Appena una settimana dopo l'acquisizione, la ZPrinter 310 Plus ha contribuito a vincere il concorso per il quale Jerde Partnership ha presentato un progetto sul lungomare a San Diego. Il modello fisico dettagliato ha mostrato come il progetto Jerde valorizzi i contorni del paesaggio mantenendo il suo stile generale. Al Waas, vice presidente e capo progettista del progetto, afferma che creare lo stesso modello a mano richiederebbe settimane di impegno da parte di un intero team di specialisti. E con la ZPrinter 310 Plus, il layout è stato stampato in appena mezza giornata. "Più dettagliato è il progetto, più complesso è, maggiori sono i vantaggi offerti dalla stampa 3D", osserva Vaas. E aggiunge che l'uso di stampanti 3D dà un aumento approssimativamente duplice della produttività.

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Come funziona?

Le stampanti 3D di Z Corporation funzionano con i formati di file utilizzati nel BIM, formando layout fisici 3D da una polvere composita di gesso.

Un modello ottenuto da programmi come Autodesk Revit o Autodesk 3ds Max viene tagliato in migliaia di livelli orizzontali da Z Corp. La testina di stampa della stampante esegue quindi migliaia di passaggi attraverso la polvere, lasciando un legante liquido nei punti di intersezione. Quando questa sostanza entra in contatto con la polvere, si solidifica rapidamente. Pertanto, stampando a una velocità verticale di circa un pollice all'ora, la stampante applica il materiale strato per strato e crea un layout finito dal gesso in polvere.

Le stampanti 3D Z Corp sono uniche: solo loro possono realizzare modelli a colori. Nessun'altra tecnologia per la creazione di modelli 3D offre questa possibilità. Inoltre, grafici e fotografie possono essere applicati al modello per migliorare ulteriormente la somiglianza con l'originale.

Il software Z Corp ti consente di andare oltre le dimensioni dell'area del tracciato. Il modello dell'edificio può essere diviso in parti e il programma ZEdit Pro aggiungerà automaticamente perni e fori per il successivo assemblaggio quasi a filo.

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Salvataggio

Mentre il prezzo di un mockup fatto a mano può arrivare a diverse migliaia di dollari, il prezzo dello stesso mock-up stampato su una stampante 3D di Z Corporation è di soli $ 2-3 per pollice cubo.

"Per i progetti di dimensioni medio-grandi, il costo di realizzazione di un layout ripaga quasi immediatamente", ha affermato Scott Harmon, vice presidente dello sviluppo di Z Corporation. - Spesso il dispositivo stesso ripaga molto velocemente: se, ad esempio, nella primissima fase del progetto, grazie al modello, si è potuto riscontrare un grave errore oppure l'azienda si è aggiudicata la gara, presentando il proprio progetto nella luce più vantaggiosa. Nonostante il fatto che la produzione di layout di edifici su stampanti 3D sia una direzione relativamente nuova, la maggior parte dei nostri clienti sono architetti: sono loro che ottengono il ritorno dalla stampante sin dal primo giorno di lavoro ".

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Velocità e scalabilità

Laddove un modello di medie dimensioni ha richiesto settimane per essere prodotto, una stampante 3D può gestirlo in meno di 12 ore. Le stampanti a getto d'inchiostro 3D di Z Corporation non fumano, producono scarti minimi e il materiale lasciato inutilizzato durante il processo di stampa è adatto per un ulteriore utilizzo. Le stampanti stampano a risoluzioni fino a 600 dpi, riproducendo scrupolosamente i minimi dettagli della superficie.

La linea Z Corp include la stampante in bianco e nero ZPrinter 310 Plus e tre dispositivi a colori: ZPrinter 450, Spectrum Z510 e ZPrinter 650 ad alta risoluzione.

"Le macchine offerte da altri produttori non consentono più layout contemporaneamente: è impossibile stampare i modelli uno sopra l'altro", afferma Scott Harmon. "Le stampanti Z Corp consentono di stampare tanti layout quanti sono fisicamente presenti nell'area di stampa, grazie al sottile strato di polvere tra di loro."

Non molto tempo fa, il Realization Group era ancora una volta convinto dei vantaggi della stampa di massa sulle stampanti Z Corp. Quando il suo ufficio di Coral Gables, in Florida, ha ordinato 100 copie del layout per scopi di marketing, Realization Group è stato in grado di completare l'ordine in soli due giorni, solo potendo stampare più copie contemporaneamente senza sacrificare precisione, qualità e affidabilità.

Insieme ai vantaggi in termini di velocità e convenienza, una stampante 3D è di particolare valore per gli aspiranti architetti. L'utilizzo della stampa 3D nelle prime fasi della progettazione può acquisire rapidamente una preziosa esperienza, proteggendo sia l'architetto che il cliente da costosi errori causati dalla mancanza di esperienza.

Grazie alle stampanti 3D di Z Corporation, che generano layout architettonici in un ordine di grandezza più economico e veloce del metodo manuale, la stampa 3D può ora essere applicata nelle prime fasi di progettazione, il che aumenta l'efficienza dell'intero processo. Proprio come la modellazione digitale BIM rende la progettazione più economica ed efficiente, così i modelli 3D creati nella fase di sviluppo del progetto aiutano a comprenderne meglio il concetto, evitare errori e fornire opportunità di business che prima erano solo sognate.

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Costruire una casa: la stampa 3D come motore di progetto

In vent'anni di lavoro nel campo della progettazione informatica R. "Parta" Partasarati incontra un nuovo cliente con la stessa domanda: "Che problema possiamo risolvere per te?"

La solita risposta è: "Accelera la promozione del nostro prodotto sul mercato".

Applicato all'architettura, Partasarati ha riscontrato che le due principali ragioni dei ritardi si riducono a una progettazione teorica insufficiente e a una scarsa comunicazione. Due anni fa, ha scoperto la stampa 3D, una tecnologia completamente nuova che riduce notevolmente i tempi di progettazione. Consente di realizzare un accurato modello fisico tridimensionale di un edificio e di renderlo una parte importante del lavoro di ogni progettista. Parta ha visto questa come una grande opportunità per migliorare la comprensione reciproca tra tutte le persone coinvolte nel progetto, aumentare l'efficienza ed eliminare errori rovinosi. È così che è nato iKix (www.ikix.in), il primo ufficio di servizi di stampa 3D architettonica in India.

Prima, tutti i layout degli edifici erano realizzati a mano. Poiché questo processo richiede molto tempo e costa molto denaro, gli architetti realizzano il layout solo nella fase finale del progetto, appena prima della presentazione pubblica.

"Bureau iKix stampa un modello 3D in media in sei-dieci giorni, il che è molto più veloce del mese necessario per realizzare a mano un modello simile", afferma Parta. Golf e così via - possiamo realizzare in sei settimane contro cinque mesi a mano. Il risparmio di tempo e denaro diventa ancora più evidente quando i piani cambiano e il layout deve essere adattato al volo ".

iKix utilizza il colore Spectrum Z510 di Z Corp. Le capacità di questa stampante consentono all'architetto e al project manager di ottenere rapidamente più copie del layout, una per l'architetto, il cliente, l'appaltatore generale, il subappaltatore e le autorità civili. "Una stampante 3D è più di una semplice macchina di prototipazione", afferma Parta. - È diventato davvero uno degli strumenti dello sviluppatore. La stampa 3D è una svolta che credo plasmerà il futuro dello scambio di informazioni tecniche per i prossimi duecento anni. Ogni progetto deve essere presentato in 3D, e presto lo sarà. Sono sinceramente convinto che tutti gli architetti lavoreranno in 3D. I clienti IKix vengono qui per incarnare sempre più progetti in modelli tridimensionali. I vantaggi sono innegabili ".

Parta ritiene che anche le strutture infrastrutturali necessitino di modelli fisici. Ad esempio, quando le autorità hanno deciso di costruire uno svincolo autostradale, è necessario pianificare il traffico stradale in tutte le modalità di funzionamento. La presenza di un modello 3D fisico semplifica la soluzione a questo problema.

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Visibilità: stampa 3D nel settore civile

La società di consulenza scandinava Ramboll Group's (www.ramboll.com) ha una storia di monumenti architettonici ristrutturati, ponti meravigliosi, strade eccellenti e servizi pubblici affidabili. Tuttavia, ogni nuova offerta richiede non solo idee brillanti, ma anche la loro presentazione brillante: questo è l'unico modo per contare sul successo. Questo è uno dei motivi per cui Ramboll ha adottato la tecnologia di stampa 3D.

Ramboll opera in un mercato internazionale altamente competitivo, offrendo una gamma completa di servizi di consulenza nei settori delle infrastrutture, telecomunicazioni, architettura, sanità, petrolio e gas, energia, protezione ambientale, informatica e gestione.

Ramboll è giustamente orgoglioso dei risultati del progetto già implementato, mentre i potenziali clienti sono più interessati a proposte per possibili ordini futuri. L'azienda è alla ricerca di modi per rappresentare al meglio le proprie idee e, in quest'area, le possibilità della stampa 3D sono difficili da sopravvalutare.

Fin dall'inizio, la stampa a colori è stata un requisito assoluto per Ramboll. Questo ha predeterminato la scelta: Ramboll ha acquistato la stampante 3D Z Corporation Spectrum Z510, l'unica stampante a colori ad alta risoluzione fino ad oggi.

Spectrum Z510 genera rapidamente layout architettonici e ingegneristici 3D, in meno tempo e di solito molto più economici rispetto al metodo manuale tradizionale. Con dettagli dai colori nitidi, i layout trasmettono meglio le idee di progetto. E la capacità dello Spectrum Z510 di applicare trame alla superficie rende i layout realistici e spettacolari, il che è particolarmente importante per i progetti infrastrutturali. Ad esempio, gli ingegneri Ramboll possono applicare una texture in mattoni alla superficie di un muro e una sua fotografia reale da una vista a volo d'uccello su un modello di terreno.

Le nuove funzionalità hanno notevolmente migliorato le possibilità di Ramboll. Poco dopo aver acquisito lo Spectrum Z510, l'azienda ha vinto una gara d'appalto per progettare un grande ponte nella sua casa in Danimarca.

Il layout mostrava fedelmente le speciali fermate a forma di V che occupavano meno spazio e richiedevano meno materiale rispetto alle loro controparti classiche. Ha trasmesso perfettamente l'entusiasmo del concetto.

"Questo è solo un esempio in cui la stampa 3D a colori ha contribuito a vincere la gara", afferma Jita Monchizadeh, sviluppatore CAD per la divisione Trasporti e infrastrutture di Ramboll. - E abbiamo già molti di questi esempi. La stampa 3D, come nient'altro, aiuta il cliente a sentire l'unicità dei nostri progetti, a non perdere nessuna delle idee incorporate in essi. Creiamo presentazioni che rappresentano Ramboll a colori e chiarezza. Colore, chiarezza e consistenza - fino al modello in muratura sul muro - lascia davvero un'impressione duratura ".

Inoltre, la stampa 3D consente di risparmiare denaro per Ramboll. Ad esempio, recentemente, quando un'azienda aveva bisogno di un layout per un edificio residenziale di 12 piani, è stato calcolato che sarebbe stato tre volte più economico stampare un modello a colori su una stampante 3D rispetto a un ordine manuale.

"La stampa di un modello fisico a colori è praticamente semplice, a condizione che la scala sia corretta", continua Jita Monchizadeh. - Se il progetto viene eseguito in un programma per la progettazione tridimensionale, questo è abbastanza per formare un modello 3D. A volte il modello deve essere leggermente ottimizzato per adattarlo alla risoluzione della stampante, ma di solito non è un grosso problema. È più probabile che sorgano problemi quando si crea un modello a mano, ad esempio quando un singolo piccolo dettaglio richiede molto tempo! In altre parole, la stampa 3D incoraggia la creatività e il pensiero spaziale. In diverse fasi del progetto è possibile creare facilmente stampe del layout e confrontarle ".

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Zest: utilizzo di layout 3D nelle presentazioni

Per Robin Lockhart, Deputy Chief Executive Officer e Operations Manager presso OBM International (www.obmi.com), i progetti di design che prima richiedevano molte ore di discussione e richiedevano molte soluzioni per tentativi ed errori sono ora diventati un catalizzatore che dà impulso.

Il fatto è che non molto tempo fa l'azienda ha integrato la stampa 3D nei suoi processi di produzione.

Uno dei progetti molto importanti è la costruzione della nuova sede di OBM International a Coral Gables. Utilizzando una stampante 3D acquistata dalla Z Corporation, "ho realizzato un modello di una workstation a quattro posti, suddividendo i componenti in modo che potessero essere assemblati in diverse configurazioni in seguito", afferma Robin Lockhart. - Il team di progettazione ha escogitato soluzioni che possono essere combinate scambiando i componenti. Questo ci ha salvato da dibattiti inutili, ha risparmiato molto tempo e fatica e, cosa più importante, ci ha permesso di giungere rapidamente e dinamicamente alla soluzione desiderata. Inoltre, il processo di ricerca stesso si è rivelato estremamente eccitante ".

OBM International ha acquisito la stampante 3D Z Corp Spectrum Z510 nel dicembre 2007. “Ora stiamo usando Z Corp Spectrum Z510 con tutte le opzioni, incluso un modulo di pulizia automatica dei residui di polvere. In effetti, abbiamo qui un intero set di dispositivi per lavorare con i layout, che si sono sviluppati gradualmente attorno alla stampante principale.

Lockhart ha osservato che la stampa 3D ha avuto il miglior impatto sulla natura dell'attività di OBM International: "Il nostro livello di comprensione con il cliente è sorprendente. L'umore generale della presentazione cambia istantaneamente in meglio non appena presentiamo il layout al cliente. I clienti possono ora condurre discussioni su un piano che comprendono bene, il modello fa costantemente una buona impressione e la gratitudine del cliente è assicurata ".

In precedenza, OBM International utilizzava i tradizionali disegni 2D, proiezioni a colori e video per le presentazioni. I progettisti hanno utilizzato carta da lucido, schizzi a mano, CAD, visualizzazione 3D e modellazione. “Tutto questo era nel nostro arsenale e tutto ciò impone alcune restrizioni. Quando facciamo una presentazione per un cliente che non ha abbastanza familiarità con le sfumature di questo formato, il contenuto delle informazioni diminuisce e questo può influire negativamente sulla decisione . Secondo Robin Lockhart, OBM International realizza modelli 3D per le proprie esigenze: ai fini dell'analisi critica e della valutazione del progetto.

"Il nostro flusso di lavoro è incentrato sull'uso onnipresente di layout fisici", afferma Lockhart. "Con un uso sempre più attivo di una stampante 3D, possiamo sperare che la qualità dei nostri progetti migliorerà solo. Inoltre, questo dispositivo è diventato davvero il momento clou di tutte le nostre presentazioni architettoniche ".

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Esporta da Autodesk Revit

La quota crescente della stampa 3D nella progettazione architettonica ha portato a uno strumento che consentiva agli utenti di scaricare file STL importati da Autodesk Revit direttamente su una stampante 3D Z Corp. Non molto tempo fa, Autodesk ha annunciato il rilascio di un nuovo esportatore STL per la piattaforma Autodesk Revit 2009 (BIM). In precedenza, durante la conversione dei file Revit in formato STL, era necessario un software di terze parti.

Questo sviluppo sottolinea la fiducia di Autodesk nel futuro della stampa 3D e la sua crescente adozione man mano che il processo diventa più economico ed efficiente.

"I modelli fisici 3D stanno diventando una parte significativa del processo di progettazione, offrendo visibilità nella progettazione e una migliore comunicazione tra designer e cliente", ha affermato Emil Kfouri, senior line manager di Autodesk AEC Solutions. - I modelli 3D sono necessari per i nostri clienti durante l'intero ciclo di vita del prodotto, ma soprattutto durante la ricerca di una soluzione concettuale. L'esportatore STL per la piattaforma Revit ha il pieno supporto per i dispositivi Z Corporation, che rendono la stampa 3D non solo incredibilmente veloce e di alta qualità, ma anche davvero conveniente. Stiamo sviluppando altre soluzioni interessanti per la stampa di layout fisici su stampanti Z Corporation ".

Kfowry ha anche affermato di essere fiducioso in un futuro radioso per la stampa 3D. “La maggior parte dei modelli 3D sono stati stampati finora solo nella fase di sviluppo concettuale - durante lo studio e la progettazione dei contorni del futuro edificio. Inoltre, il layout fisico appare nella fase finale, quando il progetto viene presentato al pubblico. In futuro, vedo la stampa 3D in tutte le fasi, quando anche le più piccole modifiche si riflettono in un layout separato e studiate per assicurarsi che siano necessarie. Mi aspetto che il colore e le trame saranno sempre più richiesti nei layout: rendono il modello estremamente visivo.

Il convertitore STL Exporter, che genera un file STL da un modello creato nei prodotti Autodesk Revit Architecture, Autodesk Revit Structure e Autodesk Revit MEP, è disponibile per il download sul sito Web di Autodesk (www.autodesk.ru).

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