Cyfrowe modelowanie 3D (BIM) jest dziś używane przez połowę światowych firm architektonicznych i niewiele osób kwestionuje fakt, że pojawienie się BIM dokonało prawdziwej rewolucji. Architekci w końcu dostali niezawodny sposób, aby szybko, jasno, jasno i dokładnie przekazać swoje pomysły klientowi.
Czas opanować innowacyjną technologię prezentacji modelu fizycznego. Model fizyczny jest znacznie bardziej kompletny niż obraz na monitorze, dzięki czemu klient może zrozumieć i poczuć koncepcję architektoniczną. Architekt potrzebuje obu modeli: cyfrowy model 3D jest potrzebny do analizy elementów projektu, a model fizyczny jest wymagany do wydajnej oceny części i skali. Co ważniejsze, model fizyczny pozwala architektom mówić językiem zrozumiałym dla klienta - nawet najbardziej odległym od architektury. Klient ma możliwość oceny projektu na poziomie emocjonalnym, dostrzeżenia go z uwzględnieniem wszystkich subtelności.
Sztuka ręcznego wykonywania modeli architektonicznych z pewnością zasługuje na każdy szacunek, ale jest na tyle pracochłonna, że samo stworzenie takiego modelu zamienia się w osobny projekt. Najpierw rysunki architektoniczne są przekazywane producentowi modelu, który uosabia ogólną koncepcję w materiale. Trwa to od dwóch do czterech tygodni. Jeśli projekt pomyślnie przeszedł zatwierdzenie, układ jest finalizowany bez znaczących zmian. Jeśli nie, architekt musi wprowadzić zmiany w projekcie i przedstawić klientowi nową wersję modelu do zatwierdzenia. Zdarza się, że proces tworzenia fizycznego modelu przeciąga się miesiącami, nie dotrzymuje terminu i zagraża losom całego projektu.
W szybko zmieniającym się świecie modelowania cyfrowego poleganie na ręcznych przybliżeniach jest staromodne i zbyt drogie. A co by było, gdyby model był szybszy, tańszy i dokładniejszy? Wyobraź sobie, jakie otwierają się możliwości! Ten sam model 3D może być użyty bezpośrednio w toku pracy … Drukarki 3D Z Corporation sprawiają, że te marzenia stają się rzeczywistością.
Wizualne wykonanie
Kiedy pierwsza drukarka 3D firmy Z Corporation, która mogła drukować modele fizyki 3D, trafiła na rynek, przyniosła ze sobą mnóstwo nowych możliwości. Nie ograniczając się już wysokimi kosztami i rozmiarem maszyn do prototypowania, projektanci mogli nagle regularnie korzystać z wizualnych makiet 3D na najwcześniejszych etapach projektu.
Przyzwyczajony do pracy tylko z najnowocześniejszymi technologiami, Morphosis, zdobywca nagrody Tom Main Architecture Award, jako jeden z pierwszych wprowadził druk 3D. CIO firmy Morphosis, Marty Doscher, opisuje siedzibę firmy w Eugene w stanie Oregon: „Mamy tutaj dwie drukarki 3D i każdy projekt przechodzi w 3D od pierwszego dnia”.
Tom może robić kilka szkiców na papierze, ale reszta pracy jest wykonywana w przestrzeni 3D, a wiele wydruków 3D jest wykonywanych w całości.
Obrona pomysłów, wygrywanie biznesu
„Ludzki mózg działa w trzech wymiarach, a nie w dwóch” - wyjaśnia właściciel biura architektonicznego iKix R. „Parta” Partasarati. „Architekci i wykonawcy od wieków polegali na projektach 2D. Jednak bez względu na to, jak dokładne są te rysunki, zawsze istnieje ryzyko, że klient je błędnie zinterpretuje”.
Jako przykład przytacza niedawną historię zespołu mieszkalnego składającego się z setek budynków. Klient był bardzo zadowolony z rysunków, ale gdy tylko zobaczył model 3D, od razu zaczął się niepokoić zbyt gęstym rozmieszczeniem budynków. Aby rozcieńczyć ten bałagan, architekt musiał umieścić basen i salę fitness w centrum kompleksu. Można się tylko domyślać, ile kosztowałoby klienta spóźnione rozwiązanie tego problemu - powiedzmy, gdyby połowa kompleksu była już zbudowana … Obecność modelu 3D zaoszczędziła architektowi sporo czasu, a klient uratował go przed ogromnymi wydatkami na zmiany w już powstającym kompleksie …
Jerde Partnership kupiło drukarki ZPrinter 310 Plus i teraz używa ich przy opracowywaniu każdego projektu - od wieżowca po kiosk. Możliwość drukowania 3D w środowisku biurowym pozwala na bardzo szybkie tworzenie układów, a dodatkowo tworzenie takich modeli, których wykonanie ręczne byłoby po prostu niepraktyczne.
Zaledwie tydzień po przejęciu ZPrinter 310 Plus pomógł wygrać konkurs, w którym Jerde Partnership złożyło projekt nabrzeża w San Diego. Szczegółowy model fizyczny pokazał, jak projekt Jerde poprawia kontury krajobrazu, zachowując jednocześnie jego ogólny styl. Al Waas, zastępca wiceprezesa i główny projektant projektu, mówi, że ręczne wykonanie tej samej makiety wymagałoby tygodni pracy całego zespołu specjalistów. A dzięki ZPrinter 310 Plus układ został wydrukowany w zaledwie pół dnia. „Im bardziej szczegółowy jest projekt, tym bardziej jest złożony, tym więcej korzyści zapewnia druk 3D” - zauważa Vaas. I dodaje, że użycie drukarek 3D daje w przybliżeniu dwukrotny wzrost produktywności.
Jak to działa?
Drukarki 3D Z Corporation współpracują z formatami plików używanymi w BIM, tworząc fizyczne układy 3D z kompozytowego proszku gipsu.
Model uzyskany z programów takich jak Autodesk Revit lub Autodesk 3ds Max jest pocięty na tysiące poziomych warstw przez firmę Z Corp. Głowica drukująca drukarki wykonuje następnie tysiące przejść przez proszek, pozostawiając płynne spoiwo w punktach przecięcia. W przypadku kontaktu tej substancji z proszkiem szybko zestala się. W ten sposób, drukując z prędkością pionową około jednego cala na godzinę, drukarka nakłada materiał warstwa po warstwie i tworzy gotowy układ ze sproszkowanego gipsu.
Drukarki 3D Z Corp są wyjątkowe: tylko one mogą tworzyć modele w kolorze. Żadna inna technologia tworzenia makiet 3D nie oferuje takiej możliwości. Ponadto na modelu można zastosować grafikę i zdjęcia, aby jeszcze bardziej zwiększyć podobieństwo do oryginału.
Oprogramowanie Z Corp pozwala wyjść poza rozmiar działki. Model budynku można podzielić na części, a program ZEdit Pro automatycznie doda do nich kołki i otwory do późniejszego montażu niemal równo.
Oszczędność
Podczas gdy cena ręcznie robionej makiety może sięgać nawet kilku tysięcy dolarów, cena tej samej makiety wydrukowanej na drukarce 3D firmy Z Corporation to tylko 2-3 dolary za cal sześcienny.
„W przypadku średnich i dużych projektów koszt wykonania układu zwraca się niemal natychmiast” - powiedział Scott Harmon, wiceprezes ds. Rozwoju w Z Corporation. - Często samo urządzenie bardzo szybko się opłaca: jeśli np. Na bardzo wczesnym etapie projektu dzięki modelowi udało się znaleźć poważny błąd lub firma wygrała przetarg, prezentując swój projekt w najkorzystniejsze światło. Pomimo tego, że produkcja układów budynków na drukarkach 3D to stosunkowo nowy kierunek, większość naszych klientów to architekci: to oni otrzymują zwrot od drukarki już od pierwszego dnia pracy.”
Szybkość i skalowalność
Tam, gdzie wyprodukowanie modelu średniej wielkości zajmowało tygodnie, drukarka 3D poradzi sobie z nim w mniej niż 12 godzin. Drukarki atramentowe 3D firmy Z Corporation nie dymią, wytwarzają minimalną ilość odpadów, a materiał pozostawiony nieużywany podczas procesu drukowania nadaje się do dalszego wykorzystania. Drukarki drukują z rozdzielczością do 600 dpi, skrupulatnie odtwarzając najdrobniejsze szczegóły powierzchni.
Linia Z Corp obejmuje czarno-białą drukarkę ZPrinter 310 Plus oraz trzy urządzenia kolorowe: ZPrinter 450, Spectrum Z510 i ZPrinter 650 o wysokiej rozdzielczości.
„Maszyny oferowane przez innych producentów nie pozwalają na wiele układów jednocześnie: niemożliwe jest drukowanie modeli jeden na drugim” - mówi Scott Harmon. „Drukarki Z Corp pozwalają drukować tyle układów, ile fizycznie mieści się w obszarze roboczym, dzięki cienkiej warstwie proszku między nimi”.
Jeszcze nie tak dawno Grupa Realizacyjna po raz kolejny przekonała się o korzyściach płynących z masowego drukowania na drukarkach Z Corp. Kiedy jej biuro w Coral Gables na Florydzie zamówiło 100 kopii układu do celów marketingowych, Realization Group była w stanie zrealizować zamówienie w ciągu zaledwie dwóch dni - wyłącznie dzięki możliwości drukowania wielu kopii jednocześnie bez poświęcania dokładności, jakości i niezawodności.
Oprócz zalet pod względem szybkości i przystępności drukarka 3D ma szczególną wartość dla początkujących architektów. Korzystanie z druku 3D na wczesnym etapie projektowania może szybko zdobyć cenne doświadczenie, chroniąc architekta i klienta przed kosztownymi błędami wynikającymi z braku doświadczenia.
Dzięki drukarkom 3D firmy Z Corporation, które generują układy architektoniczne o rząd wielkości taniej i szybciej niż metoda ręczna, druk 3D można teraz zastosować na wczesnych etapach projektowania, co zwiększa wydajność całego procesu. Tak jak cyfrowe modelowanie BIM sprawia, że projektowanie jest tańsze i wydajniejsze, tak makiety 3D tworzone na etapie rozwoju projektu pomagają lepiej zrozumieć jego koncepcję, unikać błędów i stwarzać możliwości biznesowe, o których wcześniej tylko marzyliśmy.
Budowa domu: druk 3D jako silnik projektowy
W ciągu dwudziestu lat pracy w dziedzinie projektowania komputerów R. "Parta" Partasarati spotyka nowego klienta z tym samym pytaniem: "Jaki problem możemy dla Ciebie rozwiązać?"
Zwykła odpowiedź brzmi: „Przyspiesz promocję naszego produktu na rynku”.
W odniesieniu do architektury Partasarati odkrył, że dwie główne przyczyny opóźnień sprowadzają się do niewystarczającego projektu teoretycznego i słabej komunikacji. Dwa lata temu odkrył druk 3D, zupełnie nową technologię, która znacznie skraca czas projektowania. Pozwala wykonać dokładny trójwymiarowy model fizyczny budynku i uczynić go ważną częścią pracy każdego projektanta. Parta uznała to za doskonałą okazję do poprawy wzajemnego zrozumienia między wszystkimi zaangażowanymi w projekt, zwiększenia wydajności i wyeliminowania rujnujących błędów. Tak narodził się iKix (www.ikix.in), pierwsze biuro architektoniczne w Indiach zajmujące się drukiem 3D.
Wcześniej wszystkie układy budynków były wykonywane ręcznie. Ponieważ proces ten zajmuje dużo czasu i kosztuje dużo pieniędzy, architekci wykonują makietę dopiero na końcowym etapie projektu, tuż przed publiczną prezentacją.
„Bureau iKix drukuje model 3D średnio w sześć do dziesięciu dni, czyli znacznie szybciej niż miesiąc potrzebny na ręczne wykonanie podobnego modelu” - mówi Parta. Golf i tak dalej - możemy zrobić w sześć tygodni w porównaniu z pięcioma miesiącami ręcznie. Oszczędności czasu i pieniędzy stają się jeszcze bardziej zauważalne, gdy plany się zmieniają, a układ musi być dostosowywany w locie”.
iKix wykorzystuje kolor Spectrum Z510 firmy Z Corp. Możliwości tej drukarki pozwalają architektowi i kierownikowi projektu na szybkie uzyskanie wielu kopii układu - po jednej dla architekta, klienta, generalnego wykonawcy, podwykonawcy i władz cywilnych. „Drukarka 3D to coś więcej niż maszyna do prototypowania” - mówi Parta. - To naprawdę stało się jednym z narzędzi dewelopera. Druk 3D to przełom, który, jak sądzę, ukształtuje przyszłość wymiany informacji technicznych na najbliższe dwieście lat. Każdy projekt musi być przedstawiony w 3D i wkrótce będzie. Jestem szczerze przekonany, że wszyscy architekci będą pracować w 3D. Klienci IKix przyjeżdżają tutaj, aby realizować coraz więcej projektów w trójwymiarowych modelach. Korzyści są niezaprzeczalne”.
Parta uważa, że obiekty infrastruktury również wymagają modeli fizycznych. Przykładowo, gdy władze zdecydowały się na budowę węzła autostradowego, konieczne jest zaplanowanie ruchu drogowego we wszystkich trybach jego funkcjonowania. Obecność fizycznego modelu 3D upraszcza rozwiązanie tego problemu.
Widoczność: druk 3D w sektorze cywilnym
Skandynawska firma konsultingowa Ramboll Group's (www.ramboll.com) może się pochwalić historią odnowionych zabytków architektury, wspaniałych mostów, doskonałych dróg i niezawodnych mediów. Niemniej jednak każdy nowy przetarg wymaga nie tylko błyskotliwych pomysłów, ale także ich jasnej prezentacji - to jedyny sposób, aby liczyć na sukces. Jest to jeden z powodów, dla których Ramboll zastosował technologię druku 3D.
Ramboll działa na wysoce konkurencyjnym rynku międzynarodowym, oferując pełen zakres usług doradczych w zakresie infrastruktury, telekomunikacji, architektury, opieki zdrowotnej, ropy i gazu, energii, ochrony środowiska, informatyki i zarządzania.
Ramboll słusznie jest dumny z już zrealizowanych wyników projektu, podczas gdy potencjalni klienci są bardziej zainteresowani propozycjami ewentualnych przyszłych zamówień. Firma szuka sposobów na jak najlepsze odzwierciedlenie swoich pomysłów, aw tej dziedzinie możliwości druku 3D są trudne do przecenienia.
Od samego początku drukowanie w kolorze było absolutnym wymogiem Ramboll. To z góry zadecydowało o wyborze: Ramboll kupił drukarkę 3D Z Corporation Spectrum Z510 - jedyną jak dotąd drukarkę kolorową o wysokiej rozdzielczości.
Spectrum Z510 szybko generuje trójwymiarowe układy architektoniczne i inżynieryjne - w krótszym czasie i zwykle znacznie tańsze niż tradycyjna metoda ręczna. Dzięki wyraźnym detalom kolorystycznym układy lepiej przekazują pomysły projektowe. A zdolność Spectrum Z510 do nakładania tekstur na powierzchnię sprawia, że układy są realistyczne i spektakularne, co jest szczególnie ważne w przypadku projektów infrastrukturalnych. Na przykład inżynierowie Ramboll mogą zastosować teksturę cegły na powierzchni ściany i zrobić jej rzeczywistą fotografię z lotu ptaka na modelu terenu.
Nowe funkcje znacznie poprawiły szanse Ramboll. Wkrótce po nabyciu Spectrum Z510 firma wygrała przetarg na zaprojektowanie dużego mostu w swoim domu w Danii.
Układ wiernie odzwierciedlał specjalne ograniczniki w kształcie litery V, które zajmowały mniej miejsca i wymagały mniej materiału niż ich klasyczne odpowiedniki. Doskonale oddał radość z koncepcji.
„To tylko jeden przykład, w którym kolorowy druk 3D pomógł wygrać przetarg” - mówi Jita Monchizadeh, programista CAD w dziale transportu i infrastruktury firmy Ramboll. - A takich przykładów mamy już sporo. Druk 3D, jak nic innego, pomaga klientowi poczuć wyjątkowość naszych projektów, nie przegapić żadnego z pomysłów w nich osadzonych. Tworzymy prezentacje, które reprezentują Ramboll w kolorze i przejrzystości. Kolor, przejrzystość i faktura - aż po wzór muru na ścianie - naprawdę robi trwałe wrażenie”.
Ponadto drukowanie 3D oszczędza pieniądze Ramboll. Na przykład niedawno, gdy firma potrzebowała układu 12-piętrowego budynku mieszkalnego, obliczono, że wydrukowanie modelu kolorowego na drukarce 3D będzie trzy razy tańsze niż ręczne zamówienie.
„Drukowanie kolorowego modelu fizycznego jest praktycznie łatwe - pod warunkiem, że skala jest odpowiednia” - kontynuuje Jita Monchizadeh. - Jeśli projekt jest wykonywany w programie do projektowania trójwymiarowego, to wystarczy, aby utworzyć model 3D. Czasami model musi zostać nieco zoptymalizowany, aby skalować go w celu dopasowania do rozdzielczości drukarki, ale zwykle nie jest to wielka sprawa. Prawdopodobieństwo wystąpienia problemów jest większe przy ręcznym wykonywaniu modelu - np. Gdy jeden mały szczegół zajmuje dużo czasu! Innymi słowy, druk 3D pobudza kreatywność i myślenie przestrzenne. Na różnych etapach projektu możesz w łatwy sposób wykonać wydruki układu i je porównać.”
Zest: Używanie układów 3D w prezentacjach
Dla Robina Lockharta, zastępcy dyrektora naczelnego i kierownika operacyjnego w OBM International (www.obmi.com), projekty projektowe, które wymagały wielu godzin dyskusji i wymagały wielu prób i błędów, stały się teraz katalizatorem, który nadaje rozmach..
Chodzi o to, że nie tak dawno firma zintegrowała druk 3D ze swoimi procesami produkcyjnymi.
Jednym z bardzo ważnych projektów jest budowa nowej siedziby OBM International w Coral Gables. Korzystając z drukarki 3D zakupionej od Z Corporation, „Zrobiłem makietę czteromiejscowej stacji roboczej, rozkładając komponenty tak, aby później można było je montować w różnych konfiguracjach” - mówi Robin Lockhart. - Zespół projektowy wymyślił rozwiązania, które można łączyć, zamieniając komponenty. Uratowało nas to przed niepotrzebnymi debatami, zaoszczędziło wiele czasu i wysiłku, a co najważniejsze pozwoliło nam szybko i dynamicznie dojść do upragnionego rozwiązania. Ponadto sam proces wyszukiwania okazał się niezwykle ekscytujący”.
OBM International nabył drukarkę 3D Z Corp Spectrum Z510 w grudniu 2007 roku. „Używamy teraz Z Corp Spectrum Z510 ze wszystkimi opcjami, w tym z modułem automatycznego czyszczenia pozostałości proszku. W rzeczywistości mamy tutaj cały zestaw urządzeń do pracy z układami, które stopniowo rozwijały się wokół głównej drukarki”.
Lockhart zauważył, że druk 3D miał największy wpływ na charakter działalności OBM International: „Nasz poziom zrozumienia z klientem jest niesamowity. Ogólny nastrój prezentacji zmienia się natychmiast na lepsze, gdy tylko przedstawimy układ klientowi. Klienci mogą teraz prowadzić dyskusje na płaszczyźnie, którą dobrze rozumieją, model konsekwentnie robi dobre wrażenie, a klient jest wdzięczny”.
Wcześniej OBM International wykorzystywał tradycyjne rysunki 2D, kolorowe odwzorowania i filmy do prezentacji. Projektanci wykorzystali kalkę kreślarską, szkice odręczne, CAD, wizualizację 3D i modelowanie. „To wszystko było w naszym arsenale i to wszystko narzuca pewne ograniczenia. Kiedy robimy prezentację dla klienta, który nie jest do końca zaznajomiony z niuansami tego formatu, zawartość informacji zmniejsza się, co może negatywnie wpłynąć na decyzję”. Według Robina Lockharta OBM International wykonuje modele 3D na własne potrzeby: w celu krytycznej analizy i oceny projektu.
„Nasz przepływ pracy koncentruje się na wszechobecnym stosowaniu układów fizycznych” - mówi Lockhart. „Przy coraz aktywniejszym wykorzystaniu drukarki 3D możemy mieć nadzieję, że jakość naszych projektów będzie się tylko poprawiać. Poza tym to urządzenie naprawdę stało się główną atrakcją wszystkich naszych prezentacji architektonicznych”.
Eksportuj z programu Autodesk Revit
Rosnący udział druku 3D w projektowaniu architektonicznym zaowocował narzędziem, które umożliwiło użytkownikom pobieranie plików STL zaimportowanych z Autodesk Revit bezpośrednio do drukarki 3D Z Corp. Nie tak dawno firma Autodesk ogłosiła wydanie nowego eksportera STL dla platformy Autodesk Revit 2009 (BIM). Wcześniej podczas konwersji plików Revit do formatu STL wymagane było oprogramowanie innej firmy.
Rozwój ten podkreśla zaufanie Autodesk do przyszłości druku 3D i jego rosnącej popularności, gdy proces staje się bardziej ekonomiczny i wydajny.
„Modele fizyczne 3D stają się istotną częścią procesu projektowania, oferując wgląd w projekt i lepszą komunikację między projektantem a klientem” - powiedział Emil Kfouri, starszy kierownik liniowy w Autodesk AEC Solutions. - Modele 3D są niezbędne naszym klientom przez cały cykl życia produktu, ale przede wszystkim podczas poszukiwania rozwiązania koncepcyjnego. Eksporter STL dla platformy Revit ma pełne wsparcie dla urządzeń Z Corporation, które sprawiają, że druk 3D jest nie tylko niesamowicie szybki i wysokiej jakości, ale także naprawdę przystępny cenowo. Opracowujemy inne interesujące rozwiązania do drukowania układów fizycznych na drukarkach Z Corporation”.
Kfowry powiedział również, że jest przekonany o świetlanej przyszłości druku 3D. „Większość modeli 3D drukowana jest do tej pory tylko na etapie opracowania koncepcyjnego - podczas studiów i projektowania zarysu przyszłego budynku. Ponadto fizyczny układ pojawia się na końcowym etapie, kiedy projekt jest prezentowany publicznie. W przyszłości widzę drukowanie 3D na wszystkich etapach, kiedy nawet najmniejsze zmiany są odzwierciedlane w oddzielnym układzie i badane, aby upewnić się, że są potrzebne. Spodziewam się, że kolor i tekstury będą coraz bardziej pożądane w układach - sprawiają, że model jest niezwykle wizualny”.
Konwerter STL Exporter, który generuje plik STL z modelu utworzonego w produktach Autodesk Revit Architecture, Autodesk Revit Structure i Autodesk Revit MEP, jest dostępny do pobrania na stronie internetowej Autodesk (www.autodesk.ru).
