Az építészek már jóval azelőtt gyors prototípuskészítők voltak, hogy a gyors prototípusok léteztek. Habszivaccsal, kartonpapírral, fával és – talán nem olyan gyorsan – öntéssel is iterálták terveiket. Az építészek fokozatosan áttértek arra, hogy terveiket 3D nyomtatásban készítsék el, körülbelül ugyanazon az idővonalon, mint ahogyan a 3D-s szoftverek is átkerültek az általános kereskedelmi használatba.
Az építészek számára kézenfekvő fejlődésnek tűnt volna a 3D nyomtatás alkalmazása. Ennek során továbbra is zökkenőmentesen fejlesztik terveiket prototípusok készítésével egy digitálisan összekapcsoltabb munkahelyen.
A 3D nyomtatás azonban még nem mindenütt elterjedt eszköz az építészeti szektorban. Miért?
Modell a gyártáshoz
Azokban az iparágakban, ahol az additív gyártás elterjedtebb, például az autóiparban vagy az orvostudományban, az alkatrészeket kifejezetten a 3D nyomtatást szem előtt tartva, és ami fontos, hogy 1:1 méretarányban gyártják. Az építészeti fájlokat viszont többnyire kommunikációra modellezték, nem gyártásra.
Az építészeti 3D nyomtatás nagy része még mindig utólagos gondolat. A kommunikációs digitális modellekből hiányzik a megtervezett alkatrészek pontossága, és szinte mindig dinamikus, folyamatban lévő munkák. Azokban a szakaszokban, amikor az építészeknek általában a legnagyobb szükségük van modellekre, a fájljuk lényegében egy vázlatnak is megfelel.
Az építészeti tervezési folyamat újragondolása a 3D nyomtatás teljes körű beépítése érdekében teljesen új készségeket igényel, ami sok építészt megakadályozott abban, hogy házon belül alkalmazza a 3D nyomtatást, különösen igaz azokra, akik kisebb, korlátozott erőforrásokkal rendelkező cégeknél dolgoznak. Bár sok építésziroda elkötelezte magát amellett, hogy a tervezési és kommunikációs munkafolyamataiba beépíti és integrálja a 3D nyomtatást, és ezt követően minden előnyét kihasználják, sokkal többen vannak, akiket visszautasítottak az építészeti fájlok és a 3D nyomtatható anyagok közötti kapcsolat megszakadásából eredő problémás fájlokat.
Ebben a cikkben lépésről lépésre végigvezetjük Önt a fantasztikus építészeti 3D modellek építészeti tervfájljaiból történő nyomtatásának két módszerén.
Két módszer az építészet 3D nyomtatásra való felkészítésére
A problémák megoldása a 3D nyomtatáshoz szükséges építészeti fájl elkészítéséhez kétféleképpen közelíthető meg – mindkét útnak megvannak a maga előnyei és potenciális buktatói:
1. Modellezés a gyártáshoz: Ez egy 3D nyomtatható modell felépítése a semmiből, az építész tervfájljára hivatkozva.
Pozitívumok
- A modellezés a végső célt szem előtt tartva történik
- Teljes ellenőrzés (és művészi licenc) a fájlok létrehozása felett
Negatívumok
- A nulláról indulva (lehet, hogy nem illeszkedik a projekt idővonalához)
- A dizájn időközben megváltozhat, így a munka elavulttá válik
2. Reverse Engineering (javítás): Ez az építész tervfájljának beállítása 3D-s nyomtatható fájl létrehozására.
Pozitívumok
- Gyorsabb lehet az adatok minőségétől és a 3D nyomtató technikus/’fixer’ szakértelmétől függően.
- Az építésznek/kezdeti fájl készítőjének nincs szüksége 3D nyomtatási ismeretekre, és nem kell foglalkoznia ezekkel a részletekkel.
Negatívumok
- A nem 3D-nyomtatással készülő fájl átütő hatása az, hogy sok az ismeretlen, ami megnövelheti a rögzítő és a tervező közötti kommunikációt.
- Nagyon ritka esetben nem lehetséges a javítás
Az építész tervezőcsapat gyakran belsőleg alkalmazza a fájl előkészítését a gyártásra, míg a visszafejtést nagyobb valószínűséggel egy másik részleghez vagy szakemberhez bízzák.
Mindkét esetben szakértő 3D nyomtatási ismeretekre van szükség valahol a gyártási lánc mentén. Választása nagy valószínűséggel saját erőforrásaitól és körülményeitől függ. Általában a hibrid megközelítés hozza a legnagyobb hatékonyságot. Ez azt jelenti, hogy a tervezőnek tisztában kell lennie azzal, hogy egy 3D-s nyomtatható fájlnak mit kell tennie (erről hamarosan bővebben), és ügyelnie kell a modellezés során, hogy megfeleljen ezeknek a paramétereknek. Ez csökkenti az ismeretlenek számát és a rögzítési folyamat esetleges időeltolódását.
Függetlenül attól, hogy melyik fájl-előkészítési utat választja, világosan meg kell értenie a következőket, mivel ezek mind befolyásolják a modell elkészítésének megközelítését.
MI A MODELL CÉLJA?
Belső használatra vagy külső ügyféltalálkozóra, egy belső tér vagy az épület környezetre gyakorolt hatásának bemutatására? Ez befolyásolja a későbbi választásokat és a legtöbb modellrészletet.
MILYEN LÉPTÉKŰ/MÉRETŰ MODELLT SZERETNE GYÁRTANI?
Minél nagyobb a modell, annál több időre van szükség a nyomtatáshoz, és valószínűleg több részből kell elkészíteni (amelyek illesztéseit esetleg el kell rejteni).
MILYEN TECHNOLÓGIÁT KÍVÁN HASZNÁLNI?
A technológia megválasztása további méret-, idő- és kiviteli korlátokat, valamint különböző utófeldolgozási módszereket vezet be.
MILYEN HATÁRIDŐKKEL, KÖLTSÉGVETÉSSEL ÉS TECHNIKAI ERŐFORRÁSOKKAL RENDELKEZIK?
Gyakran ellenőrizni kell az ambíciókat, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy elérhetőek és megvalósíthatók a kereskedelmi korlátok között.
Modellezés a gyártáshoz az alapoktól kezdve
Az építészeti 3D nyomtatáshoz való hatékony tervezéshez meg kell értenie a 3D nyomtatható fájl belső tulajdonságait. Ezek függetlenek attól, hogy építészeti fájlok-e vagy sem. Minden CAD szoftvercsomag STL fájlokat exportál, de az, hogy 3D-ben nyomtathatók-e, az egészen más kérdés.
Minden egyes alkatrésznek, amelyet 3D nyomtat, megfelelő falvastagságú zárt héjnak kell lennie (a technológiának megfelelően). Függetlenül attól, hogy a teljes modell egyben van kinyomtatva, vagy több egymásra rakható emelettel vagy esetleg a tájtól elválasztott épülettel rendelkezik; mindegyiknek önmagában héjnak kell lennie. A problémák általában akkor merülnek fel, ha a héj nincs bezárva (lyukakkal rendelkezik), a héjak/felületek átfedik egymást, geometriai maradványok vagy műtermékek vannak a héj falán belül, vagy a normálok megfordulnak (a hátlapok láthatók).
Ha előre tisztában van ezekkel a problémákkal, akkor az Ön által választott szoftver egyszerűen az a modellező szoftver, amely felett Ön a legjobban rendelkezik, és amellyel a legjobban érzi magát. Ami a legtöbb építészeti szoftvert megnehezíti 3D nyomtatási szempontból, az a több egyedi alkatrész (amelyeket ritkán modelleznek úgy, hogy pontosan érintkezzenek), a magas részletgazdagság (a csavarokig információkat tartalmazó rögzítések és szerelvények) és a pontosság hiánya (az összetevők átfedésben vannak és keresztezik egymást anélkül, hogy az építészek céljait befolyásolnák). Mindezek a jellemzők azonban lelassítják a folyamatot, és természetesen nem szükségesek egy 3D-s nyomtatható fájlban.
Vannak, akik szeretik a teljes modellt egy héjként a semmiből modellezni (tető csatlakozik a falakhoz, csatlakozik az oszlopokhoz, csatlakozik az ablaktáblákhoz). Bár ez biztosítja, hogy ne maradjon le egyetlen lehetséges problémáról sem, ez időigényesebb lehet. Egy másik megközelítés az elemek egyenkénti modellezése (bizonyosodva arról, hogy érintkeznek egymással), majd a folyamat végén a szoftver terminológiájától függően egyesítik/egyesítik/logikai alapúak egyetlen shell-be.
Az építészeti modellek lehetnek gyönyörűen részletgazdag 3D nyomatok, a 3D nyomtatásnak ebben a szektorában a munka öröme, de néha elveszhet a képernyőn látható részletekben. Ne féljen annyira vastagítani az elemeket, hogy a képernyőn már-már komikusnak tűnjenek, de a valóságban ezek az 1 mm vastag korlátok nem is olyan kihagyhatatlanok egy nyomtatott modellen. Ne feledje, hogy a modellek reprezentációk, és bár a 3D nyomtatás lehetővé teszi a digitális modell pontos reprodukálását, néha (mivel az építészeti modelleket a tervezett valós méretük töredékére állítják elő) a funkciókat manipulálni kell – vastagítani és/ csökkentett gyakorisággal (pl. minden második zsalu vagy korlát eltávolítása) vagy teljes eltávolítása (pl. erkélyüvegezés). Az eredmény boldog közeg lesz a 3D nyomtathatóság és a tervezési szándék között.
Reverse Engineering vagy a meglévő CAD-modell javítása
Ebben a fájl-előkészítési opcióban egy teljes, végleges architektúraterv CAD-fájlja van. Ezt a fájlt a digitális prezentáció szem előtt tartásával hozták létre, és most 3D-s nyomtathatóvá kell konvertálnia.
Ehhez a lépéshez további szoftverekre lesz szüksége a 3D nyomtatási fájlok előkészítéséhez, mint például a Magics, a NetFabb vagy a Blender. Miért nem tudom előkészíteni a fájlt a 3D nyomtatáshoz az AutoCAD vagy a Rhino programban? Ennek az az oka, hogy lényegében szétszedné a CAD-fájlt, és a 3D nyomtatást szem előtt tartva újjáépítené, ami technikailag lehetséges, de sokkal munkaigényesebb lenne, mint egy 3D-s nyomtatás-előkészítő szoftver használata. Ezek az alkalmazások sok fáradságot kiküszöbölnek a fájlok 3D-s nyomtathatóvá tételéből, és bizonyos fokú bizonyosságot nyújtanak arról, hogy a fájlok 3D-ben nyomtathatók, míg a CAD-szoftverek nem.
Ez korlátozó lehet, mivel eltekintve attól, hogy saját tanulási görbéjük van, a legtöbb számára elérhetetlenek lehetnek, különösen, ha nem nyomtat gyakran 3D-ben.
TISZTÍTÁS
Mielőtt belevágna a geometria javításába, sok időt takaríthat meg a fájl gyors tisztításával, mivel töröl minden szükségtelen részletet, például fákat, embereket és nem kívánt tervezési lehetőségeket. Távolítson el mindent, ami lassítja a szoftver és a rajta futtatott folyamatok teljesítményét. Ezek vizuális zajt és zavart okozhatnak, valamint ténylegesen a geometriával kapcsolatos problémákat is okozhatják (átfedés, lyukak elrejtése). Ezt a tisztítást legjobban a natív modellező szoftverrel lehet elvégezni, ahol rugalmas a rétegek és összetevők kezelése.
GYORS ÁTALAKÍTÁS
Ha hozzáfér az eredeti szoftverhez, például az AutoCAD-hez, a Rhino-hoz vagy a SketchUp-hoz, és a fájl megnyitásakor szembetűnő problémákat észlel (talán épületek lebegnek a táj felett, vagy a belső információk az épület burkolatán kívülre kerültek), valószínűleg sokkal gyorsabb megoldás lehet a natív szoftverben történő beállításához. A javítószoftvernek nincs intelligenciája ahhoz, hogy tudja, mi az egyes geometriai részek, ellentétben az építészeti szoftverekkel, ezért a javítószoftverben problémákba ütközhet ennek beállítása. Ne feledje, soha nem szabad azon kapnia magát, hogy megpróbálja modellezni az elemeket a rögzítőszoftveren belül.
TERV
Minden fájl egyedi, más-más felhasználó készítette el meghatározott célra. Ezért elengedhetetlen a visszalépés és a rendelkezésre álló adatok végső célhoz viszonyított értékelése. A modell feldarabolásának, kezelhető részekre bontásának terve (mind hardver, mind mentális kapacitás tekintetében) mindig időt takarít meg. Egy kisebb részre fókuszálva és a benne lévő hibákat kijavítva elkezdheti több kisebb fix alkatrész egyesítését (pl. egyedi tájképű épületek vagy homlokzatos emeletek), amíg egy teljesen rögzített rész nem lesz. A teljesen rögzített alkatrész megfelel az összes korábban említett követelménynek – egyetlen megfelelő vastagságú elosztóhéj hiba nélkül (lyukak, rossz élek, nulla térfogatú felületek, fordított normálok, átfedő háromszögek).
TIPP
Ha egy külső modellen dolgozik, és számos nyílást be kell zárnia, nagyon időigényes lehet mindegyiket külön-külön végigmenni. Egy módszer, amely ezt megkerüli (és azt is mutatja, hogy a javítás inkább a megoldások kereséséről szól, mint a tökéletességről), az, hogy egy geometriai blokkot hozunk létre, amely éppen kisebb, mint az épület lábnyoma. Ha ezt a darabot az épületen belül helyezi el, és egyesíti/egyesíti az épület geometriájával, akkor az összes ablakot egyszerre „dugaszolja”. Ez egy nagyon gyors módja annak, hogy leküzdjük azt, ami egy nagyon ismétlődő feladat is lehetne.
KIVEHETŐ CSATLAKOZÓK
A dugók fantasztikus módja annak, hogy a tervezési folyamat során folyamatosan ki tudja használni a modellt. Mint említettük, saját független héjaknak kell lenniük. A logikai eszközök lehetővé teszik, hogy kivágjon egy geometriadarabot a másikból, hogy azok pontosan illeszkedjenek egymáshoz. Gondoskodnia kell azonban arról, hogy az eltávolítható rész körül legyen egy tűrés (minimum 0,25 mm, ha azonban a modell 3D nyomtatás után készül el, akkor 0,5 mm-re van szükség a befejező réteg elhelyezéséhez), hogy könnyen lehessen be és ki. Ha szorosabbra megy, akkor Ön és a csatlakozója elakad!
SZELETELÉS
Az alkatrész nyomtatásra való előkészítéséhez hozzá kell férnie egy szeletelő (és bizonyos esetekben a generáló) szoftverhez, amelyet valószínűleg a 3D nyomtatóval együtt szállítanak (vagy kiszervezheti a nyomtatási folyamatot egy 3D nyomtatási szállítóhoz). A szoftver általában rendelkezik alapbeállításokkal annak ellenőrzésére, hogy a fájl nyomtatható-e, és automatikusan javítható-e, valamint kisebb problémák. Ezek csak akkor működnek, ha előre elkészítette a fájlt, nem létezik egykattintásos megoldás.
FELKÉSZÜLÉS AZ UTÓFELDOLGOZÁSRA
Kevés bosszantóbb dolog van annál, mint egy gyönyörű, 3D-nyomtatáshoz használható modellfájlt létrehozni, hogy az összeállítást úgy állítsa be, hogy a szükséges utófeldolgozás hatással legyen a végeredményre (pl. bonyolult alátámasztás eltávolítása, megközelíthetetlen területek a pormentesítéshez).
A támaszanyag eltávolítása és az időigényesség károsíthatja a modellt, különösen, ha kényes elemekhez rögzíti. Fontos, hogy nyomtatás előtt ellenőrizze a támogatási érintkezési pontokat, hogy megtudja, érintik-e a modell érzékeny részeit, hogy szükség szerint módosíthassa a tájolást és az elhelyezést. A cél az, hogy ne érintsék meg a modell azon részeit, amelyek láthatók lesznek, vagy amelyek a megfigyelőt nagyon érdeklik – ez azt jelenti, hogy érintkezési pontok a modell alján vagy tartalékként a tetőterületeken (amelyek szükség esetén könnyen csiszolhatók ) legyen a cél.
Ha egy elem letörik a modellről, biztos kézre, esetleg csipeszre, szuper ragasztóra lesz szüksége, és egy cianoakrilát gyorsítóra van szüksége, hogy megkímélje Önt attól, hogy fájdalmasan a helyén tartsa a darabot, hogy gyorsan aktiválja a ragasztót.
Az SLA vagy FDM nyomtatás gyakran hegesedéshez vezethet a simára kívánt felületen. A sérülés mértékétől és a modell helyétől függően ez könnyen lecsiszolható finom csiszolópapírral sima felületre.
Eredeti forrás: All3dp.com
