Промышленные применения AT & 3D решений для профессионалов

Как строительная мастерская Renzo Piano создает архитектурные модели с помощью 3D-печати

Строительная мастерская Renzo Piano была основана в 1981 году Ренцо Пьяно в Генуе, Италия, и Париже, Франция. Renzo Piano возглавляют девять партнеров. В их число входит и сам Ренцо Пьяно, основатель компании, лауреат Прицкеровской премии и архитектор.

В компании на постоянной основе трудятся 110 архитекторов, а также вспомогательный персонал в количество 30 человек, среди которых специалисты по визуализации, созданию моделей, архивированию, административные сотрудники и секретари.
Строительная мастерская Renzo Piano обладает богатым опытом реализации строительных проектов во Франции, Италии и других странах, с привлечением специалистов из разных сфер деятельности. Она успешно завершила свыше 140 проектов по всему миру.

Архитекторов компании привлекают к работе на всех этапах проектов. На этапе строительства они обычно предоставляют полный спектр услуг по проектированию и консультации. Их навыки проектирования выходят за рамки архитектурных услуг: они также занимаются проектированием городов и ландшафта, оформлением интерьера и выставок.

Далее из этой статьи вы узнаете, как специалисты по моделированию Франческо Терранова и Димитрий Ланже из строительной мастерской Renzo Piano создают сложные архитектурные модели, используя традиционные инструменты и цифровые технологии, такие как 3D-печать.

Проектирование для строительства

В компании Renzo Piano применяют подход проектирования для строительства. Он позволяет убедиться с самого начала, что каждая составляющая проекта работает и демонстрирует построенное здание в мельчайших деталях. Чтобы проверить разные предложения, для каждого проекта в Renzo Piano печатают сотни моделей в крупном и мелком масштабе.

Эти модели являются неотъемлемой частью работы архитекторов. Они часто собираются вокруг моделей новых проектов и обсуждают разные идеи об элементах проектирования.

«Иногда разница практически незаметна. Например, один из краев может быть более гладким, чем другой. Я даже не знаю, как они это замечают в ходе работы», — сказал Франческо Терранова с улыбкой.

Специалисты по моделированию компании Renzo Piano Франческо Терранова и Димитрий Ланже. Чтобы проверить разные предложения, они печатают сотни моделей в крупном и мелком масштабе для каждого проекта в Renzo Piano.

Зачастую архитекторы вносят изменения в модели напрямую, чтобы потом воспроизвести их в САПР. Каждые несколько недель в офис компании также приходят клиенты, чтобы узнать новости о своих проектах, и модели играют решающую роль в том, чтобы показать им нововведения.

«Наши модели меняются каждый день, иногда даже час. Из-за того что архитекторы чаще всего вносят изменения в проект очень быстро, у нас нет времени на то, чтобы делать это вручную. Так, нам приходится искать способ ускорить этот процесс», — сообщил Франческо Терранова.

Специалисты строительной мастерской Renzo Piano используют стереолитографический принтер Form 3, чтобы ускорить производство макетов.

Создание макетов

«Обычно мы начинаем печать модели с определенным масштабов на бумаге, чтобы понять их реальные размеры. Если размеры модели метр на метр, нам нужно понять как ее разделить. Ведь зачастую, если она слишком большая для перемещения или транспортировки, мы должны сразу поделить ее на нескольких частей. Их изготавливают отдельно, а потом собирают воедино, когда модель доставляют в нужное место», — рассказал Франческо Терранова.

Чтобы изготовить разные изделия, специалисты по моделированию используют традиционные инструменты для создания моделей вручную, а также цифровые средства, такие как 3D-принтеры, фрезерные станки с ЧПУ и установки для лазерной резки.

3D-печать идеально подходит для изготовления конструкций, которые трудно сделать вручную, например сфер и изогнутых поверхностей.

«Чаще всего модель создают, используя все эти технологии одновременно. Например, основание модели лучше и дешевле изготавливать из твердого материала на фрезерном станке с ЧПУ. С помощью таких станков и установок лазерной резки получают некоторые здания», — сообщил Франческо Терранова.

«Иногда некоторые элементы конструкции трудно создать вручную, например сферы и изогнутые поверхности. Руками их сделать либо невозможно, либо приходится тратить несколько недель вместо пары часов. Но если их напечатать на 3D-принтере, то они получатся именно такими, как в файле с 3D-моделью. Чтобы ускорить работу, мы стараемся использовать 3D-принтеры по максимуму.»

Франческо Терранова

Специалисты по моделированию используют 3D-печать для получения замысловатых моделей, таких как лестницы и деревья, которые долго изготавливать вручную. Например, они напечатали на 3D-принтере места соединения колонн для модели нового автодорожного моста Сан-Джорджио в Генуе, который недавно заменил мост Моранди, обрушившийся два года назад.

Для создания макетов специалисты по моделированию используют разные технологии. Замысловатые модели, такие как деревья на этом макете, напечатали на 3D-принтере компании Formlabs, а другие изготовили с помощью фрезерных станков с ЧПУ, установок лазерной резки или вручную.

«Мы создавали модели для Академического музея кинематографа в Лос-Анджелесе. Он спроектирован в форме сдавленной сферы. Этот музей меняли бесчисленное множество раз. Каждый день нам приходилось создавать другую модель с незначительными изменениями. Быстро сделать это можно было только с помощью 3D-печати. Хорошо, что принтер можно запустить ночью, а когда приходишь с утра, модель уже готова. Так можно сэкономить время в течение дня.»

Франческо Терранова

Для создания цифровых файлов архитекторы используют САПР Autodesk Revit, однако она не подходит для прямого изготовления физических макетов.

«Экспортируемые ей файлы нам не подходят. В зданиях присутствует все: трубы, краны, мебель и т. д. Эти элементы не нужны в макете. Поэтому нам приходится чистить файл, причем с учетом толщины модели. Например, толщина стены — 10 см. В масштабе 1 к 200 она уменьшается до 0,2 мм. Такое не создать с помощью устройств, так что нам приходится вносить изменения в файлы и адаптировать 3D-модель», — рассказал Франческо Терранова.

Цифровые файлы для 3D-принтеров также должны обладать закрытой объемной поверхностью. Некоторые проекты можно изменить автоматически, но часто специалистам по моделированию приходится заново перерисовывать модель целиком.

Выбор правильной технологии 3D-печати

Студия по созданию моделей в Генуе получила свой первый 3D-принтер шесть лет назад. С тех пор они расширили парк устройств до трех принтеров с тремя разными технологиями, которых они перепробовали множество.

«Шесть лет назад мы запустили принтер на основе порошка [с технологией струйной печати связующим веществом]. Он оказался не слишком полезен, так как был очень чувствителен к влаге, а его точность не соответствовала нашим требованиям. Поэтому мы перешли на Form 2 [с технологией стереолитографической 3D-печати]. Затем мы добавили устройство компании 3D Systems [принтер с технологией струйной печати для создания крупноформатных моделей], который использует полимер. У нас также есть маленький 3D-принтер с технологией моделирования методом наплавления, для работы которого нужны полиактиды и АБС-пластик», — рассказал Франческо Терранова.

«В устройствах Formlabs мы сильно ценим твердость и прочность материала, а также точность моделей. После печати полимеры Formlabs легко шлифовать. Это очень здорово, потому что нам всегда нужно красить модель. Даже если мы используем White Resin, белый цвет получается не таким белым, который нам нужен. Нам приходится красить модель, напечатанную на 3D-принтере, а также остальные ее части, созданные с помощью фрезерных станков с ЧПУ и других инструментов. Поэтому очень важно, что мы можем ее шлифовать», — сообщил Франческо Терранова.

Модели, напечатанные на 3D-принтере, шлифуют и окрашивают, чтобы полностью соответствовать стилю макета.

«С помощью 3D-принтера с технологией моделирования методом наплавления нам не удается добиться такой же точности. Видно линии каждого слоя, а для нас это плохой результат. Принтер компании 3D Systems очень точный и подходит для печати архитектурных моделей с большим масштабом (1 к 5, 1 к 10). Он полезен. Но используемый для него материал не такой твердый после очистки. Например, когда мы печатаем на нем 3D-модели деревьев, они падают через полдня или меньше. Они как будто плавятся», — сообщил Франческо Терранова.

Совсем недавно студия также заменила свой принтер Form 2 от Formlabs на новейший стереолитографический принтер Form 3, который позволяет печатать одни из самых сложных моделей и вдобавок экономить время на постобработку.

«Деревья — это большая проблема, потому что они очень хрупкие и тонкие. Мы пытались печатать их на Form 2 [и других принтерах, но они ломались]. Form 3 решил эту проблему. Он позволяет нам печатать 3D-модели деревьев. Кроме того, проще удалять поддерживающие структуры, напечатанные на Form 3, так как они меньше» — рассказал Франческо Терранова.

Будущее моделирования

Студия в Генуе перевезла свой принтер Form 2 в офис в Нью-Йорке. Теперь все три офиса могут создавать модели с помощью 3D-принтеров. Франческо Терранова и Димитрий Ланже надеются, что цифровые средства помогут обмениваться опытом между офисами.

Франческо Терранова также считает, что в будущем 3D-принтеры станут важными инструментами в большинстве архитектурных мастерских и студий.

«Я уверен, что за ними будущее. Чтобы их мог использовать каждый специалист по созданию моделей, кое-что нужно изменить. Например, снизить их цену. Но [Formlabs] уже сделала это», — рассказал Франческо Терранова.

Источник