На сегодняшний день проектирование архитектурных объектов полностью переместилось в цифровой формат. Все архитекторы хорошо знакомы с программными продуктами для проектирования и все эти программы создают трехмерные модели для максимальной визуализации создаваемых объектов.
В связи с этим вопрос, который довольно часто возникает у потенциальных пользователей 3D-принтеров, а именно, где взять 3D-модель, для архитекторов совершенно не актуален. Все объекты, которые они создают, априори есть в виде 3D-моделей. Если же речь идет об уже существующих строениях, то на помощь могут прийти 3D-сканеры для больших объектов, с помощью которых можно создать 3D-модель даже огромных предметов.
Итак, сразу становится ясно, что проблем с тем, что можно напечатать, у архитекторов нет.
Остается только понять зачем архитекторам нужна 3D-печать?
Предлагаю пойти от меньшего к большему. Рассмотрим несколько интересных кейсов:
1) Визуализация объектов перед их продажей
При покупке недвижимости или планировке жилья перед клиентом стоит сложная задача – визуализировать, как будет выглядеть дом или квартира после постройки и окончания всех работ.
Руководитель студии JB Architecture по 3D визуализации в архитектуре, Нэт Эллис применяет 3D принтер для печати прототипов своих будущих зданий.
По его словам, после введения в рабочий процесс принтера гораздо проще стало выстроить коммуникации с клиентами и добиться нужного результата. Клиент получает свой проект в миниатюре с подробным интерьером, даже с расставленной мебелью, от тостера до холодильника. Для клиентов это как игра, они могут сами поучаствовать – сделать разную расстановку, попробовать несколько вариантов. В таких заказах риск отказа от заказа проекта гораздо ниже.
2) Цифровое 3D-моделирование
При создании крупных архитектурных объектов без 3-х мерной физической модели не обойтись, такая модель может существенно ускорить взаимодействие, прежде всего, с заказчиком, который не привык к анализу цифровых моделей и гораздо более полно воспринимает будущий объект на физическом макете. По сути, физическая модель – это единственный способ быстро и понятно донести заказчику предложенный проект.
Р. Партасарати, создатель первого в Индии сервисного бюро архитектурной 3D-печати iKix, уже 20 лет решает главную проблему архитекторов – помогает ускорить продвижение продукта на рынок. Опытным путем он выяснил, что 2 самые главные проблемы в этой сфере – плохое взаимопонимание с заказчиком и недостаточная проработка проекта на начальной стадии. Для этих целей и нужен физический макет.
Изготавливать макеты вручную очень трудоемко и затратно. По сути, каждый такой макет становится отдельным творческим проектом, а не инструментом для оптимизации работы. И чаще всего его делают на финальном этапе создания проекта для презентации клиенту.
Партасарати говорит, что с принтером проект уже готов через 6-10 дней, а на макет, изготовленный вручную, уходит более месяца. К тому же, можно параллельно печатать сразу несколько макетов для заказчика, генподрядчика, властей и пр.
Что касается взаимопонимания, напечатанные макеты помогают избежать неприятных ситуаций. Партасарати рассказал о проекте, в котором заказчик остался доволен чертежом жилого комплекса. Но посмотрев на 3D макет, его смутило слишком близкое расположение строений. Проблему решили с помощью добавления бассейна и фитнес-зала.
Отдельно стоит упомянуть параметрическую архитектуру, в которой из-за сложных форм объектов реализовать объемный физический макет, ничем другим, кроме 3D печати, не представляется возможным.
Данный стиль – это некий микс архитектуры и математики, в результате которых получаются особые, ни на что не похожие строения зданий. Здесь анализу поддается огромное количество компонентов, которые потом выстраиваются в четко выверенный алгоритм.
Один из самых ярких представителей данного направления – легендарная Заха (Захирела) Хадид, которая одна из первых стала использовать 3D визуализации и компьютерную графику.
Архитектурное агентство Захи Хадид и по сей день занимается исследованиями в области 3D печати и цифрового дизайна.
Проекты в параметрической архитектуре обычно реализуются плагинами к существующим программам, или в связке программ Rhinoceros+Grasshopper. Это разработка американской организации McNeel & Associates, которая полюбилась архитекторам оригинальным интерфейсом со скриптом в фоновом режиме, что упрощает работу.
3D печать помогает не только в проектировании домов и жилых комплексов. В городской инфраструктуре, при построении дорог, мостов, коммунальных строений, ландшафтов и пр., они даже помогают выигрывать тендеры.
Скандинавская консалтинговая компания Ramboll Group’s использует цветную 3D-печать. Объемные макеты, выполненные в цвете с текстурой и ландшафтом оказываются в 3 раза дешевле физических макетов, которые создаются традиционным способом, и практически не требуют усилий, нужно просто выставить верный масштаб.
Любой архитектор владеет программами, разработанными Autodesk, или другими графическими приложениями, специальные программы-слайсеры режут модель на множество частей. Далее экструдер принтера слой за слоем создает модель.
Эти возможности выгодно выделяют компанию среди конкурентов и помогают выигрывать тендеры. Береговой ландшафт в Сан-Диего был распечатан всего за полдня, для создания его вручную понадобилось бы несколько недель.
Еще один успешный пример применения 3D-печати в подготовке презентаций – Робин Локхарт из OBM International. Стояла проблема – слишком длительное согласование дизайн-проектов. Интеграция в рабочий процесс 3D-принтера очень помогла при строительстве новой штаб-квартиры. Был напечатан макет рабочих мест с возможностью создания разных конфигураций. Компоненты дизайна ставились на разные места и это помогло принять верное решение.
Для начинающих архитекторов 3D принтер очень важный и ценный инструмент, чтобы набраться опыта и избежать дорогостоящих ошибок.
Также важным моментом является то, что можно оперативно вносить изменения как в важные элементы проекта, так и в отдельные декоративные детали. Кроме того, в больших архитектурных бюро над одним проектом могут работать десятки людей и наладить более эффективное взаимодействие между ними гораздо легче имея общий физический объект для анализа.
Если речь идет об абстрактных, сложно реализуемых проектах, строительство которых не планируется (по крайней мере в ближайшее время). Это могут быть объекты для кандидатской диссертации, для магистерской работы, исследований. Чаще всего под ними подразумеваются сложные губчатые или ячеистые структуры, которые невозможно построить на данный момент, но в будущем, когда будут доступны инновационные, передовые материалы, их можно будет реализовать. В подобных экспериментах в большинстве своем печатается 3D макет объекта.
3) Восстановление пострадавших памятников архитектуры при помощи сделанных заранее 3D-моделей
Восстановить пострадавший в ходе пожара, наводнения или по другим причинам памятник архитектуры очень сложно. На это уходят годы, а порой и десятилетия кропотливой работы реставраторов, архитекторов и художников. Поэтому в Китае, например, проходит программа повсеместного 3D-сканирования памятников культурного наследия для того, чтобы их можно было воссоздать в случае полной или частичной утраты.
Древний город в Таиланде был оцифрован, что в будущем даст археологам и историкам важную информацию об объекте
Также с помощью отсканированных исторических объектов реализуют цифровое картографирование для создания виртуальных памятников архитектуры.
К примеру, так было сделано с древними китайскими пещерами, находящимися под защитой ЮНЕСКО. Углекислый газ от большого количества посетителей разрушает старинные фрески и скульптуры. И с помощью создания виртуальных пещер люди смогут посетить их в любое время и избежать причинения вреда реликвиям.
Для создания подобных виртуальных пространств используются фотографии, видеозаписи, 3D сканирование, а также технология панорамного роуминга для цифровой защиты пещеры.
Помимо создания виртуальной реальности для снижения потока посетителей в пещеру, китайские разработчики также хотят использовать в проекте AR-очки. Возможно, в ближайшие годы подобная технология будет распространена, также как и аудиогиды в музеях.
Впоследствии с помощью 3D-печати будет возможность гораздо быстрее восстановить пострадавший объект.
Какое же оборудование лучше всего подойдет для производства архитектурного макетирования? Ответ может показаться парадоксальным – любое.
Каждый существующий 3D-принтер может быть использован для этих задач. Все технологии 3D-печати могут стать полезными. Для создания мелких детализированных моделей идеально подходят фотополимерные 3D-принтеры, например такие, как Phrozen Transform с большой областью печати и матрицей 4K, которая позволяет печатать миниатюры с максимальной детализацией.
Для создания макетов отлично подходят такие 3D-принтеры с увеличенной камерой, как Raise3D Pro2 Plus
К примеру, в известной архитектурной мастерской «Атриум» как раз используется принтер Raise3D для архитектурного макетирования, создание прототипов зданий по своим проектам.
До 3D принтера в офисе использовались чертежи, печатаемые на обычном принтере, но это не давало такой наглядности, как 3D макет. К покупке 3D принтера мастерскую побудил масштабный проект жилого комплекса «Нескучный Home&Spa» на Ленинском проспекте. 3D модель помогает заказчику сформировать правильное представление об объекте, продемонстрировать детали, быстро внести изменения.
Для создания цветных детализированных макетов используются принтеры, которые печатают гипсом, например, 3D Systems ProJet 660, с их помощью можно получить полноцветную модель, которая не будет требовать постобработки и покраски.
3D-принтеры с большой рабочей камерой, работающие по технологии SLA (к примеру, Formlabs 3L), способны быстро создавать большие объекты для масштабных моделей.
Принтеры, работающие по технологии SLS, способны создавать макеты сложных форм, недоступные принтерам, работающим по другим технологиям.
Среди сканеров можно выделить такие модели, как Shining Pro 2X Plus для небольших объектов…
…а для более серьезных объектов подойдут такие модели, как Faro и Leica Laser Scanners.
Если вы планируете начать использовать 3D-печать в своей работе специалисты нашей компании буду рады проконсультировать вас и помочь с выбором необходимого оборудования.
Александр Корнвейц
Эксперт рынка 3D-печати
© А. И. Корнвейц, 2020
Ваш запрос успешно отправлен.
Как только он будет обработан, менеджеры нашей компании свяжутся с вами.
