پرینت سه بعدی در معماری ؛ روایتی از کارگاه ساختمانی رنزو پیانو

کارگاه ساختمانی RPBW در سال ۱۹۸۱ توسط رنزو پیانو با دفاتری در ایتالیا و فرانسه تاسیس شد. رنزو پیانو که بنیانگذار و برنده جایزه پریتزکر است، این کارگاه ساختمانی را مدیریت می‌کند. این مرکز به طور دائم حدود ۱۱۰ معمار را به همراه ۳۰ کارمند پشتیبانی دیگر از جمله تری‌دی آرتیست‌ها، ماکت‌سازان، کارکنان اداری و منشی در اخیتار خود دارد. در این مطلب تلاش شده تا استفاد فناوری نو ظهور پرینت سه بعدی در معماری را در دفتر یک معمار نامدار بررسی کنیم.

RPBW تجربه گسترده‌ای از کار در تیم‌های چند رشته‌ای پروژه های ساختمانی در فرانسه، ایتالیا و خارج از کشور دارد. آنها بیش از ۱۴۰ پروژه را در سراسر جهان با موفقیت به پایان رسانده‌اند.

او به عنوان معمار به همراه تیم خود از ابتدا تا انتها درگیر پروژه‌ها هستند. آنها معمولاً خدمات کامل طراحی معماری و خدمات مشاوره‌ای را در مرحله ساخت‌و‌ساز ارائه می‌دهند. مهارت‌های طراحی آنها فراتر از خدمات معماری صرف است – کار آنها همچنین شامل خدمات طراحی داخلی، برنامه‌ریزی شهری، خدمات طراحی شهری، منظر و نمایشگاه است.

در ادامه بخوانید تا از فرانچسکو ترانووا و دیمیتری لانگ، ماکت‌سازان دفتر RPBW ایتالیا، یاد بگیرید که چگونه ماکت های معماری پیچیده را با استفاده از ترکیب ابزارهای سنتی و فناوری‌های دیجیتال مانند چاپ سه بعدی خلق می‌کنند.

طراحی برای ساخت

تاکید این دفتر ساختمانی بر “طراحی برای ساخت” است تا از همان ابتدا اطمینان حاصل شود که هر جزئیات به درستی کار می‌کند و ساختمان نهایی را تا ریزترین جزئیات نشان می‌دهد. برای هر پروژه، صدها ماکت در مقیاس بزرگ و کوچک ساخته می‌شود تا پیشنهادات مختلف را آزمایش کنند.

این ماکت های مقیاس بخشی ضروری‌ای از گردش کار معماران هستند. آنها اغلب در اطراف ماکت های پروژه های جدید گرد هم می‌آیند تا در مورد ایده‌های مختلف برای بخش‌هایی از طراحی بحث کنند.

فرانچسکو ترانووا و دیمیتری لانگ، سازندگان ماکت در RPBW برای هر پروژه، صدها ماکت در مقیاس بزرگ و کوچک برای آزمایش پیشنهادات مختلف می‌سازند.

اغلب، معماران تغییراتی را مستقیماً در ماکت ها ایجاد می‌کنند که بعداً می‌توانند آن‌ها را در اتوکد بازتولید کنند. هفته‌ای یکبار، مشتریان برای به‌روزرسانی پروژه‌ها به دفتر می‌آیند و این نقطه‌ای  است که ماکت ‌ها نقش مهمی در کمک به ملموس کردن به‌روزرسانی‌ها دارند.

ماکت های ما هر روز یا حتی هر ساعت تغییر می‌کنند. از آنجایی که معماران پروژه را خیلی سریع تغییر می دهند، در بیشتر مواقع، زمان کافی برای انجام آن با دست نداریم. بنابراین، ما باید راهی برای انجام سریعتر پیدا کنیم.

سازندگان ماکت RPBW از چاپگر  های سه بعدی برای سرعت بخشیدن به تولید ماکت های مقیاس استفاده می‌کنند.

ماکت های مقیاس چگونه ساخته می‌شوند

ما معمولاً شروع به پرینت ماکت در مقیاس روی کاغذ می‌کنیم تا اندازه واقعی ماکت را بفهمیم. اگر ماکتی داریم که ۱ متر در ۱ متر است، باید نحوه تقسیم آن را درک کنیم، زیرا اغلب، اگر ماکت برای جابجایی یا حمل و نقل بیش از حد حجیم است، باید از قبل به فکر ساختن آن بصورت چند تکه‌ای باشیم. پس از رسیدن به مقصد دوباره سرهم شود.

سازندگان ماکت از ترکیب ابزارهای سنتی برای ساخت مدل‌های دستی و همچنین ابزارهای دیجیتالی مانند چاپگرهای سه بعدی، ماشین‌های فرز سی‌ان‌سی و برش لیزری برای ساخت قطعات مختلف استفاده می‌کنند.

پرینت سه بعدی برای هندسه‌هایی ایده‌آل است که به راحتی نمی‌توان آنها را با دست ساخت. به عنوان مثال، کره‌ها و سطوح منحنی.

مرکز ساخت و خدمات پرینت سه بعدی اینوفب، یکی از برند های معتبر و متخصص در زمینه ارائه خدمات ساخت ماکت و پرینت سه بعدی در معماری برای متخصصین معماری در ایران است که فرصت استفاده از این فناوری بی‌‌نظیر را فراهم می‌کند.

«بیشتر اوقات، یک ماکت با استفاده از همه‌ی این فناوری‌ها ساخته می‌شود. به عنوان مثال، برای پایه ماکت، اغلب استفاده از دستگاه سی‌ان‌سی و مواد سخت بهتر و کم‌هزینه‌تر است.

“گاهی اوقات، شما هندسه‌ای دارید که انجام آن با دست آسان نیست، به عنوان مثال، کره‌ها و سطوح منحنی. انجام آن‌ها با دست تقریباً غیرممکن است، یا باید به جای چند ساعت چیزی حدود یک هفته وقت بگذارید. اما اگر آن را پرینت سه بعدی کنید، مطمئناً می‌توانید دقیقاً همان کاری را که در فایل سه بعدی می‌بینید انجام دهید. ما سعی می‌کنیم تا جایی که می‌توانیم از چاپگرهای سه بعدی برای تسهیل کار خود استفاده کنیم.” فرانچسکو ترانووا

سازندگان ماکت همچنین از چاپ سه بعدی برای قطعات پیچیده مانند پله‌ها و درختان استفاده می‌کنند که ساخت دستی آن‌ها زمان‌بر است. به عنوان مثال، آنها اتصالات پیچیده‌ی ستون‌ها را برای ماکت پل جدید بزرگراه San-Giorgio در جنوا چاپ سه بعدی کردند که اخیراً جایگزین پل Morandi شده است که دو سال پیش فرو ریخت.

سازندگان ماکت فناوری‌های مختلف را برای خلق ماکت های مقیاس ترکیب می‌کنند. قطعات پیچیده مانند درختان در این ماکت به صورت سه بعدی چاپ شده اند، در حالی که سایر قطعات سی‌ان‌سی آسیاب شده، برش لیزری یا دست‌ساز هستند.

ما ماکت ‌هایی را برای موزه آکادمی فیلم‌های سینمایی در لس‌آنجلس ساختیم. شکلی شبیه به یک کره فشرده دارد. این موزه به نظرم صدها بار تغییر کرده است. هر روز مجبور بودیم ماکت دیگری را با کمی تغییر نسبت به ماکت قبلی انجام دهیم. تنها راه انجام سریع این کار پرینت سه بعدی بود. خوبی چنین روشی این است که ما می‌توانیم چاپگر را در شب راه‌اندازی کنیم و وقتی صبح برمی‌گردیم، ماکت را تمام شده می‌بینیم. به این ترتیب، در طول روز زمان را از دست نمی‌دهیم.» فرانچسکو ترانووا

در حالی که معماران از نرم افزار رویت برای ایجاد فایل های دیجیتالی استفاده می‌کنند، اما همیشه نمی‌توان از این نرم افزارها برای ایجاد مستقیم ماکت های مقیاس فیزیکی استفاده کرد.

«آنچه به عنوان خروجی ارائه می کنند برای ما آماده نیست. ساختمان‌ها با همه چیز کامل هستند. لوله‌ها، شیرآلات، مبلمان و غیره. ما به این جزئیات در ماکت مقیاس نیاز نداریم. بنابراین ما باید فایل را تمیز کنیم و همچنین باید ضخامت‌هایی را که می‌توانیم استفاده کنیم در نظر بگیریم. به عنوان مثال، دیواری با ضخامت ۱۰ سانتی متر، در مقیاس ۱ تا ۲۰۰، ۰.۲ میلی متر می‌شود. این روی ماشین‌ها کار نمی‌کند، بنابراین ما باید فایل‌ها را مدیریت کنیم و مدل سه‌بعدی را تطبیق دهیم.»

فرانچسکو ترانووا

فایل های دیجیتال برای چاپگرهای سه بعدی نیز باید دارای سطح حجم بسته باشند. برخی از طرح‌ها را می‌توان به طور خودکار اصلاح کرد، اما اغلب سازندگان ماکت مجبورند کل ماکت را دوباره ترسیم کنند.

انتخاب فناوری چاپ سه بعدی مناسب

استودیوی ساخت ماکت در ایتالیا شش سال پیش اولین چاپگر سه بعدی خود را دریافت کرد. از آن زمان، آنها ناوگان خود را با استفاده از سه فناوری مختلف با سه ماشین توسعه داده‌اند.

«شش سال پیش، ما با یک ماشین مبتنی بر پودر [که از فناوری بایندر جت استفاده می‌کند] شروع کردیم. خیلی مفید نبود چون به رطوبت بسیار حساس بود و دقت آن، چیزی که ما نیاز داشتیم نبود. بنابراین، ما به فرم ۲، [که از فناوری چاپ سه بعدی استریولیتوگرافی (SLA) استفاده می‌کند] نقل کوچ کردیم. سپس، یک سیستم سه بعدی [چاپگر پرتاب کننده مواد با فرمت بزرگ] را اضافه کردیم که با رزین چاپ می‌کند. و ما همچنین یک چاپگر سه بعدی FDM کوچک داریم که با PLA و ABS کار می‌کند.» به نقل از آقای ترانووا

چیزی که ما در مورد ماشین‌های Formlabs قدردان آن هستیم، استحکام و مقاومت مواد و همچنین دقت ماکت ‌ها است. رزین های Formlabs، پس از چاپ، به راحتی سمباده می‌شوند. این اتفاقی بسیار خوب است زیرا ما همیشه نیاز به رنگ آمیزی ماکت داریم. حتی اگر از رزین سفید استفاده کنیم، رنگ سفید دقیقاً همان سفیدی نیست که در ماکت‌های خود استفاده می‌کنیم. ما در واقع باید ماکت ساخته شده با چاپگرهای سه بعدی و همچنین بقیه ماکت های ساخته شده با ماشین های سی‌ان‌سی و ابزارهای دیگر را رنگ آمیزی کنیم. بنابراین بسیار مفید است که بتوانیم آن را به راحتی سمباده بزنیم.» آقای ترنووا

قطعات پرینت سه بعدی سمباده و رنگ می‌شوند تا کاملاً با سبک ماکت مقیاس مطابقت داشته باشند.

با چاپگر سه بعدی FDM، ما دقت یکسانی نداریم. تمام خطوط لایه‌ها قابل رویت است و این یعنی نتتیجه نامطلوب. چاپگر سه بعدی نسل جدید بسیار دقیق است و برای ماکت های جزئیات معماری در مقیاس بزرگ (۱: ۵، ۱:۱۰) مفید است. اما بعد از اینکه آن را تمیز می‌کنید، مواد آنقدر محکم نیست. به عنوان مثال، اگر درختان را با آن دستگاه چاپ سه بعدی کنیم، پس از نیم روز یا کمتر، درختان سقوط می‌کنند. به نظر می‌رسد که آنها ذوب می‌شوند.

اخیراً، استودیو دستگاه‌های پرینتر خود را نیز به جدیدترین چاپگSLA ارتقا داده است که به ما اجازه می‌دهد تا برخی از پیچیده‌ترین ماکت ‌ها را چاپ کنیم و در عین حال در زمان پس از پردازش نیز صرفه‌جویی کنند.

درختان مشکل بزرگی بودند زیرا بسیار شکننده و بسیار نازک هستند. ما سعی کردیم این کار را با Form 2 [و چاپگرهای دیگر انجام دهیم، اما آنها خراب شدند]. با فرم ۳، مشکل مشابهی نداریم و به ما امکان چاپ سه بعدی درختان را می‌دهد. به نظر می‌رسد حذف ساپورت‌ها با فرم ۳ نیز آسان‌تر باشد، زیرا می‌توانیم از ساپورت‌های کوچکتر استفاده کنیم.» آقای ترنووا

آینده ماکت سازی

استودیوی ساخت مستقر در ایتالیا اخیراً فرم ۲ خود را به دفتر نیویورک منتقل کرده است، بنابراین اکنون هر سه دفتر RPBW از چاپگرهای سه بعدی برای ساخت ماکت استفاده می‌کنند. آقای تِرنووا و آقای لَنگ امیدوارند که استفاده از ابزارهای دیجیتالی به اشتراک‌گذاری دانش بین دفاتر را نیز تشویق کند.

آقای تِرنووا همچنین معتقد است که در آینده پرینترهای سه بعدی ابزار ضروری‌ای در اکثر کارگاه ها و دفاتر معماری خواهند بود.

“من فکر می کنم این آینده است، مطمئناً. برخی تغییرات باید قبلا انجام شود تا هر ماکت ساز بتواند از این فناوری استفاده کند. به عنوان مثال، قیمت باید پایین بیاید.

مقالات مرتبط:

ماکت معماری

پرینت سه بعدی معماری