ساخت ماکت معماری با پرینتر سه بعدی یکی از جذابترین روشهای ساخت و مدلسازی در دنیای معماری است که بهدلیل دقت بالا، صرفهجویی در زمان و هزینه و امکان ایجاد طرحهای پیچیده، محبوبیت زیادی پیدا کرده است. از مراحل اولیه، یعنی طراحی دیجیتال مدل معماری تا آمادهسازی فایل برای پرینت و انتخاب مواد مناسب برای چاپ سهبعدی، همۀ این مراحل بهصورت خودکار و دقیق انجام میشوند. استفاده از پرینترهای سهبعدی در این زمینه، امکان تولید ماکتهای دقیق و باکیفیت از ساختمانها و سازههای مختلف را فراهم میکند. اما صفر تا 100 ساخت ماکت معماری با پرینتر سه بعدی چگونه است؟ برای دریافت پاسخ در ادامه با ما همراه شوید.
مراحل ساخت ماکت معماری با پرینتر سه بعدی
هیچ معماری نیست که حداقل یکبار با ساخت ماکت، به چالش نخورده باشد! ماکتسازی همیشه یکی از پرسروصداترین فرایندها در کسبوکارهای مربوط به معماری بوده و روشهای سنتی آن نیازمند زمان و هزینههای بسیار زیاد است. بهخصوص وقتی پای جزئیات به میان میآید، ساختن یک ماکت دقیق و پیچیده، چندینبرابر دشوارتر میشود. ساخت ماکت با پرینتر سه بعدی این مشکل عجیب را آسان کردهاند؛ یعنی شما میتوانید ماکتهای دقیق با مقیاسهای متنوع را با این ابزار هوشمند، بسازید.
به گفته سایت هگزاگون درباره فرایند ساخت ماکت با پرینتر سه بعدی:
امروزه ساخت ماکت با پرینتر سه بعدی یکی از راه های درآمدزایی با پرینترهای سه بعدی می باشد. معماران و طراحان از پرینترهای سه بعدی برای ساخت مدلهای مقیاسپذیر از پروژههای ساختمانی استفاده میکنند. این مدلها بهعنوان ابزارهای قدرتمند برای نمایش طرحها به مشتریان و ارزیابی عملکرد ساختمانها در مراحل طراحی عمل میکنند. علاوهبر طراحی، میتوانند با خرید پرینتر سه بعدی و استفاده از تکنولوژی چاپ سهبعدی، برای تولید قطعات ساختمانی پیچیده و سفارشی آنها نیز بهره بگیرند.
صفر تا 100 ساخت ماکت معماری با پرینتر سه بعدی به صورت مراحل زیر است:
1- مدل سازی دیجیتال و استراتژیهای آن
مدلسازی معماری بهطور معمول با نرمافزارهای CAD مانند Revit، SketchUp، Rhino 3D یا ArchiCAD آغاز میشود. این نرمافزارها به معماران امکان ایجاد مدلهای سهبعدی دقیق را میدهند. بااینحال، مدلهای دیجیتال که برای طراحی استفاده میشوند معمولاً باید بهشکل قابلچاپ سهبعدی تبدیل شوند؛ بنابراین در این مرحله باید تنظیمات خاصی برای آمادهسازی فایل برای چاپ انجام شود. برخی از نکات کلیدی در این مرحله عبارتاند از:
- تقسیم مدلها براساس درزها: برای آسانترکردن فرایند مونتاژ و چاپ سهبعدی، مدلها باید به بخشهای کوچکتری تقسیم شوند که بهراحتی پساز چاپ بتوان آنها را مونتاژ کرد. بهعنوانمثال در طراحی ساختمانها، تقسیم مدل براساس درزها یا خطوط مشخص از رویکردهای رایج است.
- استراتژیهای چاپ سهبعدی: مدلها باید براساس حجم ساخت پرینتر سهبعدی تقسیم شوند. این یعنی درصورتیکه مدل بزرگ است یا پیچیدگی زیادی دارد، باید آن را به چندین قطعه کوچکتر برای چاپ تبدیل کنید تا بتواند در پرینتر جای بگیرد. همچنین اجزایی که نیاز به نمایش جزئیات داخلی دارند، باید جداگانه چاپ شوند.
- مدلسازی برای مونتاژ: در بسیاری از پروژههای معماری، مدلها بهگونهای طراحی میشوند که بتوانند پساز چاپ بهراحتی با چسبهای شیمیایی یا اتصالات مکانیکی به هم متصل شوند. دقت پرینت در تکنولوژیهایی مثل SLA و SLS باعث میشود که قطعات بهصورت یکپارچه و بدون نقص به هم بچسبند.
2- جریان کاری نرمافزار (Software Workflow)
پساز ایجاد مدل سهبعدی، نیاز به تبدیل آن به فایلهایی قابلخواندن توسط پرینترهای سهبعدی است. نرمافزارهایی مثل PreForm یا Cura برای این کار استفاده میشوند. در این نرمافزارها باید تنظیمات زیر درنظر گرفته شوند:
- تبدیل مقیاس مدل: بیشتر مدلهای معماری در ابعاد 1:1 طراحی میشوند. در این مرحله باید مقیاس مدل به ابعاد مناسب برای چاپ سهبعدی تبدیل شود.
- حذف اجزای غیرضروری: در نرمافزارهایی مانند Revit، برخی اجزا مانند سیستمهای HVAC یا پنجرههای دوجداره که در چاپ سهبعدی نیازی به نمایش آنها نیست، باید حذف شوند. همچنین ممکن است دیوارها و سایر بخشها، نیاز به ضخامتدهی داشته باشند تا در هنگام چاپ، استحکام کافی داشته باشند.
- مدلسازی سطحی: در برخی پروژهها، مدلها بهصورت دوبعدی آغاز میشوند و سپس با اکسترودکردن و برشدادن به مدل سهبعدی تبدیل میشوند. این روش برای چاپ سهبعدی سادهتر است و اغلب برای پروژههایی با جزئیات کم استفاده میشود.
3- چاپ سه بعدی و پس پردازش
پساز اینکه مدل سهبعدی آماده شد و فایل آن در فرمتهای مثل STL یا OBJ ذخیره شد، باید به پرینتر سهبعدی ارسال شود. نرمافزارهای slicing به شما کمک میکنند تا تنظیمات پرینت زیر را بهطور مناسب انتخاب کنید:
- رزولوشن: این گزینه تعیین میکند که جزئیات چاپ تا چه حد دقیق باشند؛
- موقعیت پلتفرم ساخت: انتخاب بهترین زاویه و موقعیت برای چاپ قطعات؛
- ساختارهای پشتیبانی: ایجاد ساختارهای پشتیبانی برای جلوگیری از فروپاشی قطعات در هنگام چاپ.
4- انتخاب مواد چاپ سه بعدی
انتخاب مواد مناسب برای چاپ سهبعدی اهمیت زیادی در کیفیت نهایی مدل دارد. معمولاً برای ماکتهای معماری از PLA یا ABS استفاده میشود که از متداولترین مواد چاپ سهبعدی هستند. PLA برای چاپ جزئیات بالا و دقت مناسب است. ABS مقاومتر است و برای مدلهایی که نیاز به استحکام دارند، استفاده میشود. همچنین استفاده از SLA برای ساخت قطعات پیچیدهتر و دقیقتر با رزولوشن بالا نیز رایج است.
5- مونتاژ و پردازش نهایی (Post-processing) برای ساخت ماکت معماری با پرینتر سه بعدی
برای مونتاژ از چسبهای شیمیایی یا اتصالات مکانیکی استفاده میشود. همچنین ممکن است نیاز به مراحل دیگری مانند سنبادهکشی، رنگآمیزی و حتی اضافهکردن جزئیات بیشتر مانند شبیهسازی مواد با رنگ و بافتهای متفاوت، وجود داشته باشد.
6- ارائه و نمایش ماکت
پساز اتمام مراحل پردازش و مونتاژ، ماکت معماری آماده عرضه در جلسات طراحی، نمایشگاهها یا پروژههای مشتریان است. این ماکتها به معماران و مهندسان این امکان را میدهند که پروژههای خود را بهشکل بصری و دقیق به نمایش بگذارند و به درک بهتری از طراحی برسند.
سایت all3dp.com درباره این مورد گفته است:
Final approval of a building design is another important stage where 3D printing can play an important role. Clients typically feel more comfortable making a judgement on a physical representation of a building or development than on a digital representation.
بهترین پرینتر سه بُعدی برای ساخت ماکت معماری
انتخاب یک پرینتر سهبعدی برای ساخت ماکت معماری با پرینتر سه بعدی بستگی به بودجه شما، میزان آشنایی شما با دستگاهها و سایر عواملی دارد که خاص کسبوکار شما هستند. در ادامه، سه نوع پرینتر را که بیشتر برای چاپ ماکتهای معماری استفاده میشوند، بررسی میکنیم.
مدلسازی با رسوب ذوبشونده (FDM)
پرینترهای FDM بهدلیل قیمت مناسب و استفاده از فیلامنتهای پلاستیکی که از طریق نازل اکسترود میشوند در چاپ سهبعدی خانگی بسیار محبوب هستند. از مزایای اصلی FDM میتوان به قیمت پایین و قابلیت استفاده از فیلامنتهای متنوع برای ایجاد مدلها با رنگها و خواص مختلف اشاره کرد. بااینحال، فقط امکان چاپ با یک یا دو نوع فیلامنت بهطور همزمان وجود دارد.
در صورت استفاده از پرینترهای FDM ارزانتر، ممکن است نیاز به پردازش پساز چاپ (مانند سنبادهزنی) برای حذف خطوط لایهها و پشتیبانیهای چاپشده داشته باشید. برخی از پرینترهای FDM دارای دو نازل هستند که میتواند مفید باشد، بهخصوص برای چاپ مدل با یک ماده و ساختارهای پشتیبانی با مادهای دیگر مانند مواد پشتیبانی حلشونده که پساز چاپ از بین میروند.
استریولیتوگرافی (Resin/SLA)
استریولیتوگرافی (SLA) از یک رزین مایع پلیمری استفاده میکند که با لیزر UV درمان میشود. این فنّاوری امکان دستیابی به جزئیات بسیار دقیق و سطوح صاف و مقاوم را فراهم میکند. درحالیکه پرینترهای SLA دسکتاپ در بازار وجود دارند، برای طراحیهای معماری بزرگمقیاس معمولاً از پرینترهای حرفهای با حجم ساخت بزرگتر استفاده میشود که امکان تولید مدلهای کامل بدون نیاز به مونتاژ چندین بخش را فراهم میکنند.
مانند FDM در SLA نیز فقط امکان چاپ با یک ماده در هر بار وجود دارد و گزینههای مواد برای این پرینترها محدودتر از FDM است.
پرینت سهبعدی رنگی با جت بایندر (Color Binder Jetting)
در این روش از پودر پلاستیک بهعنوان ماده چاپی استفاده میشود. پرینترهای Color Binder Jetting میتوانند مدلهایی با جزئیات بالا و رنگهای کامل بدون نیاز به ساختارهای پشتیبانی تولید کنند. این روش بهطور قابلتوجهی نیاز به پردازش پساز چاپ را کاهش میدهد؛ زیرا نیازی به سنبادهزنی یا رنگآمیزی مدل نیست. پساز حذف پودر اضافی، مدل در چسب تقویتکننده فرو برده میشود تا سطح خارجی آن تقویت شود و مقاومت بیشتری پیدا کند.
این فنّاوری برای عرضۀ نهایی ماکتهای معماری مانند مدلهای موقعیتی و مطالعات طراحی بزرگمقیاس ایدئال است. بااینحال، معمولاً ماشینهای Color Binder Jetting بهدلیل قیمت بسیار بالا فقط در سرویسهای چاپ سهبعدی استفاده میشوند.
سخن پایانی
ساخت ماکتهای معماری با استفاده از پرینتر سهبعدی، تحولی چشمگیر در دنیای طراحی و مدلسازی ایجاد کرده است. این تکنولوژی، امکان ایجاد ماکتهای دقیق را با جزئیات بالا در زمان کوتاهتر و با هزینههای کمتر فراهم میکند. با بهرهگیری از روشهای مدرن طراحی دیجیتال، انتخاب مواد مناسب و استفاده از تکنیکهای چاپ سهبعدی، معماران و طراحان میتوانند پروژههای خود را بهصورت واقعگرایانهتری به نمایش بگذارند. یادگیری ساخت ماکت معماری با پرینتر سه بعدی میتواند آینده شغلی هر معماری را متحول کند.
منبع: https://formlabs.com/uk/blog/3d-printing-architectural-models/