Digitale 3D-modellering (BIM) wordt tegenwoordig door de helft van de architectenbureaus ter wereld gebruikt en maar weinig mensen zijn het erover eens dat de opkomst van BIM een echte revolutie teweeg heeft gebracht. Architecten kregen eindelijk een betrouwbare manier om hun ideeën snel, duidelijk, duidelijk en accuraat over te brengen op de opdrachtgever.
Het is tijd om de innovatieve technologie van de fysieke modelpresentatie onder de knie te krijgen. Het fysieke model is veel completer dan het plaatje op de monitor, waardoor de klant het architectonische concept begrijpt en voelt. Beide modellen zijn nodig voor de architect: een digitaal 3D-model is vereist om de componenten van het project te analyseren, en een fysiek model is vereist om onderdelen en schaal efficiënt te evalueren. Wat nog belangrijker is, is dat het fysieke model architecten in staat stelt om te spreken in een taal die de klant begrijpt, zelfs als deze het verst van architectuur verwijderd is. De opdrachtgever krijgt de kans om het project op emotioneel niveau te beoordelen, rekening houdend met alle subtiliteiten.
De kunst van het met de hand maken van architecturale modellen verdient zeker alle respect, maar het is zo bewerkelijk dat de creatie van zo'n model op zich een apart project wordt. Eerst worden de bouwtekeningen overhandigd aan de modelfabrikant, die het totaalconcept in het materiaal belichaamt. Dit duurt twee tot vier weken. Als het project met succes de goedkeuring heeft doorstaan, wordt de lay-out voltooid zonder noemenswaardige wijzigingen. Als dit niet het geval is, moet de architect wijzigingen aanbrengen in het project en een nieuwe versie van het model ter goedkeuring aan de klant voorleggen. Het komt voor dat het proces van het maken van een fysiek model zich maandenlang uitstrekt, de deadline mist en het lot van het hele project in gevaar brengt.
In de snelle wereld van digitale modellering is vertrouwen op handgemaakte benaderingen ouderwets en te duur. Wat als het maken van een model sneller, goedkoper en nauwkeuriger zou zijn? Stelt u zich eens voor welke kansen zich voordoen! Hetzelfde 3D-model kan direct in de workflow worden gebruikt … 3D-printers van Z Corporation maken deze dromen werkelijkheid.
Visuele belichaming
Toen de eerste 3D-printer van Z Corporation, die 3D-fysica-modellen kon afdrukken, op de markt kwam, bracht dat een heleboel nieuwe mogelijkheden met zich mee. Niet langer beperkt door de hoge kosten en omvang van prototypingmachines, konden ontwerpers plotseling regelmatig visuele 3D-mockups gebruiken in de vroegste stadia van een project.
Morphosis, de winnaar van de Tom Main Architecture Award, was gewend om alleen met de modernste technologieën te werken en was een van de eersten die 3D-printen introduceerde. Morphosis CIO Marty Doscher beschrijft het hoofdkantoor van het bedrijf in Eugene, Oregon: "We hebben hier twee 3D-printers en elk project wordt vanaf dag één 3D."
Tom maakt misschien een paar schetsen op papier, maar de rest van het werk gebeurt in 3D-ruimte en er worden veel 3D-prints gemaakt.
Ideeën verdedigen, winnende zaken
"Het menselijk brein werkt in drie dimensies, niet in twee", legt de eigenaar van het architectenbureau iKix R. "Parta" Partasarati uit. “Architecten en aannemers vertrouwen al eeuwen op 2D-blauwdrukken. Maar hoe nauwkeurig deze tekeningen ook zijn, het gevaar bestaat altijd dat de klant ze verkeerd interpreteert."
Als voorbeeld noemt hij de recente geschiedenis van een wooncomplex van honderden gebouwen. De opdrachtgever was best tevreden met de tekeningen, maar zodra hij het 3D-model zag, maakte hij zich meteen zorgen over de te dichte plaatsing van gebouwen. Om deze warboel te verdunnen, moest de architect een zwembad en een fitnessruimte in het midden van het complex plaatsen. Men kan alleen maar raden hoeveel het de klant zou hebben gekost om een late oplossing voor dit probleem te hebben - bijvoorbeeld wanneer de helft van het complex al gebouwd zou zijn … De aanwezigheid van een 3D-model heeft de architect veel tijd bespaard, en de klant redde hem van enorme uitgaven voor veranderingen in het complex dat al in aanbouw is …
Jerde Partnership heeft ZPrinter 310 Plus-printers gekocht en gebruikt ze nu bij de ontwikkeling van elk project - van een wolkenkrabber tot een kiosk. De mogelijkheid om in een kantooromgeving 3D-afdrukken te maken, stelt u in staat om zeer snel lay-outs te maken en bovendien dergelijke modellen te maken die eenvoudigweg onpraktisch zouden zijn om met de hand te maken.
Slechts een week na de overname hielp de ZPrinter 310 Plus bij het winnen van de wedstrijd waarvoor het Jerde Partnership een ontwerp aan het water in San Diego indiende. Het gedetailleerde fysica-model liet zien hoe het Jerde-project de contouren van het landschap verbetert met behoud van de algehele stijl. Al Waas, plaatsvervangend vice-president en hoofdontwerper van het project, zegt dat het met de hand maken van dezelfde mockup weken van inspanning zou vergen van een heel team van specialisten. En met de ZPrinter 310 Plus was de lay-out in slechts een halve dag geprint. "Hoe gedetailleerder het project is, hoe complexer het is, hoe meer voordelen 3D-printen biedt", merkt Vaas op. En hij voegt eraan toe dat het gebruik van 3D-printers de productiviteit ongeveer verdubbelt.
Hoe het werkt?
Z Corporation 3D-printers werken met bestandsindelingen die in BIM worden gebruikt en vormen fysieke 3D-lay-outs van een samengesteld gipspoeder.
Een model verkregen uit programma's zoals Autodesk Revit of Autodesk 3ds Max wordt door Z Corp. in duizenden horizontale lagen gesneden. De printkop van de printer maakt vervolgens duizenden passages door het poeder en laat een vloeibaar bindmiddel achter op de kruispunten. Waar deze stof met het poeder in aanraking komt, stolt het snel. Aldus drukt de printer af met een verticale snelheid van ongeveer 2,5 cm per uur, brengt de printer materiaal laag voor laag aan en creëert een afgewerkte lay-out van het poedervormige gips.
Z Corp 3D-printers zijn uniek: alleen zij kunnen modellen in kleur maken. Geen enkele andere technologie voor het maken van 3D-mock-ups biedt deze mogelijkheid. Bovendien kunnen afbeeldingen en foto's op het model worden toegepast om de gelijkenis met het origineel verder te versterken.
Met Z Corp-software kunt u verder gaan dan de grootte van het plotgebied. Het model van het gebouw kan in delen worden opgedeeld, en het ZEdit Pro-programma voegt er automatisch pinnen en gaten aan toe voor de daaropvolgende montage bijna vlak.
Besparing
Hoewel de prijs van een handgemaakte mockup kan oplopen tot enkele duizenden dollars, is de prijs van dezelfde mock-up die is afgedrukt op een 3D-printer van Z Corporation slechts $ 2-3 per kubieke inch.
"Voor middelgrote tot grote projecten zijn de kosten van het maken van een lay-out vrijwel onmiddellijk terugverdiend", zegt Scott Harmon, vice-president ontwikkeling bij Z Corporation. - Vaak loont het apparaat zelf zeer snel: als het bijvoorbeeld in een zeer vroege fase van het project, dankzij het model, mogelijk was om een ernstige fout te ontdekken of als het bedrijf de aanbesteding won en zijn project in de meest voordelige licht. Ondanks het feit dat de productie van lay-outs van gebouwen op 3D-printers een relatief nieuwe richting is, zijn de meeste van onze klanten architecten: zij zijn degenen die vanaf de eerste werkdag het rendement van de printer halen."
Snelheid en schaalbaarheid
Waar een middelgroot model weken nodig had om te produceren, kan een 3D-printer het in minder dan 12 uur aan. De 3D-inkjetprinters van Z Corporation roken niet, produceren minimaal afval en het materiaal dat tijdens het printproces ongebruikt blijft, is geschikt voor verder gebruik. Printers printen met resoluties tot 600 dpi en reproduceren nauwgezet de fijnste oppervlaktedetails.
De Z Corp-lijn omvat de ZPrinter 310 Plus zwart-witprinter en drie kleurenapparaten: de ZPrinter 450, Spectrum Z510 en de ZPrinter 650 met hoge resolutie.
"Machines van andere fabrikanten laten niet meerdere lay-outs tegelijk toe: het is onmogelijk om modellen op elkaar af te drukken", zegt Scott Harmon. "Met Z Corp-printers kunt u zoveel lay-outs afdrukken als fysiek in het bouwgebied passen, dankzij de dunne laag poeder ertussen."
Nog niet zo lang geleden was de Realisatiegroep opnieuw overtuigd van de voordelen van massaprinting op Z Corp-printers. Toen het kantoor in Coral Gables, Florida, 100 exemplaren van de lay-out bestelde voor marketingdoeleinden, kon Realization Group de bestelling in slechts twee dagen voltooien - alleen door meerdere exemplaren tegelijk te kunnen afdrukken zonder in te boeten aan nauwkeurigheid, kwaliteit en betrouwbaarheid.
Naast de voordelen in termen van snelheid en betaalbaarheid, is een 3D-printer van bijzondere waarde voor aspirant-architecten. Door 3D-printen vroeg in de ontwerpfase te gebruiken, kan snel waardevolle ervaring worden opgedaan, waardoor zowel de architect als de opdrachtgever worden beschermd tegen kostbare fouten door gebrek aan ervaring.
Dankzij 3D-printers van Z Corporation, die architecturale lay-outs genereren in een orde van grootte goedkoper en sneller dan de handmatige methode, kan 3D-printen nu worden toegepast in de vroege ontwerpfasen, wat de efficiëntie van het hele proces verhoogt. Net zoals digitale modellering met BIM ontwerp goedkoper en efficiënter maakt, zo helpen 3D-mock-ups die in de fase van projectontwikkeling zijn gemaakt, het concept ervan beter te begrijpen, fouten te vermijden en zakelijke kansen te bieden waar voorheen alleen van werd gedroomd.
Een huis bouwen: 3D-printen als projectmotor
Gedurende twintig jaar werk op het gebied van computerontwerp R. "Parta" Partasarati ontmoet een nieuwe klant met dezelfde vraag: "Welk probleem kunnen we voor u oplossen?"
Het gebruikelijke antwoord is: "Versnel de promotie van ons product op de markt."
Toegepast op architectuur ontdekte Partasarati dat de twee belangrijkste redenen voor vertragingen neerkomen op onvoldoende theoretisch ontwerp en slechte communicatie. Twee jaar geleden ontdekte hij 3D-printen, een compleet nieuwe technologie die de ontwerptijd aanzienlijk verkort. Hiermee kunt u een nauwkeurig driedimensionaal fysiek model van een gebouw maken en het een belangrijk onderdeel maken van het werk van elke ontwerper. Parta zag dit als een geweldige kans om het wederzijds begrip tussen alle betrokkenen bij het project te verbeteren, de efficiëntie te vergroten en rampzalige fouten te elimineren. Dit is hoe iKix (www.ikix.in) werd geboren, India's eerste architecturale 3D-printservicebureau.
Vroeger werden alle lay-outs met de hand gemaakt. Omdat dit proces veel tijd en geld kost, maken architecten de lay-out pas in de laatste fase van het project, net voor de openbare presentatie.
"Bureau iKix drukt een 3D-model gemiddeld in zes tot tien dagen af, wat veel sneller is dan de maand die nodig is om een soortgelijk model met de hand te maken", zegt Parta. Golf enzovoort - we kunnen het maken in zes weken in plaats van vijf maanden met de hand. Tijd- en financiële besparingen worden nog meer merkbaar wanneer plannen veranderen en de lay-out in een oogwenk moet worden aangepast."
iKix gebruikt de kleurenspectrum Z510 van Z Corp. De mogelijkheden van deze printer stellen de architect en projectmanager in staat om snel meerdere exemplaren van de lay-out te verkrijgen - één voor de architect, opdrachtgever, hoofdaannemer, onderaannemer en civiele autoriteiten. “Een 3D-printer is meer dan alleen een prototype-machine”, zegt Parta. - Het werd echt een van de tools van de ontwikkelaar. 3D-printen is een doorbraak die volgens mij de toekomst van technische informatie-uitwisseling de komende tweehonderd jaar zal bepalen. Elk project moet in 3D worden gepresenteerd, en dat zal binnenkort gebeuren. Ik ben er oprecht van overtuigd dat alle architecten in 3D zullen werken. IKix-klanten komen hier om steeds meer projecten in driedimensionale modellen te belichamen. De voordelen zijn onmiskenbaar."
Parta is van mening dat infrastructurele voorzieningen ook fysieke modellen nodig hebben. Toen de autoriteiten bijvoorbeeld besloten een snelwegknooppunt aan te leggen, is het noodzakelijk om het wegverkeer in alle vormen van exploitatie te plannen. De aanwezigheid van een fysiek 3D-model vereenvoudigt de oplossing voor dit probleem.
Zichtbaarheid: 3D-printen in de civiele sector
Het Scandinavische adviesbureau Ramboll Group's (www.ramboll.com) heeft een trackrecord van gerenoveerde architectonische monumenten, prachtige bruggen, uitstekende wegen en betrouwbare nutsvoorzieningen. Niettemin vereist elke nieuwe aanbesteding niet alleen slimme ideeën, maar ook hun heldere presentatie - dit is de enige manier om op succes te rekenen. Dit is een van de redenen waarom Ramboll 3D-printtechnologie heeft aangenomen.
Ramboll is actief in een zeer competitieve internationale markt en biedt een volledig scala aan adviesdiensten op het gebied van infrastructuur, telecommunicatie, architectuur, gezondheidszorg, olie en gas, energie, milieubescherming, informatietechnologie en management.
Ramboll is terecht trots op de reeds geïmplementeerde projectresultaten, terwijl potentiële klanten meer geïnteresseerd zijn in voorstellen voor mogelijke toekomstige bestellingen. Het bedrijf zoekt naar manieren om zijn ideeën het beste weer te geven, en op dit gebied zijn de mogelijkheden van 3D-printen moeilijk te overschatten.
Vanaf het allereerste begin is kleurendruk een absolute vereiste voor Ramboll. Dit bepaalde de keuze vooraf: Ramboll kocht de Z Corporation Spectrum Z510 3D-printer - de enige kleurenprinter met hoge resolutie tot nu toe.
Spectrum Z510 genereert snel 3D-architecturale en technische lay-outs - in minder tijd en meestal veel goedkoper dan de traditionele handmatige methode. Met scherpe kleurdetails brengen lay-outs projectideeën beter over. En het vermogen van de Spectrum Z510 om texturen op het oppervlak aan te brengen, maakt lay-outs realistisch en spectaculair, wat vooral belangrijk is voor infrastructuurprojecten. De ingenieurs van Ramboll kunnen bijvoorbeeld een metselwerktextuur op het oppervlak van een muur aanbrengen, en een real-life foto ervan vanuit vogelperspectief op een terreinmodel.
De nieuwe features hebben de kansen van Ramboll enorm verbeterd. Kort na de aanschaf van de Spectrum Z510 won het bedrijf een aanbesteding voor het ontwerpen van een grote brug in zijn huis in Denemarken.
De lay-out toonde getrouw de speciale V-vormige stops die minder ruimte in beslag namen en minder materiaal vereisten dan hun klassieke tegenhangers. Hij bracht de pit van het concept perfect over.
"Dit is slechts één voorbeeld waarbij 3D-printen in kleur heeft bijgedragen aan het winnen van de aanbesteding", zegt Jita Monchizadeh, CAD-ontwikkelaar voor Ramboll's Transportation and Infrastructure Division. - En we hebben al veel van dergelijke voorbeelden. 3D-printen helpt, als geen ander, de klant om het unieke van onze projecten te voelen, om geen enkele van de ideeën die erin zijn ingebed, te missen. We maken presentaties die Ramboll vertegenwoordigen in kleur en helderheid. Kleur, helderheid en textuur - tot aan het metselwerkpatroon op de muur - het maakt echt een blijvende indruk."
Bovendien bespaart 3D-printen geld voor Ramboll. Toen een bedrijf bijvoorbeeld onlangs een lay-out nodig had voor een woongebouw van 12 verdiepingen, werd berekend dat het drie keer goedkoper zou zijn om een kleurenmodel op een 3D-printer af te drukken dan een handmatige bestelling.
"Het printen van een fysiek kleurenmodel is vrijwel moeiteloos - op voorwaarde dat de schaal klopt", vervolgt Jita Monchizadeh. - Als het project wordt uitgevoerd in een programma voor driedimensionaal ontwerpen, is dit voldoende om een 3D-model te vormen. Soms moet het model enigszins worden geoptimaliseerd om het te schalen zodat het past bij de resolutie van de printer, maar dit is meestal geen probleem. De kans is groter dat er problemen ontstaan bij het met de hand maken van een model, bijvoorbeeld wanneer een enkel klein detail veel tijd in beslag neemt! Met andere woorden, 3D-printen stimuleert creativiteit en ruimtelijk denken. In verschillende stadia van het project kun je gemakkelijk afdrukken maken van de lay-out en deze vergelijken."
Zest: 3D-lay-outs gebruiken in presentaties
Voor Robin Lockhart, Deputy Chief Executive Officer en Operations Manager bij OBM International (www.obmi.com), zijn ontwerpprojecten die vroeger vele uren discussie in beslag namen en veel trial and error-oplossingen vereisten, nu een katalysator geworden die het momentum bepaalt..
Het punt is dat het bedrijf nog niet zo lang geleden 3D-printen in zijn productieprocessen heeft geïntegreerd.
Een van de zeer belangrijke projecten is de bouw van het nieuwe hoofdkantoor van OBM International in Coral Gables. Met behulp van een 3D-printer die ik van de Z Corporation had gekocht, "maakte ik een mock-up van een werkstation met vier zitplaatsen, waarbij ik de componenten opsplitste zodat ze later in verschillende configuraties konden worden gemonteerd", zegt Robin Lockhart. - Het ontwerpteam bedacht oplossingen die kunnen worden gecombineerd door componenten te verwisselen. Dit bespaarde ons onnodige debatten, bespaarde veel tijd en moeite, en vooral stelde ons in staat om snel en dynamisch tot de gewenste oplossing te komen. Bovendien bleek het zoekproces zelf buitengewoon spannend te zijn."
OBM International kocht de Z Corp Spectrum Z510 3D-printer in december 2007. “We gebruiken nu de Z Corp Spectrum Z510 met alle opties, inclusief een automatische module voor het reinigen van poederresten. In feite hebben we hier een hele reeks apparaten om met lay-outs te werken, die zich geleidelijk rond de hoofdprinter ontwikkelden."
Lockhart merkte op dat 3D-printen de beste impact had op de aard van de activiteiten van OBM International: “Ons niveau van begrip met de klant is geweldig. De algemene sfeer van de presentatie verandert onmiddellijk ten goede zodra we de lay-out aan de klant presenteren. Klanten kunnen nu discussies voeren in een vlak dat ze goed begrijpen, het model maakt consequent een goede indruk en de dankbaarheid van de klant is verzekerd."
Voorheen gebruikte OBM International traditionele 2D-tekeningen, kleurprojecties en video's voor presentaties. Ontwerpers gebruikten calqueerpapier, handschetsen, CAD, 3D-visualisatie en modellering. “Dit zat allemaal in ons arsenaal en dit alles legt bepaalde beperkingen op. Wanneer we een presentatie maken voor een klant die niet goed bekend is met de nuances van dit formaat, neemt de informatie-inhoud af, en dit kan de beslissing negatief beïnvloeden. Volgens Robin Lockhart maakt OBM International 3D-modellen voor haar eigen behoeften: ten behoeve van kritische analyse en projectevaluatie.
"Onze workflow is gericht op het alomtegenwoordige gebruik van fysieke lay-outs", zegt Lockhart. “Met steeds actiever gebruik van een 3D-printer kunnen we hopen dat de kwaliteit van onze projecten alleen maar zal verbeteren. Bovendien werd dit apparaat echt het hoogtepunt van al onze architectonische presentaties."
Exporteren vanuit Autodesk Revit
Het toenemende aandeel van 3D-printen in architectonisch ontwerp heeft geresulteerd in een tool waarmee gebruikers STL-bestanden die vanuit Autodesk Revit zijn geïmporteerd, rechtstreeks naar een Z Corp. 3D-printer konden downloaden. Nog niet zo lang geleden kondigde Autodesk de release aan van een nieuwe STL Exporter voor het Autodesk Revit 2009 (BIM) -platform. Voorheen was bij het converteren van Revit-bestanden naar STL-formaat software van derden vereist.
Deze ontwikkeling onderstreept het vertrouwen van Autodesk in de toekomst van 3D-printen en de groeiende acceptatie ervan naarmate het proces zuiniger en efficiënter wordt.
"3D-fysieke modellen worden een belangrijk onderdeel van het ontwerpproces en bieden inzicht in het ontwerp en verbeterde communicatie tussen ontwerper en klant", zegt Emil Kfouri, senior line manager bij Autodesk AEC Solutions. - 3D-modellen zijn nodig voor onze klanten gedurende de hele levenscyclus van het product, maar vooral tijdens het zoeken naar een conceptuele oplossing. De STL-exporteur voor het Revit-platform heeft volledige ondersteuning voor Z Corporation-apparaten, waardoor 3D-printen niet alleen ongelooflijk snel en van hoge kwaliteit is, maar ook echt betaalbaar. We ontwikkelen andere interessante oplossingen voor het afdrukken van fysieke lay-outs op printers van Z Corporation."
Kfowry zei ook dat hij vertrouwen heeft in een mooie toekomst voor 3D-printen. “De meeste 3D-modellen zijn tot nu toe alleen geprint in de fase van conceptuele ontwikkeling - tijdens de studie en het ontwerp van de contouren van het toekomstige gebouw. Bovendien verschijnt de fysieke lay-out in de laatste fase, wanneer het project aan het publiek wordt gepresenteerd. In de toekomst zie ik 3D-printen in alle stadia, wanneer zelfs de kleinste veranderingen worden weerspiegeld in een aparte lay-out en bestudeerd om er zeker van te zijn dat ze nodig zijn. Ik verwacht dat er steeds meer vraag zal zijn naar kleur en texturen in lay-outs - ze maken het model extreem visueel."
De STL Exporter-converter, die een STL-bestand genereert van een model gemaakt in Autodesk Revit Architecture, Autodesk Revit Structure en Autodesk Revit MEP-producten, kan worden gedownload op de Autodesk-website (www.autodesk.ru).
