25
metody cyfrowej fabrykacji
abc specjalisty
warsztat architekta
geometrii. W dziedzinie architektury technologia znajduje
zastosowanie w tworzeniu popularnych w budownictwie
elementów fasady z użyciem kompozytów cienkich arkuszy
aluminium z rdzeniem mineralnym, gdzie w celu fabrykacji
paneli materiał jest odpowiednio wycięty oraz częściowo
zredukowany w miejscach gięcia krawędzi. Stosunkowo
prosty sposób fabrykacji płaskich elementów w przypadku
produkcji fasad o krzywoliniowych powierzchniach staje
się niezwykle wymagający. Oczywiście każda powierzchnia
może zostać uproszczona do płaskich paneli, jednak w przy-
padku zdecydowania się na swobodne formy fasad wymaga-
ne jest dostosowanie geometrii do procesu fabrykacji, który
wraz ze skomplikowaniem znacząco podnosi koszt realizacji.
Znakomitym przykładem połączenia wiedzy z zakresu
zaawansowanej geometrii, procesów cyfrowej fabrykacji
oraz technologii materiałowej z użyciem formatywnej są
prace grupy Marc Fornes/Theverymany. Rzeźby oraz pawi-
lony pracowni wyznaczają jeden z kierunków współczesnych
metod cyfrowej fabrykacji. Projekty opierają się o wyko-
rzystanie wiedzy z zakresu powierzchni rozwijalnych, co
pozwala na wykonanie krzywoliniowych obiektów prze-
strzennych z elementów wyciętych z arkuszy aluminium.
Dzięki wykorzystaniu wiedzy z zakresu powierzchni mini-
malnych badanych przez Freia Ottona w XX wieku, panele
stanowią zarówno element dekoracyjny, jak i konstrukcyj-
ny, bez wprowadzania dodatkowych wsporników. Jednym
z przykładów instalacji wykonanych przez pracownie, w
którym zastosowano powyższą technologię oraz właściwo-
ści geometryczne modeli, jest rzeźba w centrum konferen-
cyjnym Orange County Convention Center w Orlando, na
Florydzie. Poprzez odpowiednie połączenie ponad 4600
indywidualnych, perforowanych paneli, będących paskami
rozwiniętej geometrii trójwymiarowej, udało się skonstru-
ować niezwykle cienką, sztywną, krzywoliniową formę
o rozpiętości 14 m.
Niemożliwe jest streszczenie wszystkich metod cyfrowej
fabrykacji we współczesnej architekturze, jednak w ramach
podsumowania warto zauważyć, że dzisiejsze technologie
produkcji, zwłaszcza w przypadku realizacji skomplikowa-
nych przestrzennie form, wymagają od projektanta wiedzy
z zakresu cyfrowych narzędzi, możliwych metod fabrykacji,
a przede wszystkim wiedzy z zakresu geometrii trójwy-
miarowej, która – można by sądzić – przeżywa renesans
w dziedzinie architektury.
co w kontekście ochrony środowiska stawia go na pierwszym
miejscu, a biorąc pod uwagę skalę realizacji architektonicznych
czyni go technologią przyszłości. Pomimo wymienionych zalet
druku trójwymiarowego nie stosuje się w realizacji obiektów
o dużej skali ze względu na jego podstawową wadę, jaką jest
ograniczenie przestrzenne produkowanych elementów oraz
czasochłonność procesu. Istnieją projekty, które poprzez mody-
fikację dostępnych narzędzi próbują udowodnić możliwość
użycia druku 3D w architekturze, lecz obniżają one jednocze-
śnie jakość fabrykowanych obiektów. Chińska firma budowla-
na Winsun zastosowała technologię druku trójwymiarowego
w celu konstrukcji elementów ścian domów jednorodzinnych.
Proces fabrykacji polegał na stopniowym, warstwowym nano-
szeniu specjalnej mieszanki betonu. Pomimo sukcesu w kon-
tekście skali oraz czasu produkcji realizacja wskazuje, że druk
trójwymiarowy w pełnej skali architektonicznej jest daleki od
wdrożenia go w budownictwie.
Znacznie bardziej racjonalne wydaje się być wykorzystanie
metody addytywnej przez firmę Arup, która zaprezentowa-
ła węzły konstrukcyjne przestrzennie drukowane z użyciem
metalu. Cechą wyróżniającą ten projekt spośród innych jest
metoda projektowania węzłów oraz wykorzystanie przewagi
druku 3D nad innymi metodami fabrykacji. Zespół zajmu-
jący się projektem zaproponował wykorzystanie metody
elementów skończonych w celu optymalizacji przestrzennej
każdego z indywidualnych węzłów, co pozwoliło na wygene-
rowanie skomplikowanych form geometrycznych spełniających
wymagania konstrukcyjne, jednocześnie wykorzystując jedynie
niezbędną ilość materiału. Dzięki zastosowaniu powyższej stra-
tegii możliwe jest zredukowanie wagi elementów, a ponadto
obniżenie kosztów i zużycia materiału. W projektach firm
Winsun i Arup zaznacza się różnica w podejściu do technologii
druku trójwymiarowego – w pierwszym przypadku sposób
produkcji była celem samym w sobie, w przeciwieństwie do
procesu fabrykacji skomplikowanych geometrycznie węzłów,
wykorzystującym metodę addytywną jako najodpowiedniejsze
narzędzie do realizacji koncepcji.
Metody formujące
W odróżnieniu od metod subtraktywnej czy addytywnej
technologie formujące pozwalają na zmianę kształtu obiektu
poprzez wykorzystanie obróbki plastycznej, bez wpływu na
jego objętość. Precyzyjne wywieranie nacisku przekraczają-
cego granicę plastyczności materiału umożliwia zmianę ich
5
5.
Instalacja w Orange County
Convention Center autorstwa
Marc Fornes/Theverymany,
fot.
