3D-печать в архитектуре

3D‑печать стала незаменимым помощником не только крупных компаний, но и небольших архитектурных и дизайн-студий по всему миру. Чем вызвана такая популярность 3D‑принтеров? Причина в том, что трехмерная печать стала настоящей революцией в области строительного макетирования, дизайн-проектировании и создании новых креативных объектов.

• Почему это выгодно
• Технологии и материалы
• Примеры использования
• Выбор 3D‑принтера

• Почему это выгодно
• Технологии и материалы
• Примеры использования
• Выбор 3D‑принтера

3D-печать в архитектуре — почему это выгодно?

Изготовление архитектурных макетов — важная задача для любого конструкторского или архитектурного бюро. От качества модели будущего проекта зависит впечатление заказчиков, клиентов, потенциальных инвесторов. Макетирование традиционными методами — процесс длительный, трудоемкий и весьма дорогой. Технология 3D-печати позволяет значительно уменьшить сроки изготовления макета, повысить качество, максимально приближая его к оригиналу. При этом основная часть работы по проектированию ведется на компьютере с использованием современных программных средств 3D-моделирования.

Преимущества 3D-печати архитектурных макетов:

• скорость изготовления — всего несколько часов работы 3D-принтера заменяют 2-3 месяца ручного труда;
• низкая стоимость производства — используется специальный доступный материал к на основе гипса VisiJet PXL;
• готовые модели не требуют окраски, 3D-печать полностью повторяет любые оттенки и цвета в палитре CMYK;
• высокое качество 3D-печати: толщина слоя от 90 микрон, до 390 000 цветов, разрешение 600х540 dpi; наглядного образца.

3D-печать в архитектуре — почему это выгодно?

Изготовление архитектурных макетов — важная задача для любого конструкторского или архитектурного бюро. От качества модели будущего проекта зависит впечатление заказчиков, клиентов, потенциальных инвесторов. Макетирование традиционными методами — процесс длительный, трудоемкий и весьма дорогой. Технология 3D-печати позволяет значительно уменьшить сроки изготовления макета, повысить качество, максимально приближая его к оригиналу. При этом основная часть работы по проектированию ведется на компьютере с использованием современных программных средств 3D-моделирования.

Преимущества 3D-печати архитектурных макетов:

• скорость изготовления — всего несколько часов работы 3D-принтера заменяют 2-3 месяца ручного труда;
• низкая стоимость производства — используется специальный доступный материал к на основе гипса VisiJet PXL;
• готовые модели не требуют окраски, 3D-печать полностью повторяет любые оттенки и цвета в палитре CMYK;
• высокое качество 3D-печати: толщина слоя от 90 микрон, до 390 000 цветов, разрешение 600х540 dpi; наглядного образца.

Технологии и материалы

Для создания полноцветных архитектурных макетов используют 3D-принтеры компании 3D Systems серии ProJet x60 . Они идеально подходят для изготовления ярких высокоточных демонстрационных моделей. 3D‑принтеры серии ProJet x60 создают модели по технологии CJP из специального композитного порошка на основе гипса. Главные преимущества таких система — высокая производительность, качество и низкая себестоимость материалов.

Полноцветные 3D‑принтеры >>

Кроме того, при изготовлении больших и сложных макетов часто используют фотополимерные 3D‑принтеры. С их помощью изготавливают сложные высокодетализированные части проектов, с очень мелкими (меньше миллиметра) элементами. Однако, такие 3D-принтеры не способны печатать цветные объекты, а материалы к ним стоят значительно дороже гипса.

Фотополимерные 3D‑принтеры >>

Также некоторые архитекторы и дизайнеры пользуются 3D‑принтерами, печатающими с помощью ABS-пластика. Это возможность сэкономить на производстве макета, так как себестоимость пластика ниже чем гипса и фотополимеров. Однако с его помощью нельзя создавать полноцветные и высокодетализированные проекты.

Технологии и материалы

Для создания полноцветных архитектурных макетов используют 3D-принтеры компании 3D Systems серии ProJet x60 . Они идеально подходят для изготовления ярких высокоточных демонстрационных моделей. 3D‑принтеры серии ProJet x60 создают модели по технологии CJP из специального композитного порошка на основе гипса. Главные преимущества таких система — высокая производительность, качество и низкая себестоимость материалов.

Полноцветные 3D‑принтеры >>

Кроме того, при изготовлении больших и сложных макетов

часто используют фотополимерные 3D‑принтеры. С их помощью изготавливают сложные высокодетализированные части проектов, с очень мелкими (меньше миллиметра) элементами. Однако, такие 3D-принтеры не способны печатать цветные объекты, а материалы к ним стоят значительно дороже гипса.

Фотополимерные 3D‑принтеры >>

Также некоторые архитекторы и дизайнеры пользуются 3D‑принтерами, печатающими с помощью ABS-пластика. Это возможность сэкономить на производстве макета, так как себестоимость пластика ниже чем гипса и фотополимеров. Однако с его помощью нельзя создавать полноцветные и высокодетализированные проекты.

Полноцветный макет, созданный с помощью 3D‑принтера ProJet 660 Pro

Высокодетализированные полимерные макеты зданий.

Макеты домов, выполненные на FDM‑принтере

Полноцветный макет, созданный с помощью 3D‑принтера ProJet 660 Pro

Высокодетализированные полимерные макеты зданий.

Макеты домов, выполненные на FDM‑принтере

Примеры использования 3D-принтеров в архитектуре

Компания Ramboll выигрывает тендеры с помощью 3D‑печати

Датский строительный гигант с 2004 года использует 3D-принтеры для изготовления высококачественных макетов для демонстрации потенциальным клиентам. Такой подход обеспечил компании быстрое закрытие сделок.

Подробнее >>

Примеры использования 3D-принтеров в архитектуре

Компания Ramboll выигрывает тендеры с помощью 3D‑печати

Датский строительный гигант с 2004 года использует 3D-принтеры для изготовления высококачественных макетов для демонстрации потенциальным клиентам. Такой подход обеспечил компании быстрое закрытие сделок.

Подробнее >>

Выбор архитектурного 3D-принтера

3D Systems ProJet CJP 660 Pro

Picaso Designer XL series 2

Picaso Designer X PRO series 2

3D Systems ProJet CJP 660 Pro

Picaso Designer XL series 2

Picaso Designer X PRO series 2

3D принтер для архитектора и дизайнера, плюсы и минусы, примеры использования

3D технологии становятся хорошими помощниками в различных областях. В архитектуре и дизайне 3D принтеры успешно применяются в основном для создания архитектурных макетов.

Макет с подсветкой

Архитектурные макеты можно условно разделить на несколько видов:

Макеты могут использоваться для разнообразных целей:

• Визуализация для покупателей или для согласования проекта с клиентом. Многим заказчикам гораздо сложнее воспринимать цифровой макет здания или интерьера. 3D печать позволяет быстро и недорого изготовить например, макет квартиры в миниатюре с макетом мебели. Клиент сам сможет наглядно увидеть разнообразные варианты интерьера и выбрать наиболее понравившийся ему. 

• Презентация проекта. Гораздо красочнее и эффектнее смотрится презентация с красивым макетом, например здания или целого микрорайона. Но изготовление архитектурного макета классическим способом — это долгий и кропотливый, часто ручной, труд. А если макетов нужно несколько? 3D принтер позволяет существенно ускорить и удешевить производство макета.

Стоимость макета зависит от нескольких факторов — это сложность изготовления и художественная ценность. Использование 3D принтера позволяет ускорить и существенно упростить производство сложных и простых макетов. Например изготовление макета современных зданий с нелинейной геометрией становится настоящей головной болью для макетчиков. 3D печать позволяет быстро и точно воспроизвести точную копию любого здания независимо от его геометрии.

Макет здания с нелинейной геометрией

FDM принтеры для архитектуры и дизайна

FDM — это технология послойного наплавления пластика для получения физической модели. В качестве расходного материала используется пластиковая нить — филамент.

FDM принтеры очень популярны благодаря своей большой рабочей области, скорости печати и недорогим расходным материалам. 

Выбор модели принтера зависит от того что нужно будет изготавливать. Некоторые аппараты слабо предназначены для работы с некоторыми инженерными пластиками.

Плюсы и минусы

Плюсы

Появились модели 3D принтеров с “бесконечной” областью печати по одной из осей. В таких принтерах вместо печатного стола используется конвейерная лента. Такие принтеры удобны для серийного производства.

Для изготовления простых макетов можно отдать предпочтение моделям с одним экструдером.

Но если от 3D принтера требуется решение разнообразных задач, то стоит отдать предпочтение моделям с двумя экструдерами и закрытой камерой. Такие аппараты универсальны и могут печатать практически любыми материалами. 

Минусы

Применение и примеры печати

Макет города Астана. Изготовление заняло 1 месяц.

Сборный макет здания

Сборный макет дома

Макет Сан-Франциско

Мебель и элементы интерьера изготовлены на 3D принтере

Макет этажа здания для расстановки мебели

Рейтинг принтеров

CreatBot D600 Pro

CreatBot D600 Pro

Характеристики:

Технология печати: FDM/FFF

Размер рабочей области: 600х600х600

Количество экструдеров: 2

Макс. температура экструдера: 420 градусов

Закрытая камера: Да

Подогреваемый стол: Да

Тип пластика: ABS, ABS+, PLA, PLA+, PETG, Flex, Nylon (Нейлон), ASA, Carbon, PEEK, Декоративные пластики, другие

CreatBot D600 Pro — это профессиональный аппарат, в котором добавлено много опций которые будут полезны не только новичку, но и опытному пользователю. Два экструдера с высокой температурой нагрева и закрытая камера позволяют печатать всеми доступными видами пластиков. А автоматическая калибровка стола при помощи датчика BL-Touch избавит от необходимости выравнивать плоскость стола.

Raise3D E2

Raise3D E2

Характеристики:

Технология печати: FDM/FFF

Размер рабочей области: 330*240*240 мм – при печати 1-им экструдером

295х240х240 мм – при печати 2-мя экструдерами

Количество экструдеров: 2

Макс. температура экструдера: 300 градусов

Закрытая камера: Да

Подогреваемый стол: Да

Тип пластика: ABS, ABS+, PLA, PLA+, PETG, Flex, Nylon (Нейлон), ASA, Carbon, Декоративные пластики, другие

Raise3D E2 — это небольшой аппарат с необычной кинематикой. У Raise3D E2 два независимых экструдера которые позволяют принтеру работать в нескольких режимах:

Помимо этого Raise3D E2 оснащен удобным сенсорным дисплеем, автоматической калибровкой стола, помощником для калибровки высоты экструдеров относительно друг-друга и другими приятными функциями, которые не влияют на конечную печать, но делают работу с принтером проще и комфортнее.

Raise3D Pro2 и Pro2 Plus

Raise3D Pro2 слева и Pro2 Plus справа

Характеристики:

Технология печати: FDM/FFF

Размер рабочей области: Raise3D Pro2

 305х305х300 мм – при печати 1-им экструдером;

280х305х300 мм – при печати 2-мя экструдерами

Raise3D Pro2 Plus 305х305х605 мм – при печати 1-им экструдером;

280х305х605 мм – при печати 2-мя экструдерами

Количество экструдеров: 2

Макс. температура экструдера: 300 градусов

Закрытая камера: Да

Подогреваемый стол: Да

Тип пластика: ABS, ABS+, PLA, PLA+, PETG, Flex, Nylon (Нейлон), ASA, Carbon, Декоративные пластики, другие

Как видно из характеристик единственное отличие между Raise3D Pro2 и Pro2 Plus это размер рабочей области по высоте. У Pro2 Plus он больше в два раза.

Raise3D серии Pro2 отлично зарекомендовали себя в различных областях. Это надежные рабочие “лошадки” с набором всех необходимых опций для качественной печати, а наличие двух экструдеров позволяет изготавливать модели любой сложности.

PICASO 3D Designer XL Pro

PICASO 3D Designer XL Pro

Характеристики:

Технология печати: FDM/FFF

Размер рабочей области: 360 х 360 х 610 мм

Количество экструдеров: 2

Макс. температура экструдера: 410 градусов

Закрытая камера: Да

Подогреваемый стол: Да

Тип пластика: ABS, ABS+, PLA, PLA+, PETG, Flex, Nylon (Нейлон), ASA, Carbon, PEEK, PC, Декоративные пластики, другие

PICASO 3D Designer XL Pro — это профессиональный принтер Российского производства с увеличенной рабочей областью. Designer XL Pro оснащен автоматической калибровкой стола, датчиком контроля подачи пластика и другими приятными функциями.

Фотополимерная печать в архитектуре и дизайне

Принцип работы фотополимерного принтера основан на засвечивании специальной смолы при помощи направленного УФ излучения. Фотополимерные принтеры могут работать по одной из трех технологий: 

Фотополимерные принтеры позволяют получить изделие с идеальной поверхностью. Не зря LCD, DLP и SLA аппараты активно используются в ювелирной и стоматологической отрасли, где важна точность и идеальная поверхность готовой модели.

В настоящее время особую популярность завоевала LCD технология, благодаря своей доступности и недорогим принтерам.

Плюсы и минусы

Плюсы

Минусы

• После печати необходимо промыть и высушить изделие в УФ камере. После печати необходимо смыть с поверхности готовой отпечатки излишки полимера. Для этого обычно используют изопропиловый спирт, хотя сейчас появились смолы которые достаточно промыть обычной водой. Для того что бы фотополимер набрал заявленную прочность его необходимо дополнительно засветить под ультрафиолетовой лампой или в специальном боксе.

Применение и примеры печати

Миниатюрный макет здания

Макет собора Покрова Пресвятой Богородицы на Рву (Храм Василия Блаженного)

Макет города

Миниатюрные “статисты” для макета

Рейтинг принтеров

Prismlab RP400

Prismlab RP400

Характеристики:

Технология печати: DLP/LCD/SLA

Материал: Фотополимерные смолы

Размер области построения: 384х216х384 мм

Точность позиционирования по оси XY: 100/67/50 микрон

Точность позиционирования по оси Z: 100/50 микрон

Prismlab RP400 — это профессиональный фотополимерный аппарат с большой областью печати.   Датчики влажности и температуры в рабочей камере, позволяют Prismlab корректировать параметры печати для достижения наилучшего качества печати, а открытое ПО позволяет использовать для работы фотополимерные смолы сторонних производителей.

Peopoly Phenom XXL

Peopoly Phenom XXL

Характеристики:

Технология печати: DLP/LCD/SLA

Разрешение LCD-дисплея: 3840х2160 (23,8″, 16:9, UHD 4K)

Материал: Фотополимерные смолы

Размер области построения: 527х296х550 мм

Точность позиционирования по оси XY: 137 мкм

Peopoly Phenom XXL — это широкоформатный фотополимерный принтер с огромной областью печати. Улучшенная монохромная LCD матрица позволяет быстро и точно изготавливать большие модели или небольшие партии небольших изделий.

Phrozen Sonic MEGA 8K

Phrozen Sonic MEGA 8K

Характеристики:

Технология печати: DLP/LCD/SLA

Разрешение LCD-дисплея: 15″ 8K Mono LCD

Материал: Фотополимерные смолы

Размер области построения: 330 x 185 x 400 мм

Точность позиционирования по оси XY: 43 мкм

Sonic Mega 8K это первый LCD принтер с разрешением матрицы 8k, а ведь от разрешения матрицы зависит точность печати. Sonic Mega 8K позволяет изготавливать большие модели с удивительной четкостью, без “замыливания” или сглаживания мелких элементов.

Строительные принтеры

Строительные принтеры только нащупывают свою нишу для применения, да и сама технология еще далека от идеала. Но уже реализованные проекты позволяют представить возможное будущее, где можно будет печатать целые дома.

Применение и примеры печати

Мост в Шанхае.

В Шанхае при помощи строительного 3D принтера был распечатан и установлен целый мост, над прудом в районе Баошань. Длина нового моста составляет 26,3 м, а ширина 3,6 м. 

Мост в Шанхае

Перед изготовлением бетонной, полноразмерной модели, была напечатана уменьшенная копия моста 1:4 для проведения испытаний на прочность и безопасность конструкции. 3D печать заняла 450 часов. В готовый мост вмонтировали систему мониторинга нагрузки и деформации. Это позволяет в реальном времени исследовать свойства напечатанных бетонных элементов.

Вблизи видно бетонные слои, которые появились из-за особенностей печати

Мост в Амстердаме

В Амстердаме установили мост напечатанный из стали. Он соединяет набережные канала Аудезийдс Ахтербургвал. Длина готового моста 12,2 м, ширина 6,3 м, а вес составил 6000 кг.

Мост в Амстердаме

В мост установили датчики для отслеживания деформации конструкции и подсчета количества людей проходящих по нему. Для изготовления современной “переправы” 4 робота в течении 6 месяцев послойно изготавливали конструкцию из нержавеющей проволоки.

Процесс изготовления моста

Напечатанный дом в Германии

В Германии строители построили целый дом, при помощи строительного 3D принтера. Дом рассчитан на 5 семей, общая площадь составляет 380 кв.м.

Почти готовый дом

В модель дома изначально закладываются полости под все коммуникации, которые в дальнейшем установят строители. Таким образом пока принтер возводит стены, рабочие решают другие задачи.

Конструкция стен полая, после застывания заполняется специальным изоляционным материалом.

После всех работ квартиры в доме будут сдаваться, а одну, фирма изготовитель, планировать использовать в качестве экспозиции, для демонстрации возможностей строительной 3D печати.

Итоги

Архитектура и дизайн уже прочно обосновались в цифровом виде, позволив более наглядно демонстрировать модели будущих зданий и интерьера. Уже сложно встретить архитектора который вычерчивает свои шедевры только на бумаге.

Трехмерные технологии позволяют сделать процесс визуализации более простым и наглядным. Уже сегодня 3D технологии позволяют частично отказаться от кропотливого ручного труда при изготовлении макетов, а возможно в будущем, при помощи строительных 3D принтеров, появится возможность возводить красивые архитектурные сооружения гораздо быстрее и проще.

Руководство по 3D-печати архитектурных моделей

Несмотря на переход от чертежной доски к цифровым экранам, физические архитектурные модели по-прежнему играют важную роль, помогая архитекторам визуализировать чертежи.

Технологии 3D-печати помогают преодолеть разрыв между цифровым и физическим мирами и позволяют архитекторам и создателям моделей быстро и экономично создавать высокоточные архитектурные модели непосредственно из цифровых чертежей.

В этом руководстве содержится исчерпывающая информация об использовании 3D-печати для создания архитектурных моделей, различных процессах 3D-печати для архитектуры и рабочем процессе создания 3D-печатных моделей из программного обеспечения для архитектурного автоматизированного проектирования (САПР).

Технический документ

В этом техническом документе рассказывается, как принимать разумные решения по моделированию, от выбора масштаба до проектирования для сборки и постобработки, а также как использовать эти стратегии в обычных программных экосистемах.

Загрузить информационный документ

Со времен фараонов архитектурные модели служили физическими представлениями во время разработки структур, чтобы помочь продать проект, поддержать усилия по сбору средств и решить проблемы строительства.

Традиционно изготовление моделей — это ручное ремесло, включающее работу с такими материалами, как дерево, керамика, картон или глина, что может занимать очень много времени и повторяться. Сегодня архитектурные студии и практики имеют доступ к более широкому спектру инструментов, включая фрезерные станки с ЧПУ, лазерные резаки и 3D-принтеры, которые могут сократить потребность в рабочей силе и ускорить рабочий процесс.

Современные процессы 3D-печати предоставляют архитекторам и создателям моделей средства для революционного изменения способов создания моделей. Они делают это по:

• Ускорение процесса создания архитектурной модели.

• Преобразование чертежей САПР непосредственно в физические 3D-модели с высоким уровнем точности.

• Разработка сложных деталей, которые сложно или невозможно изготовить вручную.

• Упростите общение и продемонстрируйте определенные области, которые было бы трудно передать с помощью обычных 2D-чертежей.

• Создание большего количества итераций дизайна при снижении производственных затрат.

Например, создатели моделей Renzo Piano Building Workshop (RPBW), основанная архитектором, лауреатом Притцкеровской премии, используют 3D-принтер SLA для быстрой разработки и изготовления точных моделей.

«Наши модели меняются каждый день или даже каждый час. Поскольку архитекторы меняют проект очень быстро, в большинстве случаев у нас не хватает времени, чтобы сделать это вручную. Поэтому мы должны найти способ сделать это быстрее», — сказал Франческо Терранова, модельер RPBW.

3D-принтеры могут создавать модели в течение нескольких часов и даже работать всю ночь, чтобы сэкономить время. «Хорошо то, что мы можем запустить принтер ночью, а когда вернемся утром, то обнаружим, что модель готова. Таким образом, мы не теряем время в течение дня», — сказал г-н Терранова.

3D-печать в архитектуре идеально подходит для сложных деталей — деревья на этой модели были напечатаны на 3D-принтере Formlabs SLA.

3D-печать можно использовать для создания архитектурных моделей целых зданий, а также в сочетании с другими инструментами и процессами. Создатели моделей RPBW могут использовать станки с ЧПУ или лазерную резку для производства базовых частей своих архитектурных моделей, а также 3D-принтер для разработки более сложных или замысловатых компонентов, таких как лестницы, деревья, сферы и криволинейные поверхности, изготовление которых требует много времени. рука. Например, команда RPBW напечатала на 3D-принтере сложные соединения колонн для модели нового автодорожного моста Сан-Джорджо в Генуе, который недавно заменил мост Моранди, обрушившийся в 2018 году. Такое сочетание 3D-печати с традиционными производственными решениями ускоряет творческий процесс и повышает уровень точности архитектурных моделей.

Одной из основных целей архитектурных 3D-моделей является упрощение коммуникации между архитекторами и упрощение демонстрации планов клиентам. Проекты дизайнерской фирмы Laney LA из Лос-Анджелеса в основном представляют собой дома на заказ, поэтому особенно важно передать масштаб дома или строения. Архитектор Пол Чой и его команда используют 3D-печать для демонстрации определенных областей проекта, которые сложнее передать с помощью обычных 2D-чертежей.

Архитекторы Laney LA используют 3D-печать для создания моделей, которые позволяют им рассматривать проект с новой точки зрения, одновременно предоставляя точки обзора.

«Всегда интересно попытаться изобразить определенную идею проекта и изолировать ее через модель, будь то определенная комната или пространство, которое мы хотим выделить с помощью разреза модели, или даже топографии сайте», — сказал Чой.

Производители моделей RPBW используют SLA-принтер Form 3 для ускорения производства масштабных моделей.

Когда дело доходит до 3D-печати архитектурных моделей, не все методы одинаковы. Важно правильно выбрать технологию печати для конкретных случаев использования.

Наиболее популярные технологии 3D-печати для архитектурных моделей включают стереолитографию (SLA), моделирование методом наплавления (FDM), селективное лазерное спекание (SLS) и распыление связующего.

Стереолитография была первой в мире технологией 3D-печати, изобретенной в 1980-х годах, и до сих пор остается одной из самых популярных технологий среди профессионалов. 3D-принтеры SLA смолы используют лазер для отверждения жидкой смолы в затвердевший пластик в процессе, называемом фотополимеризацией. Детали

SLA имеют самое высокое разрешение и точность среди всех технологий 3D-печати пластиком. Детали SLA также имеют самую гладкую поверхность, которую легко красить.

Детали SLA имеют острые края, гладкую поверхность и минимально видимые линии слоев, что идеально подходит для высокодетализированных презентационных моделей. Эта модель была напечатана на принтере Form 3 SLA.

SLA — отличный вариант для высокодетализированных презентационных моделей для представления концепций и идей клиентам или публике.

Благодаря материалам для быстрой печати, таким как Draft Resin, SLA также является самым быстрым процессом 3D-печати для большинства деталей. В то время как настольные SLA-принтеры предлагают более компактную сборочную емкость, с помощью широкоформатных SLA-3D-принтеров, таких как Form 3L, архитекторы и моделисты могут создавать действительно крупномасштабные модели.

Образец детали

Убедитесь сами и убедитесь в качестве Formlabs. Мы отправим бесплатный образец детали в ваш офис.

Запросить бесплатный образец Деталь

Моделирование методом наплавления (FDM), также известное как изготовление плавленых нитей (FFF), является наиболее широко используемой формой 3D-печати на потребительском уровне, чему способствовало появление 3D-принтеров для любителей. 3D-принтеры FDM создают детали путем плавления и экструзии термопластичной нити, которую сопло принтера наносит слой за слоем в области построения.

FDM имеет самое низкое разрешение и точность из четырех процессов 3D-печати и не является лучшим вариантом для печати сложных конструкций или деталей со сложными элементами. Он идеально подходит для базовых моделей концептуального дизайна, созданных на начальных этапах проектирования, поскольку позволяет создавать относительно большие модели быстро и с низкими затратами.

Принтеры FDM имеют проблемы со сложными конструкциями или деталями со сложными функциями (слева) по сравнению с принтерами SLA (справа).

Избирательное лазерное спекание является наиболее распространенной технологией аддитивного производства для промышленного применения. В 3D-принтерах SLS используется мощный лазер для сплавления мелких частиц полимерного порошка. Нерасплавленный порошок поддерживает деталь во время печати и устраняет необходимость в специальных поддерживающих конструкциях.

SLS-печать идеально подходит для сложной геометрии, включая внутренние элементы, подрезы, тонкие стенки и негативные элементы. Детали, изготовленные с помощью SLS-принтеров, обладают превосходными механическими характеристиками, что делает их пригодными также для изготовления конструкционных деталей.

SLS идеально подходит для сложной геометрии и сложных деталей. Детали этой модели были напечатаны на принтере Fuse 1 SLS.

Струйное нанесение связующего Технология 3D-печати похожа на SLS-печать, но вместо нагревания используется цветной связующий агент для связывания порошкообразного материала из песчаника. Струйные принтеры Binder могут создавать яркие полноцветные 3D-модели архитектуры.

Детали, изготовленные струйной обработкой связующим, имеют пористую поверхность и очень хрупкие, что означает, что этот процесс рекомендуется только для статических применений.

Струйные принтеры Binder могут создавать яркие полноцветные архитектурные модели.

9011 15 Резолюция 9Точность ★★★★★8 ★☆0 Сложные конструкции 4

	Стереолитография (SLA)	Моделирование методом наплавления (FDM)	Селективное лазерное спекание (SLS)	Распыление связующего
★★★★☆	★★ ★★★	★★★☆☆
Поверхность	★★★★★	★★☆☆☆ 91117
★★★☆☆
Легкость использование	★★★★★	★★★★★	★★★★☆	★★★★☆ 90518
★★★★☆	★★★☆☆	★★★★★	★★★☆☆
Объем сборки	До 300 x 335 x 200 мм (настольные и настольные 3D-принтеры) До 300 x 335 x 200 мм (настольные и настольные 3D-принтеры)		00 мм (настольный и настольный 3D-принтеры)	До 165 x 165 x 300 мм (настольные промышленные 3D-принтеры)	До 254 x 381 x 203 мм (промышленные 3D-принтеры)
-форматные настольные принтеры доступны от 11 000 долларов.	Стоимость бюджетных принтеров и комплектов для 3D-принтеров начинается от нескольких сотен долларов. Настольные принтеры среднего класса более высокого качества стоят от 2000 долларов, а промышленные системы — от 15 000 долларов.	Настольные промышленные системы стоят от 18 500 долларов, а традиционные промышленные принтеры — от 100 000 долларов.	Струйные 3D-принтеры Binder — это дорогие промышленные машины, стоимость которых варьируется от 30 000 до 100 000 долларов США.

Команда из Института архитектуры Высшей школы Майнца (Университет прикладных наук) реконструировала средневековые немецкие города Вормс, Шпейер и Майнц с помощью крупномасштабных 3D-моделей.

Сегодня большинство архитекторов уже работают в цифровом пространстве, используя архитектурные САПР, такие как BIM (Revit и ArchiCAD), Rhino 3D или SketchUp, для создания цифровых проектов САПР. Однако эти цифровые файлы не всегда можно использовать для создания моделей в физическом масштабе непосредственно с помощью 3D-печати.

Успешный переход от модели САПР к файлу для 3D-печати зависит от базового понимания дизайна для 3D-печати, того, как обычные ограничения при создании моделей связаны с подготовкой файла для правильный масштаб для проектирования, сборки и постобработки.

Архитектурные модели традиционно собираются из различных материалов и компонентов. 3D-принтеры помогают объединить эти компоненты в минимально возможное количество отдельных частей, но некоторая сборка по-прежнему требуется по двум причинам:

1. Ограничения объема сборки: Если вы не используете широкоформатный 3D-принтер, такой как Form 3L, вам может потребоваться разделить модель на несколько частей, чтобы она поместилась внутри объема сборки 3D-принтера.

2. Необходимость показать детали интерьера или материальность: Для некоторых моделей требуются компоненты, которые разбираются, чтобы показать больше информации о дизайне.

Размер и геометрия различных компонентов архитектурной модели являются ключевыми факторами при подготовке архитектурной модели к 3D-печати. Как правило, большие модели, модели с несколькими компонентами и модели со сложными функциями разбиваются на компоненты для 3D-печати для сборки. После этого детали можно легко соединить с помощью химической адгезии или механической сборки; высокая точность отпечатков с использованием таких технологий, как SLA и SLS, обеспечивает бесшовное соединение деталей.

Для получения наилучших результатов необходимо применять стратегии моделирования для сборки, в том числе: 

Поскольку все жилые единицы имеют одинаковую конструкцию, имело смысл просто напечатать одну съемную единицу, которая позволит клиенту понять общую типологию единиц. Модель Стэнли Сайтовица | Natoma Architects Inc.

Достижения в технологии САПР значительно упростили процесс разработки файлов для 3D-печати. Современные платформы САПР имеют специальные модули 3D-печати, помогающие архитекторам преобразовывать проект САПР в модель для печати. Однако помните, что вы по-прежнему работаете в масштабе 1:1 — потребуется несколько быстрых преобразований для получения правильных размеров в масштабе печати.

Разработка архитектурных моделей требует некоторых важных соображений в зависимости от используемой платформы САПР. Эти особенности САПР включают:

1. Рабочий процесс BIM: Разработка 3D-моделей для печати с помощью программного обеспечения BIM, использующего параметрическое моделирование, такого как Autodesk Revit или Graphisoft ArchiCAD, требует некоторого управления компонентами. Такие компоненты, как воздуховоды, окна с двойным остеклением и системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, не переводятся в 3D-печать и должны быть удалены, в то время как другие части, такие как двери, окна, стены, плиты, необходимо утолщать.

2. Рабочий процесс моделирования поверхности: Этот рабочий процесс часто является более простым подходом, начиная с 2D-чертежей исключительно с целью 3D-печати. Он включает в себя экспорт упрощенного рисунка, его уменьшение, а также выдавливание и обрезку до тех пор, пока не появится внешняя оболочка.

Загрузите наш технический документ, чтобы узнать о пошаговых рабочих процессах в распространенных экосистемах архитектурного программного обеспечения САПР.

Следующим шагом в 3D-печати архитектурных моделей является преобразование вашей цифровой 3D-модели в язык, который понимает ваш 3D-принтер. Для этого необходимо использовать программное обеспечение для нарезки или подготовки к печати, такое как PreForm. Независимо от того, новичок вы или опытный, программное обеспечение для нарезки, как правило, интуитивно понятно в использовании. Программное обеспечение выделяет такие детали, как стены, которые могут потребовать укрепления, неподдерживаемые области и закрытые объемы, влияющие на структуру 3D-печати, которые можно устранить перед печатью. Используя программное обеспечение, вы также можете оптимизировать такие параметры, как разрешение, положение платформы и опорные конструкции.

Материалы играют важную роль в передаче основной концепции дизайна. Не всегда обязательно имитировать точный цвет и текстуру материала, но это может помочь различить разные материалы. Разделение модели на ее компоненты позволяет отображать материальность, поскольку детали могут быть изготовлены из различных материалов для 3D-печати или индивидуально окрашены в разные цвета.

Эта модель сайта создана из ДСП лазерной резки. Основное здание было напечатано на 3D-принтере из прозрачной и белой смолы. Модель Schwarz Silver Architects.

Постобработка зависит от конкретной технологии 3D-печати, но обычно включает шлифовку, склеивание и покраску моделей.

Вот обзор процесса 3D-печати:

90903 Селективное лазерное спекание ттинг

Метод постобработки	Стереолитография (SLA)	Моделирование методом наплавления (FDM)
Шлифовка	Для удаления следов поддержки рекомендуется легкая шлифовка.	Более низкое качество FDM-отпечатков означает, что для получения гладкой поверхности требуется шлифовка.	Благодаря качеству готовых деталей шлифовка не требуется.	Шлифование не требуется.
Склеивание	Склеивание компонентов SLA выполняется с помощью суперклея или жидких смол.	Компоненты FDM можно собирать с помощью таких клеев, как суперклей.	Компоненты SLA можно собирать с помощью таких клеев, как суперклей.	Компоненты, напечатанные с помощью струйных принтеров, можно склеивать с помощью суперклея.
Грунтовка и покраска	Компоненты SLA можно окрашивать для достижения желаемого результата.	Компоненты FDM могут быть окрашены для достижения желаемого результата.	Компоненты SLS могут быть окрашены для достижения желаемого результата.	Для полноцветных деталей покраска не требуется.

Профессиональные 3D-принтеры SLA и SLS предоставляют архитекторам инструменты для создания точных и привлекательных архитектурных 3D-моделей. Выберите Form 3 для компактного решения, которое можно разместить на рабочем столе, Form 3L для крупноформатных моделей с высоким разрешением и Fuse 1 для структурных деталей и самых сложных форм.

См. Форму 3 См. Форму 3L См. Fuse 1

Загрузите нашу техническую документацию, чтобы получить подробный обзор стратегий моделирования, пошаговые рабочие процессы в распространенных экосистемах архитектурного программного обеспечения САПР, а также рекомендации по печати и постобработке. .

Загрузить информационный документ

3D-печать и архитектура | Machine Design

Какое влияние окажет 3D-печать на архитектуру, а также на окружающие нас здания и сооружения в течение следующих 50 лет?

Вот некоторые основные тенденции использования 3D-печати в архитектуре, которые помогут определить ответ на этот вопрос.

Концептуальные модели

Каждый архитектурный проект начинается с концептуальной модели. Это фундаментальный инструмент, который помогает архитекторам, клиентам и общественности визуализировать видение дизайна архитектором. Но путь от чертежей к физическим моделям долгий и трудный. Требуется много тяжелой работы, чтобы создать ручную, детализированную и масштабированную концептуальную модель. Задача становится еще более сложной, когда речь идет о сложной геометрии.

3D-печать упростит процесс. Он может отображать высокодетализированные физические модели из различных материалов и цветов на основе модели САПР. Это эффективный процесс, который позволяет архитекторам быстрее и точнее создавать модели. Это также дает покупателям и клиентам лучшее представление о том, как будет выглядеть окончательное здание. И если им нужны какие-либо изменения, они могут предложить их, а затем быстро увидеть их в новой модели, напечатанной на 3D-принтере. Это экономит время и деньги по сравнению с ожиданием того, что здание будет почти закончено, прежде чем понять, что оно нуждается в некоторых изменениях. Независимо от сложности, 3D-печать позволяет создавать модели за считанные дни.

Дизайн интерьера

Дизайн интерьера всегда был сложной задачей и отнимал много времени у архитекторов. 3D-печать позволит им создавать сложную мебель и детали быстрее. Прототипы небольших декоративных элементов можно создавать быстро и без траты дорогих материалов или человеческого труда. В последнее время некоторые строители начали позволять клиентам выбирать из каталога готовых к печати дизайнов и отделок. Выбор клиента может быть изменен без дополнительных затрат или задержек с доставкой.

Мебель печатается на 3D-принтере из материалов, пригодных для повторного использования, а не поставляется. Цены варьируются от 500 до 1500 долларов, что соответствует текущим затратам. Но 3D-печать дает клиентам более широкий выбор, из которого можно выбирать, не тратя время на поиск тем и ожидание их прибытия.

Здания для 3D-печати

Строительство всего здания сложно и требует большого количества людей, денег и времени. Однако с помощью 3D-печати можно построить конструкцию из экологически чистых материалов всего за несколько недель и по доступной цене. Хотя многие считают эту идею несбыточной мечтой, компания Apis Cor из Сан-Франциско прямо сейчас доказала, что это возможно.

Компания 3D напечатала дом от фундамента до крыши с помощью мобильного принтера, работающего в полярных координатах. (Окна, проводку и сантехнику должны были установить люди.) Компания разрабатывает более совершенные принтеры, которые могут строить межэтажные перекрытия и крыши, а также горизонтальные стены и армирование фундамента.

3D-печать зданий в других мирах

НАСА и другие учреждения разрабатывают способы использования 3D-печати для строительства обитаемых структур на Луне или Марсе. Общая идея состоит в том, что НАСА отправит команду роботов в пункт назначения задолго до прибытия людей. Команда будет состоять из марсохода/сборщика, который добывает и доставляет сырье; завод по производству нити, который преобразует сырье в «нить» для использования принтером; и мобильный принтер, который превращает нить в различные здания.

Это избавит вас от необходимости отправлять тонны строительных материалов и множество инструментов в долгое и дорогостоящее путешествие к месту назначения.