3D打印技术研究课题

Haga clic para modificar el estilo de ttulo del patrn,Haga clic para modificar el estilo de texto del patrn,Segundo nivel,Tercer nivel,Cuarto nivel,Quinto nivel,#,#,#,#,#,#,#,#,Haga clic para modificar el estilo de ttulo del patrn,Haga clic para modificar el estilo de texto del patrn,Segundo nivel,Tercer nivel,Cuarto nivel,Quinto nivel,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2015/2/5,#,3D,打印技术介绍,0,1,/,技术的发展,“数字化建构”“数字化建造”,手工加工传统材料机械操作传统材料数控机械操作传统材料数控机械操作多维性材料化学合成操作复合性材料,设计与建造工具变革所带来的改变,工具层面：从“手工”“传统机械”“数控机械”,操作对象：从“传统材料”新三维成型技术下的“多维材料”新材料技术影响下的“复合材料”,2008,年威尼斯建筑双年展，,ROB,建造的“,Structural Oscillations”,装置,飞行机器人操作传统的砌砖,数控机械操作传统材料,2008,年威尼斯建筑双年展，,ROB,建造的“,Structural Oscillations”,装置,机械操作多维材料,The Sixth Order Michael HansmeyerSubdivided Columns (20102011),数控机械操作多维性材料,Periscope: Foam Tower The 10Up! architecture competition,Periscope: Foam Tower The 10Up! architecture competition,化学合成操作复合性材料,Radiolaria D-shape,02/,国内前沿研究团队及其研究方向,徐卫国,/XWG,工作室,袁烽,/,高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室数字设计研究中心,宋刚,/cnS,建筑工作室,穆威,/,华科优建,王振飞,/HHD FUN,徐卫国,/XWG,工作室,-,机械操作传统材料,XWG Office Interior 11/200403/2005,数字化设计的理念开始代入,整个设计从使用者流线、自然光线的利用、已有结构条件以及周围景观等条件提取一系列现象因子进行分析，然后通过软件进行形态生成。,它以,Rhino,软件生成三维立体模型，并以生成形态时的控制线作为结构受力龙骨，施工时直接以控制线空间定位并搭建龙骨，然后在龙骨上进行表面施工，完成最终形体。,但此时的建造手段依然是传统的机械操作传统材料进行建造。,徐卫国,/XWG,工作室,-,机械操作传统材料,QINZHOU_OFFICE_BUILDING,广西钦州钦廉办公楼,袁烽,-,低技数字化建造,Width Yard, Chengdu,袁烽,-,低技数字化建造,J-Office & Silk Wall,袁烽,-,低技数字化建造,Tea House in J-Office,袁烽,-,数控机械的探索“高技的尝试”,Robotic Brick Wall / Robotic Fabrication based on Structure Performance,袁烽,-,数控机械的探索“高技的尝试”,Spatial 6D Biomimetic Printing / Robotic Fabrication based on Structure Performance,袁烽,-,数控机械的探索“高技的尝试”,Autonomous Tectonic / Robotic Fabrication based on Structure Performance,宋刚,/cnS,建筑工作室,2009,香港深圳双年展回顾展展台,宋刚,/cnS,建筑工作室,DONUT,多纳圈,宋刚,/cnS,建筑工作室,华南理工,27,号楼一段曲墙,华科优建（武汉）,3D,打印技术展示,3D,打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。现行的,3D,打印技术主要以两种技术为主：熔积成型、激光烧结。熔积成型即熔融沉积快速成型（,Fused Deposition Modeling, FDM,），又叫熔丝沉积，它是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出，沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。,FDM,技术的桌面级,3D,打印机主要以,ABS,和,PLA,为材料，,ABS,强度较高，但是有毒性，制作时臭味严重，必须拥有良好通风环境，此外热收缩性较大，影响成品精度；,PLA,是一种生物可分解塑料，无毒性，环保，制作时几乎无味，成品形变也较小，所以目前国外主流桌面级,3D,打印机均以转为使用,PLA,作为材料。,华科优建（武汉）,3D,打印技术展示,三维打印的设计过程是：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即 切片，从而指导打印机逐层打印。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是,STL,文件格式。一个,STL,文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。,PLY,是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器，其生成的,VRML,或者,WRL,文件经常被用作全彩打印的输入文件。 打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。,穆威,/,华科优建（武汉）,装置：风竹,在设计过程中，我们结合胶合竹板的力学性能，采用切片法来获得最终的构造形态，同时精心设计切片的旋转角度，让形体在视线的运动中获得动态的视觉效果。,装置的物理呈现有两个机器过程：一是将原竹切片编织，热压形成工业化模数的板材；二是通过数控切割机将胶合竹板切割成设计需要的形状。,03/,国际前沿研究团队及其研究方向,Greg Lynn FORM OfficeSynthesis Design+Architecture,，,USC,Contemporary Architecture Practise,ICD/ITKE, University of StuttgartGSD, Harvard UniversityGerald D Hines College of Architecture,，,HoustonUniversity of Michigan,，,Matter Design Studio,CITA, Royal Danish Academy of Fine Arts,，,School of ArchitectureElisava,Greg Lynn FORM Office,从机械到合成物,ICD/ITKE Research Pavilion, University of Stuttgart,计算设计中的材料整合,ICD/ITKE Research Pavilion 2010,物理特征和材料特性可以在计算设计过程中进行编码,以材料为基础，将材料系统理解为设计过程中的生成驱动器,2010,的研究展馆中结构完全基于胶合板的弹性弯曲行为,通过大量物理实验测量胶合板变形时的弹性弯曲,并转化为材料行为特性参数，输入给计算机设计模型,最后的生成和后续仿真都基于其特定的材料属性,ICD/ITKE Research Pavilion, University of Stuttgart,计算设计中的材料整合,ICD/ITKE Research Pavilion 2010,ICD/ITKE Research Pavilion, University of Stuttgart,计算设计中的材料整合,ICD/ITKE Research Pavilion 2011,ICD/ITKE Research Pavilion, University of Stuttgart,计算设计中的材料整合,ICD/ITKE Research Pavilion 2011,ICD/ITKE Research Pavilion, University of Stuttgart,计算设计中的材料整合,ICD/ITKE Research Pavilion 2012,调查可能的仿生设计策略之间的相互关系和新颖的机器生产的过程,项目选取了龙虾的外骨骼为生物研究对象,龙虾的角质层是一种甲壳素纤维嵌入蛋白质框架中的模式，纤维形成个体单向层，个体单向层复合通过螺旋的形式复合在一起，由此产生各向同性的纤维结构。,将其特定的组合形式、纤维取向极框架模式应用于机器人制造,ICD/ITKE Research Pavilion, University of Stuttgart,计算设计中的材料整合,ICD/ITKE Research Pavilion 2012,研究的机器人制造方式是：,放置在一个,2,米高的基座，达成整体工作跨度和高度为,4,米的工作框架，纤维放置在一个圆周运动驱动的机器人控制转盘中，这个特定的设置使它能够实现结构直径约,8.0,米和,3.5,米高的不断蜿蜒的超过,30,公里的纤维粗纱。,关于蜿蜒运动的参数路径数字几何模型,机器人运动规划包括外部轴,的数学,耦合,以及机器人控制的生成代码本身可以实现在一个定制开发设计和制造集成环境。,尽管整个项目由相当大的规模和广度，整个展馆的表皮重量不到,320,公斤，该项目探索了一种新的建筑发展的可能性和极其轻质化和结构有效化的形式。,ICD/ITKE Research Pavilion, University of Stuttgart,计算设计中的材料整合,ICD/ITKE Research Pavilion 2012,ICD/ITKE Research Pavilion, University of Stuttgart,计算设计中的材料整合,ICD/ITKE Research Pavilion 2013-2014,ICD/ITKE Research Pavilion, University of Stuttgart,计算设计中的材料整合,ICD/ITKE Research Pavilion 2013-2014,ICD/ITKE Research Pavilion, University of Stuttgart,计算设计中的材料整合,ICD/ITKE Research Pavilion 2013-2014,CITA, Royal Danish Academy of Fine Arts,School of Architecture,材料的性能设计,Lamella Flock(2010),Lamella Flock,研究的是木头创建自由结构的新的可能性,希望可以通过使用自由曲面构造结构直梁元素,为此利用传统的原则,Zollinger,薄板建设结合非标准化生产,最后形成了这样的约束循环回结构几何设置,项目有助于未来使用木材作为为数不多的真正的可再生建筑材料,物质和当代数字生产流程,研究表明,复杂的木材结构可以有效地使用短直梁制作和组装，关键是传统的木技术的结合与先进的计算方法,CITA, Royal Danish Academy of Fine Arts,School of Architecture,材料的性能设计,Dermoid Australia (2013),04/3D,打印技术,轮廓工艺,自由构造,快速原型制作,打印建筑,D-shape,打印机,05/,国内现有建造基础,E-GROW,恒豪国际工厂,E-Grow,公司介绍,E-Grow,产品介绍,E-Grow,案例介绍,广州歌剧院室内,/ Interior: E-GRG,E-Grow,案例介绍,成都绿地销售中心,/Exterior -3D Metal System,06/3D,打印技术方向的借鉴与可行的研究方向,基于国内技术的研究方向,向国际大趋势看齐的未来可行的方向,现有项目的可行性探讨,袁烽工作室的模式与借鉴,从低技数字化建造高技数控建筑建造的迈进的成功模式,以项目为基础进行数字化设计，在,2010-2013,期间还处于以传统机械及手工的手段去处理传统材料的方式来实现数字化的设计。,通过传统的方式关注数字化设计在中国的可行性。,从,2011,开始，通过举办“数字未来”暑期设计工作营，通过教学和学术活动的方式，与国际交流合作。,2014,年以“基于结构性能的机器人建造”为主题，对机器人砖构、机器人木构、机器人仿生结构打印等机器人建造进行研究与探讨。,通过教学的方式吸收国际的先进技术并进行实践。,穆威的模式与借鉴,从,HHA,事务所的研究对华科优建的资源利用的成功模式,以装置的研究与建造为基础对数字化设计进行研究并实施，通过对“装置：赤裸花园”的设计对水刀机器人进行尝试，通过对“装置：舞蹈之树”的设计对足尺扫描仪及数控切割机进行尝试，通过对“装置：风竹”对数控切割机进行尝试的同时研究胶合竹板的力学性能。,通过一些装饰艺术的设计与尝试去实施，从而探讨,3D,打印技术的使用。,而后加入华科优建并成立武汉总部，通过对公司资源的利用，引入,3D,打印机，并开始对三维打印的研究，现处于三维打印研究的初期，主要是对一些模型的研究。,通过大公司资金资源的利用开始将三维打印的技术从装饰艺术的设计转到建筑的应用。,斯图加特大学研究方向的启示,跨学科的研究将成为未来,3D,打印建筑的方向之一,2010,年至,2011,年的研究展馆通过研究材料的物理性能，以材料的物理特征及材料特征为输出参数进行计算机设计模型。,研究的是材料的特性及其物理性能，再结合,3D,打印的技术对成果进行展示。,2012,年至,2014,年的研究展馆通过对生物的研究，采取仿生策略与机器人制造相结合的方式进行设计。,研究借鉴仿生学并研究机器人的制造方式，通过这两个方式的研究进行结合设计对成果进行展示。,L+,内部交流,20150205,