Razmišljanje naveliko očigledno nije problem za arhitekte Mihaela Hansmejera (Michael Hansmayer) i Bedžamina Dilenburgera (Benjamin Dillenburger). Oni su stvorili 3D štampanu sobu korišćenjem algoritama kako bi dizajnirali svoj zamršen eneterijer nalik katedrali. Soba je sastavljena od 64 masivnih posebnih delova od peščara koji su odštampani sa velikim 3D štampačom, i sadrži 260 miliona površina koji su odštampani u rezoluciji od jedne desetine milimetara.
Štampanje sobe, nazvane Digitalna groteska (Digital Grotesque) od 11 tona je trajalo mesec dana, dok je samo jedan dan bio potreban za montažu. Metod fabrikovanja koji je duo koristio za štampanje sobe će, kako oni veruju, otvoriti vrata štampanoj arhitekturi, oslobađajući arhitekte za stvaranje novih nezamislivih zgrada i takođe obnovu starih.
Hansmejer i Dilenburger, obojica računarske arhitekte (arhitekte i programeri) na odeljenju arhitekture Švajcarskog federalnog instituta za tehnologiju u Cirihu, napisali su algoritme kako bi u potpunosti projektovali kompleksnu geometriju ove sobe od 16 kvadratnih metara.
Nazvana „Digitalna groteska“, njihov moderan pokušaj stvaranja srednjovekovnog enterijera je napravljen od novog tipa 3D štampanog peščara, ubrizgan sa smesom za otvrdnjavanje koji povećava njegovu strukturalnu stabilnost. Kako bi odštapali delove peščara kojom su napravili sobu, duo je koristio masivni Voxeljet 3D štampač, koji je veličine poveće sobe. „On može da odštampa jedan element koji teži 12 tona, ali u rezoluciji sloja od samo 0,13 milimetara“, kaže Hansmejer. „Ova kombinacija veličine i rezolucije štampe je nama u početku delovala nestvarno.“
Veličina mašina, visoki materijalni troškovi i strukturalne slabosti 3D štampanih materijala je razlog zašto su arhitekte do sada koristile 3D tehnologiju štampe samo za izradu prototipova ili manjih modela. Tehnologija štampanja sa peskom koji je duo upotrebio se koristi u industrijskim aplikacijama, ali uz dodatak njihovih inovativnih metoda, sada se može koristiti za stvaranje velikih prefabrikovanih blokova peščara dovoljno jakih da se sa njima gradi.
„Ograničavajući faktor za projekat nije više veličina štampanog prostora, već logistika kako transportovati i montirati tako velike elemente“, kaže Hansmejer. „U suprotnom bi bilo nemoguće izgraditi ceo projekat od samo 64 štampanih komada.“
Težina svakog od 64 štampana elementa je smanjena tako što su učinjeni šupljim i putem integrisane strukturalne mreže im je data stabilnost. Dodatni konstruktivni detalji koji su pomogli u usklađivanju elemenata i činjenju jedne celine su bili direktno integrisni u elemente i štampani takođe. „Dodali smo zarubljene kupe kako bi omogućile stabilno slaganje i obezbedile poravnanje, a stvorili smo horizontalne osovine kroz elemente kako bi se olakšao njihov transport“, rekao je arhitekta Hansmejer. „Nije bilo potrebe koristiti drugi materijal ili drugi sistem.“
Ornamentika nema cenu, a nema ni individualnost
Pre nego što su odštampali sobu, Hansmejer je fabrikovao niz stubova od plastike. Pošto 3D tehnologija štampe još nije sazrela, ovi stubovi su materijalizovani kao slojeviti modeli. Svaki stub je napravljen od 2.700 lasersko sečenih kolutova, 1mm debljine, koji su postavljeni jedan na drugi. Soba visine 3,2 metara je zatim prvo 3D štampana u visokoj rezoluciji korišćenjem procesa štampanja peščarom. 3D štampani stubovi i soba su neverovatno detaljni i sadrže milione površina. „Arhitektonski detalji mogu da dostignu prag ljudske percpecije“, kaže se u saopštenju arhitekata.
Njih je nemoguće nacrtati ili izraditi ručno, što zadovoljava Hansmejerov cilj stvaranja potpuno novih struktura koji se opiru mašti korišćenjem proizvoljnih algoritama. „Koje vrste formi možemo projektovati ako smo u stanju da se oslobodimo našeg iskustva, našeg obrazovanja?“, zapitao je Hansmejer publiku na prošlogodišnjoj TED konferenciji. „Kako bi te neviđene forme izgledale?“
Abstrahovanjem prirodnih procesa deobe ćelija, algoritmi koji su oni stvorili presavijaju površine jedne kocke više puta sve dok se ne stvore složeni građevinski oblici. Potrebno je oko 35 sekundi da računar stvori strukturu sa 16 miliona površina, razvijajući kako celokupnu formu, tako i mikroskopske detalje. Pošto nije bilo moguće sa postojećim CAD softverom procesuirati geometriju sobe od 260 miliona površina, specijalizovani algoritmi su razvijeni kako bi ih pretvorili u podatke za štampanje koji su usmeravali 3D štampač sloj po sloj.
Hansmejer veruje da će aditivni proizvodni procesi otvoriti novu ulogu arhitektama kao dizajnerima procesa za stvaranje struktura, umesto projektovanje objekata i razmišljanje u smislu bitova, a ne blokova. Ovo je zamisao za koju Hansmejer kaže da donosi dosta iznenađenja.
„Jedna od najvažnijih stvari jeste da je cena 3D štampanja obične kutije i najdetaljnije zamišljene forme ista“, kaže Hansmejer. „Ne samo da su troškovi identični, već je i vremenski period isti. I ne košta više štampati različiti oblik svaki put, tj. nema više prednosti standardizacije. Implikacije ovoga su velike. Ne postoje više troškovi povezani sa kompleksnošću. Nema troškova za ornamentiku. Nema cene za individualnost.“
Vizija ove dvojice arhitekata je da sada 3D odštampaju čitavu kuću. Soba Digitalna groteska je trenutno izložena u centru FRAC u Oreleanu, Francuska. Pogledajte video snimak projekta Digitalna groteska ispod.
