Ứng dụng xu hướng và quy trình in 3d mô hình kiến trúc

Trong lĩnh vực kiến trúc, nơi ý tưởng cần được “nhìn thấy”, “sờ thấy” trước khi trở thành công trình thực tế, thì in 3D mô hình kiến trúc đang dần trở thành một công cụ không thể thiếu. Thay vì phải tốn hàng tuần hoặc hàng tháng để dựng mô hình thủ công, nay các kiến trúc sư chỉ cần vài giờ đồng hồ để tạo ra sản phẩm mô phỏng với độ chi tiết tuyệt vời. Bài viết dưới đây 3D Maker sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết về in 3d mô hình kiến trúc.

1. Những lợi ích mà in 3D mô hình kiến trúc mang lại

Không chỉ là một phương pháp mới, in 3D đã chứng minh hiệu quả rõ rệt về mặt thời gian, chi phí và chất lượng trong việc tạo mô hình kiến trúc.

Những lợi ích in 3D mô hình kiến trúc

1.1 Nắm bắt tốt hơn ý tưởng của mẫu thiết kế

Thay vì chỉ nhìn bản vẽ 2D hoặc mô hình ảo trên máy tính, việc in ra một mô hình thật giúp khách hàng, nhà đầu tư và nhóm thiết kế hiểu rõ không gian, tỷ lệ và kết cấu công trình một cách trực quan hơn. Đó là lý do vì sao nhiều kiến trúc sư xem in 3D như một “người phiên dịch” trung thành giữa ý tưởng và thực tế.

1.2 Thời gian tạo mẫu được rút ngắn đáng kể

Trước đây, để làm một mô hình nhà phố, sinh viên hay kiến trúc sư phải mất hàng ngày, thậm chí hàng tuần để cắt, dán, ghép bằng tay. Giờ đây, với công nghệ in 3D, chỉ cần vài giờ để tạo xong một bản sao mô hình có độ chính xác cao, giúp rút ngắn thời gian từ ý tưởng đến sản phẩm.

1.3 Nhiều mô hình kiến trúc nổi bật được tạo thành

In 3D không giới hạn hình dạng hay chi tiết, điều mà các phương pháp làm mô hình truyền thống rất khó thực hiện. Các chi tiết cong, họa tiết tinh xảo, mô hình tầng lửng hay kết cấu khối phức tạp đều dễ dàng được tái hiện sống động nhờ công nghệ in 3D.

1.4 Thành phẩm chất lượng tuyệt vời, độ bền cao

Nhờ vật liệu nhựa in chuyên dụng, mô hình kiến trúc có thể tồn tại lâu dài, khó gãy, khó bong tróc như mô hình giấy hoặc xốp thông thường. Điều này cực kỳ quan trọng với các mô hình trưng bày tại hội nghị, triển lãm, showroom bất động sản…

1.5 Có thể in lại, tái sử dụng, chỉnh sửa

Bạn hoàn toàn có thể chỉnh sửa file thiết kế trên phần mềm và in lại bản mới chỉ trong thời gian ngắn, thay vì phải làm lại toàn bộ mô hình như trước. Điều này rất tiện khi cập nhật bản vẽ, thay đổi bố cục hoặc làm các phiên bản khác nhau để so sánh.

2. Chọn máy in 3D phù hợp cho mô hình kiến trúc

Việc chọn máy in 3D phù hợp là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm cuối cùng. Dưới đây là các công nghệ máy in bạn có thể cân nhắc:

2.1 Quang trùng hợp (SLA)

SLA sử dụng tia laser UV để làm cứng lớp nhựa lỏng. Công nghệ này cho ra mô hình có độ chi tiết cao, bề mặt mịn, rất phù hợp với mô hình nhà, biệt thự hoặc công trình cần thể hiện rõ các họa tiết, cửa sổ, ban công…

• Phù hợp: mô hình kích thước nhỏ đến trung bình

• Nhược điểm: giá mực và máy cao hơn FDM

Quang trùng hợp (SLA)

2.2 Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM)

FDM là công nghệ phổ biến và dễ tiếp cận nhất, sử dụng sợi nhựa PLA/ABS để đùn và tạo mô hình. Dù độ mịn không bằng SLA nhưng FDM cho tốc độ in nhanh, chi phí thấp và rất phù hợp cho sinh viên, nhà thiết kế freelance.

• Phù hợp: mô hình đơn giản, khối lớn

• Ưu điểm: dễ sử dụng, vật liệu rẻ

Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM)

2.3 Thiêu kết laser chọn lọc (SLS)

SLS dùng tia laser để nung chảy bột nhựa, tạo mô hình có độ bền và độ phức tạp cao. Công nghệ này thường dùng trong các công trình lớn, cần kết cấu cứng chắc, hoặc mô hình kỹ thuật chịu lực.

• Phù hợp: dự án chuyên nghiệp, mô hình cần độ bền

• Nhược điểm: chi phí cao, máy in lớn

Thiêu kết laser chọn lọc (SLS)

2.4 Phun chất kết dính

Công nghệ này hoạt động bằng cách phun chất kết dính lên bột để kết dính lớp này với lớp kia. Đây là lựa chọn lý tưởng để tạo mô hình kiến trúc màu sắc, như các bản đồ quy hoạch đô thị, phối cảnh dự án.

• Phù hợp: mô hình màu, trưng bày

• Lợi thế: in nhiều màu trực tiếp, không cần sơn

Phun chất kết dính

3. Ứng dụng và xu hướng phát triển của in 3D trong kiến trúc

Không chỉ dừng lại ở việc làm mô hình trình bày, công nghệ in 3D trong kiến trúc đang phát triển theo những hướng rất thú vị:

• In nhà thật bằng công nghệ 3D bê tông đang được triển khai tại Mỹ, Hà Lan, Trung Quốc…

• Tạo chi tiết nội thất, tiểu cảnh, decor tùy chỉnh theo thiết kế

• In các module xây dựng có thể lắp ráp tại công trường

• Phát triển BIM (Building Information Modeling) kết hợp với in 3D để mô phỏng toàn bộ vòng đời công trình

Ứng dụng và xu hướng phát triển của in 3D trong kiến trúc

Dự báo trong 5–10 năm tới, in 3D sẽ trở thành công cụ chính trong giai đoạn phát triển ý tưởng, làm việc nhóm và trình bày phương án kiến trúc.

3.1 Quy trình in 3D mô hình kiến trúc

Để có được một mô hình đẹp, đúng tỉ lệ và truyền tải đúng ý tưởng, bạn cần đi qua một quy trình in chuyên nghiệp và bài bản.

Quy trình in 3D mô hình kiến trúc

3.2 Chiến lược mô hình hóa (Modeling strategy)

• Bắt đầu bằng việc xác định tỷ lệ phù hợp (1:50, 1:100, 1:200…)

• Chọn khu vực quan trọng để thể hiện, lược bỏ chi tiết không cần thiết

• Giữ tỉ lệ hợp lý giữa độ dày tường, cửa sổ để đảm bảo có thể in được

3.3 Quy trình làm việc của phần mềm thiết kế 3D

• Sử dụng phần mềm như SketchUp, Revit, Rhino hoặc Blender để dựng mô hình

• Xuất file dưới định dạng STL hoặc OBJ, đây là định dạng phổ biến cho máy in

• Kiểm tra lỗi mô hình bằng phần mềm hỗ trợ như Netfabb hoặc Meshmixer

• Dùng phần mềm cắt lớp (slicer) như Cura, PreForm để chia lớp và nạp vào máy in

3.4 In và xử lý hậu kỳ mô hình kiến trúc

• Tiến hành in theo công nghệ đã chọn

• Sau in, tiến hành loại bỏ support, xử lý bề mặt bằng giấy nhám, sơn hoặc phủ bóng

• Có thể ghép nhiều phần mô hình bằng keo chuyên dụng nếu kích thước lớn

• Đặt mô hình lên đế trưng bày, thêm cây xanh, tiểu cảnh nếu cần thiết

In 3D mô hình kiến trúc đang mở ra một chương mới cho ngành thiết kế và xây dựng – nơi mọi ý tưởng có thể hiện thực hóa nhanh chóng, rõ ràng và đầy thuyết phục. Dù là sinh viên, kiến trúc sư hay nhà đầu tư bất động sản, việc hiểu và áp dụng công nghệ in 3D sẽ giúp bạn tối ưu quy trình làm việc và tạo ra sản phẩm chuyên nghiệp hơn bao giờ hết.