参数化设计

2016 年 6 月 24 日文章 

参数化设计让建筑物的有机形状得以实现

北京奥运游泳馆“水立方”或杜伊斯堡“虎龟”人行过山车清楚地表明:建筑物的静力学与形状,已经将直角、平行墙面和楼面等几何学规矩远远抛在了后面。各式各样的有机形状和看起来颇为诡异的外观设计,都因参数化设计方法而得以实现,从而使设计师和建筑师们的幻想成真。

设计师和建筑师们借助 CAD 系统在虚拟空间内设计与建造产品和建筑。因此,复杂形状和结构可以在显示器屏幕上直观地呈现出来,而非仅仅停留在设计想法阶段。但是,不寻常的形状往往对应几乎无法自动化生产出的特种部件,因而制造成本极高。为实现艺术设计的多样性和高效低成本的制造,所以需要一种将两者要求合二为一的构建方法。

变量化且操作直观化

因此,70 年代初就已开发出了用于机械制造和汽车制造的参数化 CAD 系统,其使用性在很大程度上更直观。产品模型已不再是一个精确存储的几何图形,它的形状可以借助用于描述尺寸的参数和数值变量组合存储在计算机中。例如:使用长宽高定义一个立方体,通过直径和高度定义圆柱体。

全新概念:独特的构造开辟了无限的设计可能性
全新概念:独特的构造开辟了无限的设计可能性

未来建造

规划与设计流程的数字化可以提高成本效益。脚本化几何模式相比于传统制造的特种部件更具优势。减少部件的多样性及简化几何形状与细节,但无需降低整体形状的复杂度。相反:如果模型存储在计算机中,便能直接在显示器屏幕上通过简单地改变数值或变换参数组合来完成。就像制作动画一样,需要使用到 3D 软件。

数字化生产:软件直接将结构的几何形状传输至三角运动装置的移动路径上
数字化生产:软件直接将结构的几何形状传输至三角运动装置的移动路径上

3D Cocooner

三维打印新方法作为理想化的转换工具可以根据参数任意构建形状。费斯托在德国汉诺威展会上借助 3D Cocooner 设备向众人展示了一套自行研发的抓取系统及其应用,即 EXPT-45 型三脚架式动态抓取系统。该设备模仿蚕作茧使用喷丝头喷出玻璃纤维,带粘性的玻璃纤维外部还涂覆了一层固化树脂来进行加固,可随意在空间内定制轻量化结构。喷丝头通过抓取系统在设计软件中实现精准控制。简单直观且易于操作的用户界面,使非常简单的基本模型构建成为可能。

您可以在此查看 3D Cocooner 的工作原理: