如果說外皮3D模型是建筑的肉體和根本,那么數字化技術則是為這個肉體注入了靈魂,為后續(xù)的設計、修改、加工、維護等工作提供了技術支持。當需要修改某部位模型,便可以方便修改相應的參數而不必擔心因造型復雜導致修改內容不可控的風險,同時還能大大地縮減修改時間。從實際工程經驗來看,擁有數字化可快速修改屬性為非線性曲面建筑實施提供了至關重要的條件,此類建筑因造型原因本身隱藏了無數未知的技術風險,需要在深化設計的過程中持續(xù)修改調整,而如杲缺乏這一數字化技術,復雜外皮建筑的實施將缺乏實際可操作性。舉個實例,在本工程深化設計工程中,發(fā)現(xiàn)某檐口玻璃部位因構造空間不足需修改此部位的外皮迨型來增加構造空間,因檐口部位的“非線性曲面”,若采用傳統(tǒng)的AUTO CAD軟件來修改基本無法實現(xiàn),若采用CAT A、DP等數字化3D軟件,只需確定好修改范圍,設置好修改參數,可以很快地在短時間內將模型修改到位。

　　復雜外皮建筑模型的建立僅僅工程建設萬里長征的第一步,接下來便是對表皮進行分格線劃分,由于這類建筑本身由非線性曲面組成,分格線的劃分也必須與建筑的總體輪廓及材料特性相適應,其分格線亦為非線性曲線,必須借助數字化設計軟件(Rhino中grasshopper程序、CATIA、DP等)參數化編程設計才能實現(xiàn)。以本工程藝術館為例,在制定分格線時,將素線提取出來,將兩條素線之間的曲面通過定數等分的原則,參數化編輯,可以自動生產精準圓滑的非線性分格線。然后利用分格線切取分格縫,這樣外皮模型就轉化為一塊塊可以生產的建筑面板模型。

　　如何將一塊塊復雜的面板模型精確、快速、廉價地變成一塊塊造型復雜而尺寸精準的建筑材料,是實現(xiàn)宏偉藍圖變成夢幻建筑的關鍵環(huán)節(jié),也一直是困擾建筑行業(yè)特別是束縛文化建筑發(fā)展的重要瓶頸。不同于傳統(tǒng)建筑采用的平面板建筑面材,非線性曲面造型面板的加工精度必須借助模具生產才能符合要求。而建筑行業(yè)的面板尺寸因極端多樣化特性使模具生產不具備批量性,無法像汽車工業(yè)一樣通過大批量成品生產使模具經濟成本及時間成本降低到忽略不計的地步。建筑行業(yè)的模具生產基本處于單件手工作坊的階段,不僅費時費力費錢,其生產的精度基本無法控制,極大地限制了非線性曲面建筑的發(fā)展。國內、外前幾年建造的異形建筑因加工技術的限制而大多采用了尺寸精度近似化替代的加工工藝,通過降低技術難度而得以成功生產。使得建成后的建筑效果大打折扣,不如人意。

　　隨著數字化設計、制造(CAD/CAM)一體化技術的成熟,數字化制造設備也進入了生產一線。規(guī)格多樣化的復雜模具及面板材料的生產已克服了工藝、成本、精度上的種種障礙,非線性曲面板材的生產迎來了爆發(fā)性的發(fā)展局面,尤以金屬材料蒙皮直接成型技術、非金屬材料模具“CNC” 技術得到了廣泛的應用。以本工程為例,本工程的面板主要為兩種材料,“蜂窩鋁板”金屬面板與“GRC” 非金屬面板�！胺涓C鋁板（詞條“鋁板”由行業(yè)大百科提供）”金屬面板的生產流程如下:待分格模型轉化為建筑面板模型以后,通過數字化BIM模型直接提取面板的幾何數據,再將幾何數據傳給數字化成型設備的軟件,設備自動根據軟件參數調整連續(xù)柱形的機床基點,從而可以生成滿足生產非線性曲面要求的即時模床,通過模床可以生產滿足設計要求的金屬面板材料;

　　GRC面板及構造體系設諱GRC面板的主要成份為水泥砂漿及玻璃纖維,內設骨架鋼筋,利用異形模具“成型”,生產出異形面板。其中,原材料品質、低成本制造異型模具、高精度噴造和表面處理（詞條“表面處理”由行業(yè)大百科提供）為重點。目前,被視為最完美的模具生產技術一“3D打印（詞條“3D打印”由行業(yè)大百科提供）”技術尚未完全成熟,無法在此行業(yè)中普遍應用�！癎RC” 面板的模具成型還是采用半手工半機械化的作業(yè)方式。首先將異形面板按照一定的間距縱橫交錯地截取大量的剖面,利用數字化軟件直接提取剖面的曲線數據,將數據導入“CNC” 數控機床用以生產這些對應剖面,最后將生產好的剖面根據面板的成型尺寸拼接在一起可得到較為準確的成型模具。為了減少單塊面板的精度誤差,一般需將多塊面材模具根據異形曲面的造型進行連片整體排布,然后再通過網格化局部單塊生產,這樣既保證了單塊面材的尺寸精度還能使整體曲面的過渡更為平緩、圓滑。當然假以時日,3D打印技術的真正成熟,異形金屬面材的生產將徹底進入數字化時代,將會極大地促進建筑材料工業(yè)的發(fā)展。

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