東京大學：科技遇見建築 3D 打印機為學生的創造性創新鋪平了道路

現在，3D 打印已融入世界各地的大學，為學生和教職員工提供技術解決方案，以研究創新建築並為“未來生活”創造新標準。

最近，東京大學 Sekisui House – Kuma Lab 的 T-BOX 選擇了 Ultimaker 來滿足其建築系的研究需求，使學生能夠準備其設計的 3D 建模數據、打印原型，並將其作為會議使用設計練習。T-BOX 於 2021 年 10 月開放使用。

我們與 Sekisui House – Kuma Lab 主任兼項目助理教授 Toshiki Hirano 進行了交談，了解學生如何利用 3D 打印來支持他們的日常大學生活，以及 Ultimaker 如何在幫助他們實現目標方面發揮了重要作用。

T-BOX：一切如何開始

T-BOX 項目由建築師隈研吾於 2020 年 6 月成立，是一個擁有各種數字製造機器的工作室，主要目的是研究數字技術與建築之間的關係。

“T-BOX 對我們來說意味著很多不同的東西”，平野談到這個項目名稱時說。“’T’指的是東京大學的東京、技術和工具箱。從那時起，我們就將 T-BOX 視為一個帶有各種數字製造設備的‘工具箱’。”

培養創意人才的設施
東京大學正在使用技術研究建築的未來，而為啟動該項目提供捐款的 Sekisui House 正在探索“生活的未來”。合作的主要目的是這些相互補充的能力將有助於T-BOX未來人才的培養。

過去，建築系沒有配備數字化製造工具的生產設施，學生們不得不購買自己的3D打印機或手工製作模型，這是傳統的方法，現在有了T-BOX，建築學的學生可以很容易地製作他們的原型並用於演示。

“我相信這個設施將幫助學生提高手藝並探索其他成長途徑，例如學習製造或數字製造，”平野說。“事實是，T-BOX 不僅是建築系學生的專屬。任何人都可以參觀該設施並使用我們的 Ultimaker 3D 打印機。歡迎所有人。T-BOX 將作為培養創意人才的設施運營，讓他們為未來做好更好的準備。”

T-BOX 內部：近距離觀察

目前，T-BOX 擁有六台 Ultimaker 3D 打印機。由於校園內沒有其他設施在一個實驗室中擁有多台 3D 打印機，Hirano 認為這將成為設計師的重要設施。

關於他們選擇 Ultimaker 的原因，Hirano 評論說：“隨著數字製造越來越受歡迎，我參觀了海外的類似設施。我去了美國建築大學，看到他們正在使用 Ultimaker 3D 打印機。大多數學生都熟悉 Ultimaker 生產的產品質量，他們經常說它易於使用。”

“Ultimaker 是一個不錯的選擇，因為它可以處理各種燈絲，以及出色的打印精度、速度和高響應能力。您可以在輸入數據後立即開始打印您的概念。這使您即使沒有先驗技術知識也能直觀地創作您的作品。此外，當需要進行高級調整時，您可以輕鬆地操縱參數以滿足您的要求，”他補充道。

當我們問他過去十年在建築中採用 3D 打印的情況時，平野承認：“老實說，除非我需要使用，否則我不會使用 3D 打印機。隨著我們比以往任何時候都更加數字化，像 Ultimaker 製造的 3D 打印機在全球許多行業中的重要性都在增加。毫無疑問，3D 打印已成為建築師和學生設計週期的一部分。”

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不受限制

目前，T-BOX 實驗室正在使用白色 PLA 材料，但 Hirano 和他的學生已經在研究他們現在可以利用的範圍廣泛的 Ultimaker 和第三方燈絲所帶來的可能性。“在 ABS 材料的情況下，我們正在考慮使用各種材料打印三分之一尺寸的建築結構接縫並實際使用它。從本質上講，我們想通過為許多不同的目的使用各種材料來挑戰自己，”Hirano 說。

當然，模型製作一直是建築師工作流程的一部分。例如，學生過去常常使用苯乙烯板手工製作模型。但是，你僅限於簡單的形狀。“我們的目標是擺脫限制思想的傳統規範，”平野說。“我們希望通過使用 3D 打印機來創新設計，自由地將想法轉化為實際產品。我們不想被複雜的形狀所束縛。”

“3D 打印機不僅僅是製作模型的工具；它也是一個讓你自由思考建築和設計的工具。”

數字製造設施

除了3D打印機，T-BOX的數字製造設備還包括激光切割機和CNC加工機，旨在結合所有資源、技術和方法來創造有意義的東西。

Hirano 報告說，許多數字製造設施很難向學生傳授如何使用這些設備。“在 T-BOX，我們希望學生盡可能自由、自願地使用它。我們已經制定了最低安全和使用指南，但我們希望他們能夠在不依賴我們員工的情況下使用機器。我們希望學生探索這些功能，但我們會在這裡回答任何問題。他們所要做的就是在線預訂並從那裡出發。”

這是在建築、教育和增材製造領域受到關注的最佳實踐的一個例子。在看到 T-BOX 用例時，Ultimaker 首席執行官 Jürgen von Hollen 評論說：“很高興看到像東京大學這樣的高等教育機構認識到 3D 打印的重要性，並充分發揮學生的創意靈感，讓他們在進入專業領域時盡可能發揮影響力。”

T-BOX打印了什麼

T-BOX 出品的一件特別引人注目的印刷品是2021 年倫敦設計雙年展展出的一件裝置作品的 1/10 尺寸 3D 打印模型。該作品分為 6 個部分，分別打印和打印。結合在一起。該作品展示了東京和倫敦城市中各種物體的 3D 掃描，並將它們轉換為 3D 數據。

例如，招財貓、雷門、蟬、自動售貨機、鯛魚燒、甜甜圈和其他來自東京的物品。在倫敦，倫敦地鐵座椅、郵箱、酒吧等各種城市元素被3D掃描、收集、組合。

在實際工作中，使用 CNC 雕刻出一塊聚苯乙烯泡沫塑料塊，並將其用作模具來粘貼日本紙。最後，作品被運到倫敦展出。

“我認為由於使用 3D 掃描的複雜形狀，這項工作很難打印。我用 Ultimaker 打印了它，所以儘管它有精細的細節，但它打印得精美而復雜。”

當被問及印刷是否困難時，平野說：“我會說它具有挑戰性。該作品的原始掃描數據約為1 TB，即使縮小，一個面板也約為300 MB。本來擔心切片過程中會不會出錯，但即使放入Ultimaker Cura切片，也沒有卡死。這證明 Ultimaker 非常適合用於具有大量細節的關鍵項目。”

“控制軟件在確保輸出質量方面發揮著重要作用。當我接觸到各種數字製造設備時，我擔心其中一些太複雜而無法使用。Ultimaker Cura 通過創建簡單而直觀的設備消除了這些複雜性。有預先設定的參數，所以即使是初學者也可以輕鬆學習如何使用它。如果你在一定程度上習慣了這個軟件，你將能夠根據需要設置詳細的參數，所以它非常靈敏。”

“總而言之，我想說 Ultimaker 旨在滿足不同的技能和經驗水平。我認為這是適合每個人的完美 3D 打印系統，無論是對於初次使用它的用戶還是需要每天使用它的人。”

 

邁向未來

在我們與 Hirano 的談話快結束時，我們向他詢問了 T-BOX 的未來，從他認為還有哪些人可以受益開始。

“我相信 T-BOX 將使每個人受益，無論他們的課程是什麼。但我相信需要加固混凝土模板的研究生可能會發現這個設施非常有用。另外，學生可以設計一個形狀複雜的模具，並嘗試縮小它們的尺寸。這也可用於設計和製作小型家具和配件。可能性是無止境。”

如果預算和空間不是問題，我想補充一些東西。

至於可以添加哪些其他工具，Hirano 計劃在預算和空間不是問題的情況下添加一些東西。“可以處理更大項目的機械臂和更大的 3D 打印機。但就目前而言，我們擁有的已經綽綽有餘。我覺得我終於能夠將全球標準的數字製造設備帶到我們的大學，幫助學生和教職員工超越傳統。”

“我接下來要做的是，我將使用我們現有的 3D 打印機來教育整個建築部門，讓他們了解數字製造的價值，因為他們正在創新他們的工作。我想繼續探索使用 Ultimaker 產品的新方式或方法，並幫助鼓勵學生也這樣做。”

雖然學生永遠是第一位的，但 Hirano 表示他還計劃以某種方式向公眾開放該設施。“逐漸地，我們的目標是讓每台機器都可供公眾使用。如果我們要為每個人提供 3D 打印機，我們需要做好準備。當然，我們希望與那些想要探索新創意的人分享這種體驗。”