3D列印產業應用
Faulkner Industrial：3D 打印建築設計的未來
Faulkner Industrial 可能是一家年輕的小公司，但得益於簡化的數字到物理管道和可靠的 Ultimaker 桌面 3D 打印機，與競爭對手相比，他們能夠以一小部分的成本和周轉時間交付建築比例模型. 由於這種效率和平易近人的定價，Faulkner 通過在設計過程中迭代模型製造，而不是在過程結束時的單一演示模型，為他們的客戶提供更大的利益。
福克納個頭雖小，但內心充滿激情。“Faulkner Industrial 實際上只包括我和我的 Ultimaker 2 Extended+，”Garrett 承認道。儘管如此，從這種富有成效的合作夥伴關係中湧現出來的模型的速度和質量正在引起建築界的注意。
雖然 Garrett 從大學時代就打下了 CAD 基礎，但正是他在一家高端建築 3D 打印服務機構的經歷讓他認識到專注於桌面 3D 打印而非高成本工業的精益解決方案的可能性備擇方案。
通過利用設計和工作準備軟件的發展，以及來自大批量生產環境的優化最佳實踐，他發現他可以更直接地為更廣泛的建築師服務，而不僅僅是更大的公司。“我看到了一條生產超出他們預期的高質量模型的途徑，”加勒特說，“並允許他們將設計迭代帶入物理模型空間。”
“傳統的建築模型製作，使用軟木、輕木和泡沫芯，非常耗費人力，成本高，而且周轉時間可能長達數周至數月。” 加勒特說。它還沒有為設計迭代留下空間，從長遠來看，這可能會導致架構師和客戶獲得更好的結果。更糟糕的是，Garrett 說，這“通常是在設計過程結束時，即設計完成後才考慮模型——僅作為客戶的演示模型。”
設計一個三維物體應該包括整個設計過程中各個階段的三維模型，允許創建者將模型放置在物理環境中，看看哪些有效，哪些可以更好，哪些可以不同。
如今，Garrett 經營著一家成功的企業，將他在工業製造方面的背景與桌面 3D 打印領域的不斷探索和創新相結合。Garrett 和他的 Ultimaker 能夠成功執行一系列 1:8 和 1:16 比例的模型，即使在擁有數十年經驗的大型服務機構中，這些模型也被認為是具有挑戰性的項目。
從傳統到精通技術
Faulkner Industrial 有能力通過單個 Ultimaker 2 Extended+ 滿足大型建築社區的需求和成本要求。他們跟上了將數字設計和桌面 3D 打印結合在一起的能力的快速發展，並且他們學習了最佳實踐，這些實踐已經使用高成本、高端工業製造服務進行了實戰檢驗。
“我在設計過程的各個方面為建築師製作建築模型，”加勒特說，“無論設計處於開發的初始階段，設計何時完成，以及其間的一切。” Faulkner 制定了在每一步都利用桌面 3D 打印潛力的策略。
福克納能夠超越客戶期望的部分原因在於他如何擁抱新技術。“當出現新技術或新材料時，我渴望與之合作，從中學習，並找到將其應用到 Faulkner Industrial 的方法，”Garrett 說。儘管一開始犯錯是不可避免的，但他發現自己樂於嘗試和犯錯的意願給了他必要的信心來應對許多其他服務機構可能拒絕的適度投標的嚴峻挑戰。
正是這種勇於面對嚴峻的製造挑戰的勇氣，說服了他的父親、Faulkner Architects 的首席建築師 Greg，聘請這家新成立的公司為一些備受矚目的住宅和商業項目製作模型。與設計流程一樣，Garrett 發現這種在工作中使用 3D 打印製造策略進行的測試和試驗使他找到了來之不易的打印解決方案，而這些解決方案有時需要 3D 打印機技術人員多年才能有機地發現。
隨著輸出質量和速度的迅速提高，Faulkner Architects 能夠將更多項目交給 Garrett。Greg 和他的公司認識到，轉向桌面 3D 打印改變了他們可能提供的服務範圍，從而使客戶更加滿意。
用於 3D 設計的 Ultimaker 解決方案
選擇哪種桌面 3D 打印機和合作者用於他的操作對 Garrett 來說不是挑戰。更快、更高效的迭代意味著選擇功能強大、可靠且用途廣泛的打印機。
對我來說，選擇 Ultimaker 很容易，因為它每週都會在我的辦公桌上放一個新型號，以進一步推動我的設計。能夠持有幾天前只是繪圖的東西的物理模型會給客戶留下深刻印象，並且在與非技術客戶交流時，這是無價的。
由於他在高端增材製造解決方案方面的背景，Garrett 最初認為他最終可能會投資工業級打印機，但尺寸、成本和嚴格的材料選擇促使他堅持使用價格合理且用戶友好的 Ultimaker。“我有機會通過舊金山的製造商社區與 Ultimaker 合作，並發現它作為消費級機器的多功能性，”Garrett 說。“材料的範圍、開源方面以及以大型機器的一小部分成本打印外觀漂亮的模型的能力給我留下了深刻的印象。”
在談到整體打印機設計時，Garrett 發現 Ultimaker 美觀且便攜，事實證明這對旅行來說非常有用。他還讚賞 Ultimaker 的開源特性，這使得 Faulkner Industrial 可以根據需要升級打印機。
完善設計和迭代過程
Garrett 認為，增材製造工藝有能力讓建築和設計行業變得更好。憑藉創建小規模 3D 打印模型的能力，建築師可以與同事和客戶會面，收集協作反饋，並進行快速更改以改進迭代，而無需花費過多的時間或金錢。
3D 打印使建築師在設計和迭代過程中移動的方式現代化。
對於線材需求，Faulkner Industrial 使用 Ultimaker PLA ，因為它具有出色的橋接性能；在沒有可溶性支持的情況下打印時的一個重要特徵。Garrett 說，Ultimaker PLA 提供了客戶欣賞的一致結果，這在為一個模型生產多個部分時至關重要。
Faulkner Industrial 的一些較大型號可能需要全天候打印 100 到 300 小時，這使得 Ultimaker 的可靠性成為另一個重要特徵。設計靈活性也很重要，因為一些模型需要在結構之前對建築現場進行 3D 打印——這一過程允許建築師在不同環境中查看具有各種照明效果的場地。它也有利於打印網站本身的變體，它提供了客戶在考慮整體設計時可以選擇的基本模型。
在最重要的地方節省時間和金錢
在 Faulkner Industrial 通過 3D 打印體驗到的所有好處中，Garrett 發現在成本、時間、質量和工作流程方面的改進最大。“通過少量的初始投資和較低的模型生產成本，成本的降低是巨大的，使我們能夠生產更多的模型，”加勒特說。打印時間只是以前使用軟木和輕木的方法的一小部分，通過迭代過程極大地改善了體驗。
Garrett 還發現零件質量與大型、更昂貴的 3D 打印機沒有區別。改變噴嘴尺寸的能力在創建詳細的打印時很有用，而且自從升級打印機後，他發現擠出問題最少。談到整體工作流程，Garrett 說，打印較小部件的模型並將它們粘合在一起的過程迫使團隊花更多時間思考整體設計，並考慮在每次打印迭代中要強調哪些元素。
建築設計的過去、現在和未來
Garrett 發現，當他的一個 3D 打印模型在交付文件後如此迅速地出現在他們的辦公桌上時，他們感到很驚訝。已經習慣於將物理模型作為大量時間和精力投入的產物，迂迴文件翻譯、修復甚至改造的繁瑣產物，建築師很高興有機會在過程中對正在進行的項目進行多次迭代一個沒有對策略本身感到困惑的項目。Garrett 認為，通過在未來繼續優化針對桌面 3D 打印和相關軟件的流程，更多的建築師可以依靠像他這樣的服務來降低模型生產的障礙——以獲得更好的設計結果。
終於看到你的作品以實物形式出現是非常令人興奮的；它經常驗證一個想法或直接指出所犯的錯誤。
加勒特表示，努力學習這項技術並對過程保持耐心是必不可少的。當設計師掌握 3D 打印並能夠為他們的作品製作出引人注目的優質模型時，辛勤工作就會得到回報。通過將經典技術與 3D 打印等新技術相結合，建築師們已經將他們的設計提升到了另一個層次。
“經典的建築模型製作方法將始終在建築師的工具包中佔有一席之地，”加勒特說。“它是久經考驗的真實技術與新 3D 打印技術的結合，造就了一些令人驚嘆的建築模型。”