材料的過度使用以及提高設計和施工效率的廣泛需求是建築環境面臨的兩大持久挑戰。數位製造是一種不斷發展的技術與實踐,可提供強大的方式來減少資源消耗、達成材料與幾何複雜性,以及改善施工流程。在奧雅納,我們使用數位製造來提高效率、達成永續發展目標、增強創造力並改善現場安全,改變傳統流程並提供新的設計可能性。
傳統的設計方法在現今的建築環境中造成許多困難,尤其是在資源消耗方面。使用數位製造設計可幫助我們應對這些挑戰,優化材料的使用並突破複雜設計的界限。
透過模組化預制甚至機器人設計,我們可以更精確地使用材料。首先,針對數位製造進行設計,可讓我們在零件生產和混凝土結構中利用模具的潛力,以消除浪費。這種設計方法也能創造出更多可加工的形狀,使組裝更有效率。更重要的是,數位製造的設計讓我們能夠創造性地將已經用過的資源,例如混凝土和玻璃,視為潛在的可再利用材料,從而進一步提高材料使用的效率。利用新技術的優勢,我們可以精確而自信地分析回收材料的強度、可用性和性能。
在科威特國際機場的案例中,使用數位製造設計解決了許多客戶的挑戰。例如,通過設計製造專用混凝土屋頂 「盒」,我們能夠將已經是高效混凝土外殼結構的材料用量減半。製造商隨後使用電腦數控(CNC)適配模具生產了 7 萬個這樣的盒子。這不僅提高了效率,而且屋頂重量減半也開始了良性循環,減少了柱子和地基所需的材料。幾何強度的概念可廣泛應用於天花板設計,但也可跨類型調整。
數位製造的設計可以讓我們更有效率地使用材料,降低製造和建築的成本與碳排放量。然而,以這種方式進行設計,也能讓我們在工程上使用未經測試的材料,從而突破幾何複雜性的界限。
設計可以結合 3D 列印等數位製造方法,以簡化生產流程,讓設計師能夠探索更大的形式自由度,並縮短交貨時間。在 MX3D 大橋的案例中,透過針對 3D 列印鋼材的特定材料和機械特性磨練設計流程,我們能夠確保這項創新設計通過公共服務的驗證。
對於紐約的小島碼頭,我們的設計流程合理化了結構的幾何形狀,以便製造預製混凝土鍋來進行施工。這確保方案的美學複雜性得以維持,同時這些部件可以經濟地運送,並在現場輕易組裝。針對 3D 列印的設計可以更進一步推展,導致房屋的 3D 列印。這項技術讓我們能夠處理更多的幾何和材料複雜性,同時在時間、成本和碳排放方面仍能達到必要的效率。
數位製造的靈活性與精準度意味著我們可以設計出更快速、更能因應目標或條件變化的建築流程。新材料設計和使用方式的創新,讓我們能夠準時完成複雜的專案。
為數位製造而設計是我們完成高第 La Sagrada Familia 作品的核心部分。在這個雄心勃勃的專案中,電腦數控 (CNC) 切割石材,並在石材內部以 CNC 精密鑽孔技術鑽槽,使得後張力預制石材面板的設計能夠減輕重量,並適合教堂現有的地基。
這種新材料的精確使用,有助於在顯著高度上安裝這些面板。這些板塊的輕量特性也使其能夠更快地吊裝到位,將對周邊地區的企業和社區的影響降至最低。
Sagrada Familia 所採用的定制精密建築概念,也可應用於改造(延長現有資產的使用壽命)和基礎設施維修。在這種情況下,數位製造將可單獨更換現有雨水收集器或隧道豎井所需的元件。