Skale: co widać w jakiej makiecie
Skala to pierwsza decyzja, bo od niej zależy, ile detalu zmieści się w modelu i jak duży będzie wydruk. W praktyce architektonicznej 1:50 służy do wnętrz i szczegółowych rzutów, 1:100 i 1:200 do budynków i ich układu, 1:500 do budynków na tle działki, a 1:1000 i mniejsze do planów urbanistycznych. Prosty rachunek pokazuje, co z tego wynika dla druku: ściana o grubości 20 cm ma w skali 1:100 dwa milimetry, w 1:200 jeden milimetr, a w 1:500 zaledwie 0,4 mm.
| Skala | Typowe zastosowanie | Co da się pokazać w druku FDM |
|---|---|---|
| 1:50 | wnętrza, rzuty szczegółowe, kondygnacje | ściany, otwory, schody, podziały okien, część wyposażenia |
| 1:100 | budynek, elewacje, układ pomieszczeń | otwory okienne i drzwiowe, balkony, attyki, gzymsy |
| 1:200 | budynek i jego układ, zespoły budynków | bryła z podziałem na kondygnacje i większe otwory |
| 1:500 | budynek na działce, plan zagospodarowania | bryły, dachy, ukształtowanie terenu, drogi |
| 1:1000 i mniejsze | urbanistyka, kwartały, dzielnice | bryły jako pełne bloki, rzeźba terenu |
W makietach spotyka się też skale kolejkowe, na przykład 1:87 i 1:160, bo łatwo kupić do nich gotowe figurki, samochody i drzewa.
Przygotowanie modelu z BIM i CAD
Model w Revicie, ArchiCADzie czy SketchUpie jest zbudowany do dokumentacji, nie do druku. Programy architektoniczne potrafią wyeksportować siatkę, na przykład SketchUp zapisuje modele do STL, ale surowy eksport rzadko nadaje się do druku bez obróbki. Ściany, stropy i dachy bywają osobnymi, nachodzącymi na siebie bryłami, a w modelu są tysiące detali niewidocznych w skali makiety.
- Zostaw tylko to, co ma być widoczne: usuń wyposażenie, instalacje, warstwy przegród i opisy.
- Uprość detale do skali. Profile okien, rynny i balustrady w 1:200 zwykle lepiej pominąć lub zastąpić prostym kształtem.
- Połącz elementy w szczelne bryły bez dziur i nakładających się powierzchni. Jak znaleźć takie błędy, opisuje artykuł naprawa siatki STL.
- Przeskaluj model do skali makiety przed eksportem i sprawdź wymiar w milimetrach.
- Wyeksportuj STL, 3MF, OBJ lub STEP; listę obsługiwanych formatów podaje strona formaty plików.
Grubości ścianek i cienkie elementy
Poradniki projektowania do druku 3D podają, że ścianki grubsze niż 0,8 mm wydrukuje każda drukarka 3D; cieńsze zależą już od technologii, dyszy i ustawień. W makiecie bezpieczniej projektować z zapasem, około 1 mm, szczególnie dla wysokich, wolnostojących ścian. Elementy cieńsze w skali trzeba pogrubić, połączyć z sąsiednią bryłą albo pominąć.
- Słupy, maszty i balustrady łącz z płytą lub stropem, żeby nie stały samotnie.
- Wsporniki, daszki i nadwieszenia większe niż około 45° od pionu wymagają podpór albo innej orientacji na stole.
- Otwory okienne mniejsze niż szerokość kilku ścieżek druku zamieniaj na płytkie wgłębienia.
- Napisy i oznaczenia przenieś na podstawę, gdzie mogą być większe.
Detal zależy też od wysokości warstwy: cieńsza warstwa lepiej oddaje skosy dachów i rzeźbę terenu, ale wydłuża druk. Kompromis opisuje artykuł wysokość warstwy w druku 3D.
Na wygląd makiety wpływa też ustawienie na stole. Budynek drukowany pionowo ma na elewacjach poziome linie warstw, które w skali często przypominają podziały okładziny albo kondygnacji i nie przeszkadzają. Dach płaski wychodzi gładko, bo jest ostatnią warstwą, a dach o małym spadku pokaże drobne schodki. Elewacji z dużą liczbą wnęk i wykuszy lepiej nie kłaść na boku, bo wymaga wtedy wielu podpór, których ślady widać po usunięciu.
Podział na segmenty, piętra i kolory
Makieta większa niż stół drukarki powstaje z części. Urbanistyczną makietę dzieli się zwykle wzdłuż ulic i granic kwartałów, gdzie styk jest najmniej widoczny. Budynek można podzielić na kondygnacje zdejmowane jak pokrywki, co pozwala pokazać rzuty kolejnych pięter. Gdzie ciąć, jak dodać kołki ustalające i jak łączyć części, opisuje artykuł dzielenie dużych modeli do druku 3D.
Klasyczna makieta jest jednolicie biała i matowa, bo taki kolor najlepiej pokazuje bryłę, światło i cień. Dobrze sprawdza się tu PLA, które wiernie oddaje detal. Gdy makieta ma pokazać funkcje lub etapy, każdą część można wydrukować w innym kolorze: projektowany budynek na przykład na czerwono, istniejącą zabudowę na biało, zieleń na zielono. Kolor wybiera się osobno dla każdego modelu w automatycznej wycenie. Kilka kolorów w jednym wydruku, na przykład pasy okien na elewacji, to druk wielokolorowy, wyceniany indywidualnie po kontakcie. Różnice wyjaśnia artykuł druk wielokolorowy i wielomateriałowy.
Teren i rzeźba z danych wysokościowych
Rzeźby terenu nie trzeba modelować ręcznie. Numeryczny model terenu, czyli zapis wysokości w regularnej siatce punktów lub w siatce trójkątów, można przekształcić w bryłę do druku. W Polsce Geoportal udostępnia NMT bezpłatnie, w siatce 1 m opartej na lotniczym skaningu laserowym oraz w siatce 5 m. Dane pobiera się arkuszami lub z usługi WCS w formacie GeoTIFF, a programy GIS z odpowiednimi wtyczkami potrafią zamienić je na STL.
Na płaskim terenie w skali 1:500 różnice wysokości bywają w makiecie niemal niewidoczne. Dlatego w makietach terenu często stosuje się przewyższenie, czyli powiększenie skali pionowej względem poziomej. Warto to zaznaczyć na podstawie makiety, żeby nikt nie odczytał spadków dosłownie.
Montaż, wykończenie i czas realizacji
Wydrukowane części trzeba jeszcze złożyć. Budynki przykleja się do podstawy lub osadza na kołkach, dzięki czemu można je wyjmować, na przykład żeby pokazać wariant zabudowy. Segmenty terenu łączy się od spodu, a styki wypełnia lub maskuje pasem drogi albo zieleni. Drzewa, figurki i samochody w skalach kolejkowych kupuje się gotowe, a szklane fasady czy wodę często lepiej wyciąć z przezroczystej płyty niż drukować.
Czas realizacji zależy głównie od łącznej objętości wydruków i wysokości warstwy, a nie od liczby budynków. Masywny teren w skali urbanistycznej drukuje się długo, nawet jeśli jest prosty, a kilkanaście małych brył może zmieścić się na jednym stole. Przy terminie konkursowym warto zostawić zapas na próbny wydruk, poprawki w modelu i montaż. Cenę i przewidywany termin pokazuje wycena jeszcze przed zamówieniem, a przy pilnych makietach można wybrać tryb EXPRESS zamiast STANDARD.
Makiety robocze, konkursowe i koszt
Makiety robocze, szkicowe, służą do sprawdzania brył, widoków i koncepcji w trakcie projektowania. Tradycyjnie robi się je szybko z kartonu, pianki lub drewnianych klocków. Makiety prezentacyjne i konkursowe pokazują gotowy projekt, więc liczy się w nich precyzja i wykończenie. Druk 3D przydaje się w obu: roboczą bryłę można wydrukować kilka razy po kolejnych zmianach projektu, a prezentacyjną zbudować z modelu, który i tak istnieje.
Wobec makiety z kartonu lub pianki druk wygrywa przy złożonej geometrii, krzywiznach, powtarzalnych elementach i terenie, bo nie wymaga ręcznego cięcia każdej ściany. Przegrywa przy dużych, prostych płaszczyznach, które szybciej wyciąć. Ma też przewagę przy zmianach: gdy inwestor poprosi o dodatkową kondygnację albo inny kształt dachu, wystarczy poprawić model i wydrukować jeden budynek od nowa, zamiast sklejać go ręcznie drugi raz. Ten sam plik można też wydrukować ponownie, gdy makieta ulegnie uszkodzeniu w transporcie albo potrzebny jest drugi egzemplarz. Dlatego dobre makiety często łączą techniki: podstawę i płyty terenu wycina się laserem lub frezuje, a budynki i rzeźbę terenu drukuje. Cenę i termin poszczególnych części najłatwiej sprawdzić w wycenie online, gdzie w jednej wycenie mieści się do 10 modeli.