數位製造的基本演算與構築實驗
學年 103
學期 2
出版（發表）日期 2015-07-31
作品名稱 數位製造的基本演算與構築實驗
作品名稱（其他語言） Algorithms and Tectonics of Fundamental Digital Fabrication
著者 陳珍誠
單位
描述
委託單位 行政院科技部
摘要 伴隨著價格低廉快速的個人電腦硬體，介面友善的繪圖、建模、分析與資訊系統軟體，加上方便製造的三維印表機、雷射切割機與數位車床等，今日的建築師有了更便利的設計與製造工具。當電腦繪圖已逐步取代筆、三角板、平行尺、…等傳統繪圖工具，這二十年來數位製造的快速發展，新的數位製造案例也展現了以數位機具取代了鋸子、刨刀與電鑽等傳統製造工具，並以機器手臂取代人工組裝、裝配與堆砌的工作。而最近風行的三維印表機以快速成型（Rapid Prototyping）的技術，方便的正如同二維印表機，一般大眾就懂得操作使用，而不占空間的列印機台使得「桌上製造」（Desktop Fabrication）成為可能。發展中的數位製造技術除了已經成為設計者的新工具，同時也使得數位設計的虛擬模型與數位製造的真實作品之間的數據銜接更具說服力。 目前三維列印可以解決部分小型工業設計產品的製造，然而中型以上的產品還是得仰賴不同功能的數位製造機具才足以完成。而在建築設計領域中，一般元件的尺寸較大且加工方式多元，大部份製造無法以三維列印全面取代。長久以來設計業與製造業各司其職，今日數位設計與製造的整合，我們看到設計到製造過程一貫化的可能。然而設計者對於製造端的專業有些陌生，對於設計以至於製造的數位程序並不熟悉，因此本研究的出發點擬就各種不同的數位製造案例、專有名詞、機具、技術、材料、方法、演算與實作等提出討論，以期能為現階段的數位製造做出不同向度的整理。研究前期擬以剖切、嵌飾、折疊、輪廓、成形與框架等六種數位製造的方法，結合各種不同材料例如：紙板、瓦楞紙、木材、壓克力、塑膠、玻璃、石膏、陶土與金屬，生產約45公分見方的單元材料版與有機形體。製作過程著重以不同演算法將上述六種製造的方法做參數化的運算，盡可能的以演算的方法完成數位製造的細部設計圖說。中期將嘗試以不同機具，例如：雷射切割機、雕刻機、數位車床或與三維印表機結合使用，部份單元將嘗試以參數化模具製作，實驗製作長約1.20公尺平直的與彎曲的牆面。最後以數位設計與製造展示亭為目標，展示亭空間的長、寬、高約2.50公尺，將前、中期的技術與心得整合，就幾何、尺度、材料、機具與製造方法嘗試不同的組合，以探討「數位構築」的不同可能性。 構築（Tectonics）所強調的是製造過程所隱含的構造意義，而數位製造特性所衍生的特殊單元、材料、結構細部將成為新的構築與建造方式。「數位構築」在程序、工法與構造上產生的革新，並不會因此與傳統構築的討論脫節，反倒是延伸了建造的可能性。本研究希望將數位設計脫離無重力的電腦虛擬設計環境而落實於真實空間當中，因此數位製造不僅是設計者的工具而是種設計媒介，這設計媒介將是銜接傳統手工技藝與現代數位技術的橋樑。數位製造的機具與技術除了便利與快速同時也更加精確，而源自於參數化設計後端的數位製造，得以將繁複的參數化數據準確的製造出來。部份細緻的數位質感是傳統手工得耗時生產或是無法完成的，這正是當代數位製造有別於傳統製造的特色。因此，數位製造特性中基礎演算的研究與基本數位構築的實驗，將有助於明瞭這其中的關鍵技術，並對於教學應用與數位製造所產生的構築性與典範有所理解。
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機構典藏連結 ( http://tkuir.lib.tku.edu.tw:8080/dspace/handle/987654321/115899 )