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L'imprimante 3D Fortus pour la réalisation de maquettes architecturales

L'imprimante 3D Fortus pour la réalisation de maquettes architecturales


« L’impression 3D crée de nouvelles opportunités pour les enseignants et les étudiants en les aidant à mieux comprendre et à réaliser des géométries architecturales complexes. »
Dr Stefan Krakhofer, professeur adjoint au Département de l’Architecture et du Génie civil, City University of Hong Kong

La City University of Hong Kong est une université de recherche et de formation professionnelle qui prodigue un enseignement supérieur pluridisciplinaire composé d’un volet théorique et d’un volet pratique. L’enseignement passerelle ou « Gateway Education » (GE) est un programme obligatoire qui a pour objectif d’initier les élèves à des travaux de recherche en dehors de leurs domaines d’études.

Le bureau de l’Education Development and Gateway Education (EDGE) et son laboratoire Gateway Education (GE Lab) jouent un rôle essentiel dans cette mission. Ils font appel à divers équipements techniques et de pointe pour y parvenir. En 2012, EDGE a obtenu des subventions pour l’achat d’une imprimante 3D professionnelle permettant de promouvoir le rôle de la technologie de pointe dans les domaines de l’enseignement et de l’apprentissage.

Après avoir consulté plusieurs utilisateurs et mené des recherches sur les imprimantes 3D, EDGE a finalement acheté une imprimante 3D Fortus. « Nous voulions une machine qui est rapide et facile à utiliser, en plus d’imprimer des modèles durables et précis. Ceci, parce que les étudiants du premier cycle doivent maîtriser le fonctionnement du système par eux-mêmes », a expliqué Frankie Fan, Directeur Général de GE Lab. « L’imprimante 3D Fortus répond à toutes ces exigences. »

Identifier les erreurs immédiatement

Dr Stefan Krakhofer, professeur adjoint au Département de l’Architecture et du Génie civil a été l’un des premiers à intégrer l’impression 3D dans son cours de GE. Krakhofer peut désormais imprimer en 3D des formes complexes afin d’illustrer leurs théories et leurs applications architecturales comme les grandes tours, les auvents, les croquis d’urbanisme et les projets d’étudiants. Les étudiants peuvent mettre en pratique les théories en concevant et en imprimant leurs propres modèles architecturaux.

« En plus d’aider à comprendre la manipulation d’une machine high-tech et innovante, les modèles imprimés 3D ont permis aux étudiants d’identifier rapidement les problèmes de conception et géométriques. Ceux-ci seraient passés inaperçus en observant uniquement la maquette numérique », a commenté Krakhofer. Auparavant, les élèves ont visualisé leurs conceptions sur l’écran de l’ordinateur, puis ont passé des heures à les construire à la main. Ce processus manuel est très chronophage et retarde le cycle d’apprentissage. Utiliser l’impression 3D permet aux étudiants de développer et d’améliorer rapidement leurs designs. Durant le cycle d’apprentissage, les élèves expérimentent grâce au retour rapide qu’ils obtiennent. Ceci leur offre la possibilité de découvrir eux-mêmes de nouvelles solutions.

Une réduction des coûts de production de 30%

L’impression 3D professionnelle a élargi les capacités de Krakhofer en permettant la création de modèles plus grands à partir de données 3D Building Information Modeling (BIM), typiques des cadres et des structures d’un bâtiment. Avant l’impression 3D, la conversion des données BIM en modèles physiques était chronophage et coûteuse, car il fallait externaliser le travail. Il fallait également réduire la taille en raison des limites de l’échelle des matériaux de modélisation.

Avec l’imprimante 3D Fortus en interne, Krakhofer et son équipe n’ont plus besoin de dépendre des compétences en modélisme des fournisseurs externes. Le Honey Tour, un des projets les plus complexes développés par Krakhofer et ses étudiants, a été imprimé en 3D en interne directement à partir d’un environnement BIM en utilisant l’imprimante 3D Fortus. Grâce au support soluble, l’équipe peut imprimer en 3D les conceptions architecturales les plus complexes.

Grâce à la haute précision de l’imprimante 3D Fortus, il a été relativement facile de finir le modèle de la tour en quatre sections, et de les imprimer une par une avec de l’ABS-M30. Après assemblage des sections individuelles, la tour s’est élevée à plus d’1 mètre de haut, avec une apparence impressionnante grâce à son enveloppe en forme de nid d’abeille. En raison de la robustesse de l’ABS-M30 (25 à 70% plus que l’ABS standard), les pièces imprimées sont assez fortes pour résister aux assemblages répétés dus aux nombreuses expositions.

L’impression 3D en interne a également aidé Krakhofer à réduire les coûts de production d’environ 30%. La planification initiale du projet a estimé qu’avec les méthodes de production conventionnelles, la réalisation du Honey Tour aurait nécessité 1 000 heures de travail et un coût de 5 000$. Choisir l’approche de l’impression 3D a réduit le délai de production à 370 heures et le coût à 3 500$, soit une économie des coûts de 30%. Sans oublier le fait que le procédé classique n’aurait pas fourni la même qualité que l’impression 3D.

Krakhofer et ses étudiants ont également participé à des concours de design architectural et ont remporté de nombreux prix, dont le Stratasys Redesign Challenge en 2013 et le prix de l’Autodesk Hong Kong BIM en 2014. Ayant pris conscience des perspectives de l’impression 3D dans l’industrie architecturale, Krakhofer prévoit d’organiser plusieurs ateliers liés à la construction avec le GE Lab et son imprimante 3D Fortus.

« L’impression 3D crée de nouvelles opportunités pour les enseignants et les étudiants en les aidant à mieux comprendre et à réaliser des géométries architecturales complexes. Nous pouvons désormais repousser plus loin notre imagination pour produire des formes et des bâtiments non conventionnels. Ceci afin de pouvoir les tenir physiquement et étudier leurs structures et géométries beaucoup plus facilement et rapidement », a conclu Krakhofer.

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