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盖里科技讨论哈利法塔天花板

盖里科技讨论哈利法塔天花板

为您带来的是:
已完成天花板(SOM)

盖里技术纽约办公室的成员概述了美国四个城市和迪拜之间的合作

编者注:以下内容节选自知识工程:哈利法塔办公室天花板设计与制造智能的捕捉与再利用由盖里科技公司的尼尔·梅雷迪思和詹姆斯·科特罗尼斯撰写

由于进度落后,随着建筑完工日期的临近,盖里科技公司遇到了一个独特的问题。哈利法塔(Burj Khalifa)(当时的迪拜塔)的一个主要入口正在建造一个复杂的双弯曲木天花板,很明显,拟议的系统不会像设计的那样工作。没有推迟计划或取消设计,而是迅速动员了一个整合的团队。这个团队基于不同的设计和制造领域,所有参与者都朝着重新设计、制造、交付和安装新天花板的共同目标努力,所有这些都在紧迫的时间框架和施工现场进行。合作伙伴包括Skidmore Owings and Merrill (SOM)、Imperial Woodworking Company (IWA)、ICON Integrated Construction和Gehry Technologies/New York (GT)。通过解决设计问题,新团队制定了一项策略,将设计剥离回基本几何形状,并从头开始重新设计系统,通过共享参数模型满足设计意图和一系列制造和可构造性约束。

  • 项目团队Skidmore Owings and Merrill (SOM)、Imperial Woodworking Company (IWA)、ICON Integrated Construction和Gehry Technologies/New York (GT)
  • 架构师Skidmore Owings and Merrill (SOM)
  • 位置迪拜,阿联酋
  • 状态完整的
  • 材料枫木单板,中密度纤维板芯
  • 过程CATIA/数字项目知识软件,材料弯曲极限研究,自动贴面分拣,统一面板制造和安装

之前的系统是一个包裹在一系列肋骨上的木棒建造的木板系统,它在一个小的物理模型的限制下工作,但不能适当地扩大到完成天花板所需的几何形状。采用预制单元面板的方法开发了一种新的系统。虽然在现场适应性方面风险更大,但在IWA的芝加哥木工车间建造面板,然后分阶段运送到迪拜,这在质量和速度方面带来了额外的好处。现在,面板不仅需要在非常严格的时间表内按时到达,而且需要完美地建造,在运输过程中完好无损,并预先协调安装和所有周围建筑元素(结构,机械管道系统,内部饰面,照明等)。

Imperial Woodworking团队探索了带有枫木单板的MDF芯材的物理限制,将其弯曲成不同半径的圆圈(Gehry Technologies)。

开发驱动程序的第一步是绘制所需材料的物理约束。然后对原始设计表面进行合理化,以最大限度地提高几何简洁性,同时仍然满足设计标准和测试板材的最小弯曲半径。

有了控制面,无数次的铺板和镶板选项进行了测试。从天花板的底部看,表面是一个连续的木板场。使面板接头在外表面上消失。从背面可见,矩形面板划分简单地遵循与板材相同的划分,必要时拾取线条。对于木板和镶板的开发来说,有一个参数化的平台是关键,因为这不是一个简单的线性过程,而是最大面板尺寸、可施工性、改变木板宽度和木板本身的各种设计选项之间的反复对话。诸如现场可用的货运电梯的尺寸等平凡的限制因素与诸如木板的典型宽度等更具设计导向的问题一起进行了研究。

以线框板的曲线和表面为输入,设计了一系列灵活的组件,以参数化地重新配置自己,以适应各种细节条件。第一个使用这种方法的模块是形成面板外部的三维木板。由于希望在表面上使用不同的贴面,因此需要在面板上铺设具有不同贴面的单独木板。使这种安排复杂化的是,许多面板具有抗塑性表面拓扑结构,需要为许多面板单独切割和完成板材。

贴面映射使木纹均匀分布在整个表面(Gehry Technologies)

预制单元的另一个挑战是预测整个天花板表面的木纹分布。在典型的基于木板的设计中,如地板,贴面根据美学标准进行分类,然后由工匠选择,以确保在表面上均匀分布,避免深色和浅色斑块或聚集区域。这个天花板是作为一个统一的面板系统建造的,在现场制造,没有顺序。(由于日程安排,一些面板仍在芝加哥建造,而最初的分组在阿联酋安装。)通常被称为单板“随机化”的最终解决方案几乎不是随机的,而是在自动化系统中将单板分类并映射到谨慎的木板上。该工具还允许在迭代的数字设计环境中进行多次映射,为工匠提供了一种工具,可以直观地评估贴面位置,同时在制造过程中仍然允许新的控制水平。最后,整个项目的每个贴面都通过这种方法在整个天花板表面进行标记和管理。

值得注意的是,整个面板的制造是用二维切割轮廓完成的。这并不是说制造商不使用3D技术,但对3D技术的理解更多的是在空间中组装和制造实际材料,而不是数字模型。GT生成的是三维实体模型,但Document Template CAM输出的完全是二维的。该模型不依赖于机器人制造或多轴加工,而是输出一系列配准元素供装配时使用。看一件组装,“华夫框架”是一个众所周知的,相当容易组装的结构,考虑到数控制造的流行,但为了确保更大的项目目标,如相邻面板之间的连续性,框架的边缘被投射到一个平面上,以1:1的比例创建一个“表”夹具,数控出1⁄4英寸的中密度纤维板。除了直接切割板材和框架件,各种其他夹具和模板辅助面板的连续性和组装。

在将所有部件汇集到一个“主模型”中之后,细节将在3d环境中进行细化和扩展,并与上游驱动器几何形状和下游面板制造模型进行适当的链接。虽然在时间、精力和基础设施上进行了投资,但系统的灵活性允许在设计过程后期进行快速更新周期。举个例子,三维测量数据的建成条件是不断交叉检查与发展中的制造模型。在相当晚的设计过程中,发现一些与船部分的钢接口不在假定的设计公差范围内,需要更新。而不是重塑这些部分,输入表面几何形状略有调整,通过设计表面产生变化的涟漪效应。这些面板只是简单地更新到新的表面,并在实际面板制造之前重新发布。

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