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计算机辅助建造技术(CAM)在风景园林规划设计阶段的应用探索 03.10.2016
计算机辅助建造技术(CAM)在风景园林规划设计阶段的应用探索
The Potential of Computer-aided Manufacturing (CAM) Technology in Planning and Design Phase of Landscape Architecture
冯潇 王文韬
FENG Xiao WANG Wen-tao
摘要:计算机辅助建造技术(CAM)是利用计算机技术和三维成型技术进行辅助生产和建造的一系列技术的统称。对当前较为普及的CAM输出技术如激光雕刻、CNC数控机床和3D打印的运作原理和输入流程进行了简介,并且阐述了CAM技术在风景园林规划设计阶段中的应用潜力:对场地条件进行清晰直观的再现;对设计草案进行反复多次的实物推敲;对设计方案进行理性量化的物理验证;对设计成果进行快速精确的实物表现等。最后,认为CAM技术有望弥合风景园林从场地到规划设计再到场地过程中的信息错位,让风景园林规划设计拥有三个维度的实体操作平台。
关键词:计算机辅助建造(CAM);数字化建造;激光雕刻;CNC数控机床;3D打印
基金项目:北京高等学校青年英才计划项目:风景园林数字化辅助分析评价平台运用及教学研究(YETP0745)
Abstract: Computer-aided manufacturing (CAM) is the series of technology which are used to aid to production and construction process. In this paper, the application and input process of current CAM techniques, such as laser cutting, computer numerical control tools and 3D printing are presented. In addition, we outlines the potential of CAM technology used in planning and design phase of Landscape Architecture: representing the site conditions in a highly accurate and visualized way; ameliorating the draft design repeatedly with physical models; accurate physical verification of landscape design; and quickly and accurately representing the design via physical models, etc. Finally, it is believed that CAM technology is able to correct the missed data between site condition collecting, landscape designing and constructing process, served as a platform for landscape architecture planning and design in three dimensions.
Key words: Computer-Aided Manufacturing (CAM); Digital Fabrication; Laser Cutting; Computer Numerical Control (CNC); 3D Printing
Fund Item: Beijing Higher Education Young Elite Teacher Project:Study on the digital platform of computer aided analysis & evaluation technology on landscape Architecture (YETP0745)
1前言
1.1计算机辅助建造技术
计算机辅助建造简称CAM(Computer Aided Manufacturing),在建筑学界常被称作数字化建造(Digital Fabrication),是利用计算机技术和三维成型技术进行辅助设计和建造的一系列技术的统称。
CAM系统运作的工序可以分为输入和输出两部分,输入部分是指将建造目标转化为工序动作代码的过程:即将建造目标的三维数字模型,转化、编译成三维成型工具的动作路线和工序内容代码(如CNC数控机床的输出信息是刀具加工时的运动轨迹工序)。输出部分是指由数控三维成型工具(如激光雕刻机、CNC数控机床、3D打印机、工业机器人等)依据工序代码将数字模型加工装配成实体的过程。
1.2本文的研究领域
如果我们将风景园林的全周期过程拆分成规划设计、实施建造、管理养护3个阶段的话,CAM技术的应用可以贯穿其始终。CAM技术在实施建造阶段的应用已经不是新鲜事:在瑞士,基于卫星定位的工程车辆根据数控程序进行地形土方作业(图1);在美国麻省理工大学(MIT),工业机器人将巨型石材加工成石拱并拼装成纪念碑(图2);在荷兰阿姆斯特丹,拥有3D打印外立面的会议建筑已经建成并投入使用(图3)。
由于篇幅所限,本文重点探讨CAM技术在风景园林规划设计阶段中的应用,即在实施建造阶段和管理养护阶段之前,CAM技术能够给风景园林师们提供怎样的帮助。
2 CAM部分输出技术简介
CAM技术平台是极具开放性的,任何基于数控技术的输出设备都可以被运用到这个平台上,并且根据设计和建造的需要随时进行替换。本文只介绍一些在风景园林规划设计阶段容易推广和运用的输出技术。
(未完待续)
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