На 3D-принтере напечатана комната из искусственного песчаника

Цель проекта швейцарских дизайнеров и программистов Микаэля Ансмейера и Бенджамина Дилленбургера "Digital Grotesque" — исследовать возможности 3D-печати в архитектуре. Их комната или, скорее, искусственный грот, занимает площадь в 16 квадратных метров и имеет 3,2 метра в высоту. Комната выполнена в стилистике соотечественника авторов, художника Ганса Рудольфа Гигера — создателя фантастических и пугающих картин, наиболее известного широкой публике по декорациям к фильму «Чужой».

В комнате нет ни стен, ни потолка, ни углов — вся она представляет собой пространство из двух симметричных половинок, заполненное переплетением тончайших узоров, сгенерированных на компьютере и распечатанных с помощью 3D-принтера. Сырьём служит мелкозернистый песок, и поэтому конечный продукт по своим свойствам напоминает песчаник — материал, который используется в строительстве тысячелетиями. Компьютерная модель грота состоит из 260 миллионов полигонов. Создание подобных конструкций традиционным способом если и возможно в принципе, то стоило бы огромных затрат времени и труда. 3D-печать делает их доступными даже в массовом строительстве.

Комната состоит из отдельных блоков. 3D-принтер, который использовался в этом проекте, предназначен для создания литейных форм и может печатать детали объёмом до восьми кубических метров с точностью в 0.1 мм, однако размер блоков гораздо меньше из соображений удобства сборки и транспортировки. Блоки помещаются на стандартный поддон для автопогрузчика, и каждый из них могут поднять и установить на место четыре человека вручную.

Конструкция блоков максимально облегчена с помощью компьютерного моделирования — блоки пустотелые, и в местах, не несущих нагрузки, толщина стенок меньше сантиметра. Блоки имеют отверстия для крепления арматуры, надёжно фиксирующей всю конструкцию, и конические выступы и впадины, помогающие совмещать блоки, как детали конструктора Лего. Для прочности готовые блоки пропитываются специальной смолой, которая используется для защиты конструкций из натурального песчаника.

Все фантастические узоры, из которых состоит грот, сгенерированы алгоритмически. Традиционную архитектуру называют застывшей музыкой. Digital Grotesque можно назвать застывшей математикой. Авторам пришлось самим писать софт для создания и обработки модели — стандартные CAD-приложения не справлялись с таким объёмом мелких деталей. Поверхность из 260 миллионов полигонов имеет самопересечения, и для того, чтобы преобразовать эту поверхность в объём, использовался алгоритм, моделирующий заливку формы жидкостью — части оставшиеся «сухими», считаются внутренними, «намокшие» — внешними. Для этих расчётов пришлось преобразовывать модель в воксельную форму состоящую из 30 миллиардов объёмных пикселей размером в 1 мм.