Steelblue divulga o maior modelo interativo de cidades impressas em 3D de São Francisco

A cada poucos anos, há uma empresa que aumenta um pouco mais a fasquia no campo da visualização, numa busca contínua por uma melhor arquitetura de comunicação e marketing e para contar uma história mais atraente. Esta semana, a Steelblue, com sede em São Francisco, fez exatamente isso ao apresentar o maior modelo de uma cidade interativa impressa em 3D de São Francisco. Em colaboração com a Autodesk e com as suas instalações de fabricação do Pier 9, a Steelblue imprimiu 115 blocos de São Francisco até ao mais ínfimo detalhe, acrescidos de um sistema de projeção cuidadosamente coreografado.

O modelo foi criado para o cliente Tishman Speyer, para ajudar a explicar a história do desenvolvimento urbano no bairro SOMA de São Francisco. O presidente da Steelblue, O'Brien Chalmers, comentou: “Com a impressão 3D, adicionamos um recurso de prototipagem rápida. Podemos trocar prédios ou quarteirões inteiros da cidade para explorar opções de design e manter o modelo atualizado nos bairros que estão em rápida evolução”. No entanto, o modelo de quase 70kg ganhou vida própria com uma camada de dados interativa projetada no modelo em tempo real. "A adição de camadas de visualizações de dados dá-nos ainda mais poder para entender e visualizar a maneira como novos edifícios e infra-estruturas irão impactar a paisagem urbana e as pessoas que lá vivem e trabalham", acrescentou Chalmers.

O modelo foi impresso usando um modelo da cidade no qual a Steelblue tem trabalhado desde 2008. Eles têm vindo a adicionar detalhes ao modelo por projeto individual, mas tiveram que reconstrui-lo por inteiro para este projeto, de forma a adicionar detalhes adicionais aos edifícios e outra camada de fidelidade. Itens como pináculos, saliências e colunas precisaram todos de ser ajustados ou adicionados.

O modelo da cidade foi impresso na escala 1:1250 utilizando duas impressoras Objet500 Connex. A Steelblue conseguiu replicar detalhes de até 30 microns, o que a esta escala representa pouco mais de 30cm na vida real. Embora a impressora seja capaz de imprimir numa resolução de 16 microns, eles optaram por um pouco mais de velocidade para concluir o projeto dentro do prazo. Isso, no entanto, não foi uma tarefa fácil e à Steelblue dois meses para imprimir, trabalhando cinco dias por semana durante 18 horas por dia.

O modelo poderia ter sido impresso mais rapidamente combinando mais elementos de uma só vez na chapa montada da impressora, mas foi-nos dito que eles optaram por não correr esse risco devido à possibilidade de perder uma impressão inteira por uma possível falha na impressora.

A camada de visualização de dados adicionada, projetada por um retroprojetor especialmente calibrado para o propósito, deu realmente vida ao modelo e salientou algumas das possibilidades para aumentar a interatividade do projeto. Quando O'Brien Chalmers apresentou o modelo a um grupo seleto de jornalistas, ele fez a interface com um iPad de forma a controlar remotamente as imagens projetadas. Edifícios, estradas e áreas específicas podem todos ser destacados individualmente, incluindo simulações de tráfego, nomes de estradas e sequências animadas. Embora esta demonstração em particular use apenas um projetor, a equipa está a estudar a possibilidade de várias projeções de tela para levar o projeto a outro nível.

Perguntamos sobre o preço deste projeto e como a impressão do modelo se comparava aos modelos tradicionais de arquitetura física e ficamos surpresos com a resposta. Acontece que a impressão 3D não foi apenas significativamente mais barata e mais rápida de construir, mas também produziu um modelo significativamente mais detalhado. Um modelo comparável, menos detalhado, foi cotado para custar cerca de US $300.000 para ser produzido. A equipa conseguiu imprimir o modelo por uma fração desse custo, embora as impressoras Connex não sejam baratas. As duas máquinas usadas no píer 9 custam cerca de meio milhão de dólares. No entanto, a Steelblue está totalmente comprometida com o meio e comprou recentemente a sua própria impressora Objet, embora seja a prima mais nova daquela usada na Autodesk. tanto menor como mais lenta, a Objet 30 Pro custa pouco menos de US $50.000, mas está a ser bem utilizada. Visitando o segundo andar do escritório da Steelblue, vemos que eles o converteram numa mini fábrica de impressão 3D. Estações de trabalho de modelagem e edição, tabelas de pós-produção e áreas de layout com partes de projetos extremamente secretos; todos cuidadosamente organizados à espera de serem montados.

Carregamento de resina no Objet 30 Pro da Steelblue (esquerda), plataforma Build (acima)

Tendo nós interesse pessoal na impressão 3D e nossa própria impressora 3D no escritório, estávamos bastante interessados em aprofundar um pouco mais os detalhes técnicos do projeto. Passamos algumas horas com Jake Gubler, um dos dois especialistas de impressão 3D em tempo integral da Steelblue para nos explicar o seu processo.

Cada bloco da cidade demorou entre 6 a 18 horas para imprimir, dependendo do tamanho e da complexidade do bloco. Isto sem incluir a limpeza de pós-produção envolvida. 

Se não estiver familiarizado com a impressão 3D, os modelos são impressos camada por camada, uma sobre o outra. O modo como isso é feito depende do tipo de processo usado pela impressora, mas na maioria dos casos cada modelo exigirá um material de suporte para manter o modelo real no lugar durante a impressão. Não é possível, por exemplo, imprimir uma grande saliência de uma consola de um edifício no ar. Infelizmente, a impressão 3D ainda não superou as leis da física, portanto, os materiais de suporte são também impressos em conjunto com o modelo.  

No caso das máquinas Connex, um material tipo cera amarelado é depositado em torno do modelo durante o processo de impressão. Esse material deve ser removido manualmente assim que a impressão estiver concluída e pode levar até 45 minutos usando pequenas ferramentas dentárias para o extrair e cortar. Jake, que disse preferir a parte de modelagem, entra "na zona" quando se trata do tedioso processo de limpeza de modelos - a sua parte menos favorita do processo de impressão. A equipa tem experimentado diferentes métodos para remover este material, mas todos têm as suas desvantagens. A água, por exemplo, dissolve o material, mas quando está dentro de um edifício ela faz inchar e pode quebrar ou deformar o modelo.

Remoção de material de suporte para pós-processamento do modelo (modelo à direita)

O processo de preparação dos modelos para impressão é também algo que leva bastante tempo a preparar. Além de se adicionar todos os detalhes extras aos modelos, a escala é algo que precisa de ser revisto com cuidado. Se um detalhe for demasiado pequeno, ele não será impresso, e isso significa que às vezes é necessário "enganar" o modelo. Os cabos de aço que sustentam a ponte da baía (Bay bridge), por exemplo, teriam sido tão finos quanto cabelo se tivessem sido impressos em escala real; portanto, precisaram de ser redimensionados no modelo final. Vários outros edifícios do modelo foram também adaptados.

Assim que um modelo é concluído, é trazido para um editor STL (Magics) para executar várias funções de limpeza de forma a garantir que os modelos sejam impressos com sucesso e feitos da maneira mais eficiente possível, usando a menor quantidade de material e menor tempo possível. E, no que toca a materiais, eles são premium. A 30 cêntimos por grama, um modelo pode custar quase mil dólares para imprimir apenas em custos de materiais numa máquina interna. Felizmente, a Magics faz um bom trabalho ao estimar o uso de material para qualquer modelo específico mas, quando um erro pode custar centenas de dólares, é importante tentar acertar à primeira.

Limpeza e revisão de modelos dentro do Magics

Quando um modelo está pronto para impressão, é enviado ao software proprietário da Objet para output na máquina. Uma série de micro-jatos em duas cabeças de impressão estabelecem camadas finas de resina na placa de construção e um rolo de metal passa sobre cada camada para garantir consistência perfeita entre as camadas. A cada três, uma luz UV cura a resina e o processo é repetido até que a última camada do modelo seja concluída e este seja limpo e pronto para exibição.

O sistema de projeção para este projeto era um único projetor que projetava câmeras sobrepostas e animações no modelo. Como os projetores não emitem a imagem perpendicularmente à luz, foi necessário inclinar (correção de perspetiva) todas as imagens antes que elas pudessem ser exibidas no modelo. 

Caminho da luz de projeção (esquerda), imagem de projeção corrigida pela câmera (direita)

Houve um suspiro palpável de alívio assim que este projeto foi concluído, mas, quando questionado sobre projetos futuros na sua nova impressora 3D, O'Brien comentou que eles já tinham uma lista de projetos pendentes em movimento, e, possivelmente, a adição de mais impressoras ao escritório no futuro. Também é esperado que o pessoal da Autodesk reimprima o modelo para que possa ser exibido na Galeria da Autodesk em São Francisco, onde será aberto ao público.

Para mais informações sobre a Steelblue, pode visitar o site deles aqui:  http://steelbluellc.com/

Traduzido por Maria Duarte

Artigo original em inglês