-Digital Fabrication의 배경, 필요성 -Digital Fabrication을 기반으로 한 비정형 프로젝트(위드웍스 참여)

1. 비정형 건축물의 Digital Fabrication을 위한 설계 및 시공 BIM 통합 PROCESS
2014. 5
제 17회 ALL BIM 세미나
WITHWORKS ARCHITECTS & ENGINEERS
발표: 김성진(위드웍스 대표, 건축사)

2. 3D Modelling
Structural Analysis
CNC Laser, Milling, Router
3D PRINTER
3D Scanning
Digital Architecture

3. 1928
1950-1955

4. 1959~1973
1993~1997

5. 2003 ~2005
2012

6. 온양제일교회, 1997

7. 천년의 문, 2000

8. LONDON, 2001

11. T3, SPORTS CLUB, 2002

12. WITHWORKS PROJECT

13. Fine Ridge C.C Club House, 2004

15. 금강대학교 도서관, 2006

19. TRI BOWL, 2008

21. 사선곡률적용(1방향)
Sub structure
(segment)

22. 엠베드 플레이트
우수용 배수 설비
포스트 텐션 정착구

23. 인천공항입구 조형물, 2010

24. 국립해양박물관, 2010

26. 국립생태원 생태체험관, 2011

28. CNC Laser 가공
T-Section 부재 제작
T-Section 조립 및 Unit 제작
Unit 인양 및 설치

29. The ARC, 2012

31. Before
After
HOR & Bracing : 직선(1차) VER: 3차 곡선
ㅁ- Built Up
Curved Tube
Geometry Optimization

CNC Built Up Curved Tube System+ Node system

PIPE BENDING

32. CNC Built Up Curved Tube System
Bottom Plate(Parallel to the surface)
스티프너 조립용 Tenon Hole
Top Plate(Parallel to the surface)
Side Plate(1-Way Curve)
좌표 제어용 스티프너
AL. 패널 지지용 Steel Pipe
Tenon Rib Plate

33. 
북경 올림픽경기장

ZAYED UNIVERSITY, Abu Dhabi
CNC Built Up Curved Tube System

34. •
Node Connection (정밀주조)
•
스틸 파이프 (CNC 레이저 가공)
•
Assembly (용접)
Tenon Joint Node Joint System

35. Node Connection System

36. 내부 철골구조(TEKLA), 내부 건축+RC(Revit)
Shell Structure(CATIA)
Sub Structure(CATIA)
Fabrication Modelling Management(Navisworks)
CNC DATA(Autocad)
Digital Fabrication_설계
Upstands & ETFE (Germany)

37. 1. CNC LASER CUTTING
2. Part components cutted by CNC
4. Assembly using tenon connections
5. Welding for CNC Curved Tube
3. Sorting for Assembly
6. Production
Digital Fabrication_CNC 가공 및 제작

38. 현장반입
Guide Beam 시공
Shell Structure 조립
ETFE 설치
Sub Structure 조립
Roof Structure 조립
Digital Fabrication_ 현장조립

39. 구조 성능 실험 & Visual Mock Up
Visual Mock Up
구조성능실험-Built up Curved Tube
구조성능실험-Tenon Joint Node System
구조성능실험
Visual Mock UP
•
용접 성능 검토
•
제작 및 시공오차 체크
•
Fabrication Detail 확정

40. 가설 벤트 설치
Shell & Sub Structure 시공
Shell+Sub Structure+Upstands
AL. Extrusion Profile 설치

41. Roof AL. Panel 시공

43. MBC 상암동 신사옥, 2013

45. 3D SCAN DATA (Point Cloud )
Point Cloud + 철골 3D 제작도

46. 기본 TYPE
AL. 패널고정용 브라켓
Sub Structure Unit 공법
Sub Structure Unit 시공
변형 TYPE
시공 이미지

48. 세종시 정부종합청사 3단계 1구역, 2014

49. 마름모 형상의 Twist 평면
평행 직선
꼬인 직선
평행 직선

50. [ 7F ]
[ 5F ]
[ 3F ]
St’l 파이프축
AL Profile 축
St’l 파이프
AL.창호 축방향

51. 1차_수직+수평
2차_Unit Module

52. 당 초
대 안 1
대 안 2
Twisted Panel
Segment Panel
Folded Panel

53. Planar 창호프레임과 AL패널 이격 절곡처리
Planar판넬 절곡처리
[ 판넬 전개도 ]
[ AL. 복합판넬 단면 ]
0.5T AL. 박판
6mm
CNC머신에 의한 정밀한 판넬 절단, 절곡 (제작)
3D 스캐너 통한
좌표제어 (시공)
▣ 재료검토

54. Unit Panel 취부용 AL. 브라켓
각도 및 시공 공차 흡수 디테일

55. 
AL쉬트 절곡 후 리벳조임
리벳
리벳
대안 [ AL. 복합판넬 ]
당초 [ AL. 쉬트 ]

복합판넬 절곡 후 리벳조임
정밀성이 떨어짐

56. STEP4_AL. 와플 유닛 설치공사
STEP3_유닛 설치를 위한 Sub Structure
STEP2_차수벽공사 & 창호공사
STEP1_Sub Structure 설치

57. 기존 설계
대안 공법

58. 가이드 플레이트 적용

제작 및 시공 동영상

61. UHPC(Ultra High Performance Concrete)
Mumbai international airport
Mucem Museum, France

62. DIGITAL FABRICATION 및 시공을 고려한 BIM 설계 엔지니어링

63. 
CNC Machine(Laser, Router, Plasma,…)을 활용한 비정형 3차원 형상제어

정밀한 수치제어에 의한 제작 및 시공 가능(시공오차 최소화, 시공품질 확보가능)

현재 항공, 선박, 자동차 산업 등에 다양하게 활용되어 지고 있음

Pre Fabrication 가능
Digital Fabrication

64. Digital Design
Digital Manufacturing
Construction & Management
Fabrication Engineering & Construction Document
•
형상디자인(Rhino, 3D MAX, MAYA,…)
•
3D Printing & Laser를 활용하여 디자인 진행
•
구조계획
•
마감재 계획 및 형상최적화
•
디테일 디자인
•
Geometry 완성
•
마감재, 구조재 공장제작
•
CNC 가공
•
현장 조립
‘[C] SPACE’
Digital Fabrication

65. 2014 인천아시안 게임, 계양경기장

66. 2014 인천아시안 게임, 십정경기장

67. 부산영화의 전당

68. 북서울 꿈의 숲 전망대

69. Tri Bowl

70. Tri Bowl

72. Burj Dubai

73. Kilden Performing Arts Centre

74. 3D DESIGN + 3D SCANNING + 3D PRINTING
“ 필요는 발명의 어머니＂

75. D-SHAPE 3D Printer
Mobius Strip House, Janjaap Ruijssenaars, 네덜란드
3D PRINTING

76. 3D Printing

77. 3DSYSTEMS LINK

78. 조형철골
비정형구간 1
비정형구간 2
3D Scanning

79. 단순한 모델링 개념에서 벗어나 설계, 시공을 고려한 BIM엔지니어링이 되어야 함
BIM은 디자인, 엔지니어링을
완성하기 위한 도구여야 함
BIM을 위한 BIM(X)
“BIM + Digital Fabrication”
맺음말

80. THANK YOU
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https://www.withworks.kr
http://withworks.blogspot.kr/
WITHWORKS ARCHITECTS & ENGINEERS