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房屋建筑模型教具制作探討

2011-07-22 17:11    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘 要:結(jié)合《建筑模型制作》課程教學(xué)實(shí)踐,根據(jù)專業(yè)教學(xué)中對(duì)房屋建筑模型的要求,對(duì)房屋建筑模型選擇的材料,制作工具、制作工藝流程等進(jìn)行了分析探討。

  關(guān)鍵詞:建筑模型;制作材料;雕刻機(jī);雕刻路徑;制作工藝

  房屋建筑模型用作教具,是教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用的一種教學(xué)輔助工具,應(yīng)用模型是增加學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)的一種有效的方法。房屋建筑模型是建筑及其相關(guān)專業(yè)(環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)等)專業(yè)課程必不可少的教輔用具,教學(xué)模型具有結(jié)構(gòu)清晰,表達(dá)直觀,易于接受的特點(diǎn),頗受專業(yè)教師和學(xué)生的歡迎。本文結(jié)合《建筑模型制作》課程,主要從教學(xué)用房屋建筑模型制作工具、材料和施工工藝等方面來(lái)探討制作房屋建筑模型的最佳方法。

  房屋建筑模型教具特點(diǎn)房屋建筑模型用作教具根據(jù)模型應(yīng)用范圍不同分為建筑制圖類、建筑力學(xué)類、建筑構(gòu)造類、建筑結(jié)構(gòu)類、建筑施工類、建筑設(shè)備類等。根據(jù)相關(guān)課程需要,模型教具有立模、掛板,有靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。

  教學(xué)模型按一定的比例縮小制作,立體直觀地、部分透明地展現(xiàn)了房屋建筑物的各種構(gòu)件的組合及形態(tài),科學(xué)合理的展示了建筑構(gòu)件、建筑節(jié)點(diǎn)、建筑結(jié)構(gòu)層次、建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如鋼筋布置等)。適用于房屋建筑學(xué)、建筑構(gòu)造學(xué)、建筑施工以及建筑實(shí)訓(xùn)等直觀教學(xué)。

  房屋建筑模型制作材料制作房屋建筑模型的材料種類繁多,各種不同的材料具有不同的色彩、表面質(zhì)地、肌理等特征。材料的使用主要從建筑模型的功能特點(diǎn)出發(fā),使材料能充分發(fā)揮建模藝術(shù)的表現(xiàn)力和模型教具的教學(xué)特點(diǎn)。常用材料包括以下分類:

  紙質(zhì)類,如:卡紙、瓦楞紙、紙箱板等。主要用于模型方案設(shè)計(jì)階段。

  木材類,如:樸木、硬紅木、軟木板、夾板、竹子等。這類材料是古建筑模型、園林小品、建筑裝飾配件必不可少的材料。

  塑料類,如泡沫塑料、ABS板、PVC板、有機(jī)玻璃板等。各種不同的塑料材料,由于自身特點(diǎn)不同,在建筑模型制作領(lǐng)域內(nèi)有不同應(yīng)用范圍。

  金屬類,如各種鐵絲、鋼絲、銅線等材質(zhì)。主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋模型表現(xiàn)。

  其它材料,作為建筑模型制作的輔助材料,如,制作草地用的草粉,制作地形高低用的泡沫粉,制作樹(shù)木用的塑料粉、制作地面道路用的即時(shí)貼等。

  輔助材料主要用于建筑模型場(chǎng)地的制作。

  房屋建筑模型教具制作工藝。

  制作主要設(shè)備

  制作建筑模型時(shí),除紙質(zhì)材料外,其它材料的切割成形主要采用電腦雕刻機(jī),由于電腦雕刻機(jī)的控制軟件和繪制建筑施工圖的Auto CAD軟件可通過(guò)文泰軟件使其具有互通性,所以給建筑施工圖的輸出雕刻制作建筑模型,帶來(lái)極大的便利。

  電腦雕刻機(jī)分為機(jī)械式雕刻機(jī)和激光雕刻機(jī)。

  機(jī)械式雕刻機(jī)主要用來(lái)雕刻ABS板等薄型板材;激光雕刻機(jī)主要雕刻亞克力板等厚型板材。

  制作模型工藝流程教學(xué)模型一般根據(jù)教學(xué)需要設(shè)計(jì),模型的展示需要有直觀性,立體感,能形象的反應(yīng)建筑內(nèi)部構(gòu)造,因此任何一件模型首先都必須進(jìn)行精心的設(shè)計(jì),繪出設(shè)計(jì)圖紙。依據(jù)模型設(shè)計(jì)圖,在3ds max軟件中將建筑模型按所需比例繪制出立體模型,分析建筑模型的空間形態(tài)和組合關(guān)系。根據(jù)分析結(jié)果在軟件中繪制出模型立面圖(要考慮雕刻刀具損耗和組合拼接方式),然后輸出到文泰軟件中,使其生成雕刻路徑。在編輯雕刻路徑時(shí),既要注意路徑要完整閉合、不能交叉,又要注意路徑不要重復(fù)。由于除激光雕刻機(jī)外,目前的機(jī)械加工切割類雕刻機(jī)加工材料是通過(guò)雙面膠或夾臺(tái)固定材料到加工平面上,所以在路徑順序編輯時(shí),要考慮先內(nèi)后外的加工順序(路徑順序設(shè)置可在文泰軟件中完成)。

  模型制作工藝流程見(jiàn)圖1.模型制作要點(diǎn)模型設(shè)計(jì)建筑模型教具應(yīng)具有表達(dá)清楚、結(jié)構(gòu)鮮明、尺寸準(zhǔn)確、比例合適等特點(diǎn)。模型具有最為直觀的展示性,教學(xué)中模型的應(yīng)用對(duì)學(xué)生的視覺(jué)具有極強(qiáng)的沖擊性,因此教學(xué)模型的展示體或面必須與教學(xué)知識(shí)點(diǎn)緊密結(jié)合,使教學(xué)內(nèi)容更容易被學(xué)生接受。教學(xué)模型設(shè)計(jì)應(yīng)注重模型的構(gòu)造,模型的色彩組成,以及模型的比例。

  教學(xué)模型是教學(xué)輔助工具,模型的設(shè)計(jì)應(yīng)緊扣課程的知識(shí)點(diǎn),合理設(shè)計(jì)模型的構(gòu)造。比如基礎(chǔ)模型,用于講解基礎(chǔ)構(gòu)造組成時(shí),主要展示模型的外形輪廓,用于講解基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成時(shí),則需要體現(xiàn)基礎(chǔ)鋼筋的配置、位置等,模型設(shè)計(jì)就需要外輪廓材料采用透明材料,內(nèi)空能合理設(shè)置鋼筋。因此教學(xué)用房屋建筑模型往往只展示建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的一個(gè)部分,而不是展示一個(gè)完整的建筑物。

  教學(xué)用房屋建筑模型往往需要表現(xiàn)不同的構(gòu)件組成,可以將不同類型的構(gòu)件用不同色彩表示,便于學(xué)生分辨。

  在電腦雕刻前,首先要考慮模型比例問(wèn)題。依據(jù)教室大小、學(xué)生人數(shù)大小以及加工幅面大小等因素,設(shè)置模型的比例。

  以框架房屋構(gòu)造模型制作設(shè)計(jì)過(guò)程為例,該模型的制作大致分為四個(gè)步驟。

  第一步,模型整體設(shè)計(jì)。該模型主要體現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)體系,即模型需要很直觀的反映結(jié)構(gòu)的板、梁、柱、基礎(chǔ)的關(guān)系,同時(shí)還需要反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)填充墻、門窗等與結(jié)構(gòu)的聯(lián)系關(guān)系,因此,模型設(shè)計(jì)時(shí),我們采用在框架結(jié)構(gòu)上局部位置安裝填充墻,選一個(gè)方向的基礎(chǔ)裸露,將不同的構(gòu)件用不同的顏色區(qū)分,樓板采用灰色,梁柱基礎(chǔ)采用紅色,填充墻采用白色,門窗采用藍(lán)色。

  第二步,模型大小的確定。該模型屬于固定模型,不要求經(jīng)常搬動(dòng),但結(jié)構(gòu)體系要求反映清楚,研究了各種觀看視角和效果,將模型比例確定。

  第三步,模型材料選擇。該模型整體設(shè)計(jì)為半開(kāi)敞式,不需要反映構(gòu)件內(nèi)部構(gòu)造,因此主要材料選用PVC塑料板,在板面粘貼即時(shí)貼一方面可以遮蓋板縫,另一方面可以使板面具有顏色。

  第四步,模型圖形繪制。對(duì)框架的各構(gòu)件進(jìn)行分析,采取框架柱通長(zhǎng),縱橫向梁用膠和釘與柱側(cè)相連,樓板在柱相應(yīng)位置挖孔,使柱能穿過(guò)樓板,樓板擱置在梁上,采用以上方式將各構(gòu)件分解,分別繪制柱、梁、基礎(chǔ)、樓板、填充墻等圖形。

  雕刻機(jī)操作技巧雕刻機(jī)是模型制作過(guò)程中用來(lái)切割板材的主要設(shè)備。在雕刻時(shí)不同厚度的板材與加工平面的連接使用不同的方法。如2毫米厚的ABS板、PVC板或者有機(jī)玻璃板,在連接時(shí)可使用雕刻機(jī)專用的雙面膠連接,同時(shí)在粘接雙面膠時(shí),也要注意根據(jù)雕刻圖形復(fù)雜程度不同,進(jìn)行高密度或低密度的粘接。

  當(dāng)?shù)窨贪宀牡暮穸却笥?毫米厚度時(shí),可考慮使用鉗子或卡頭,將板材固定到加工平面的四周,然后雕刻。電腦雕刻的過(guò)程中,對(duì)于厚板材的雕刻要不問(wèn)斷的監(jiān)視雕刻進(jìn)程,要設(shè)置好雕刻路徑的先后順序,不斷清掃加工平面的粉塵,便于刀具雕刻。

  為我們使用皮卡雕刻機(jī)(CTE8O9OS)加工建筑模型材料時(shí),對(duì)于不同類型材料和刀具設(shè)置的參數(shù)。雕刻硬質(zhì)材料時(shí)應(yīng)注意,刀具較小時(shí),材料較硬,適當(dāng)減小進(jìn)刀量,減慢切割速度。在要求較大進(jìn)刀量時(shí),適當(dāng)減慢主軸轉(zhuǎn)速。要求較高光潔度時(shí),要減小進(jìn)刀量,提高主軸轉(zhuǎn)速,提高切割速度,增加重疊量。

  雕刻軟質(zhì)材料時(shí)應(yīng)注意,在要求較高光潔度時(shí),在材料不粘刀具的情況下,適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速,降低切割速度,增加重疊量。

  上述參數(shù)并非絕對(duì),在具體操作時(shí)應(yīng)根據(jù)不同情況適當(dāng)調(diào)整,找出最合理的加工參數(shù),做到在保證精度和質(zhì)量的前提下,達(dá)到最佳的生產(chǎn)效率。

  成型粘接方法在粘接塑料板材時(shí)使用的粘接材料是氯仿。該種粘接劑是通過(guò)腐蝕板材實(shí)現(xiàn)粘接的,具有粘接牢固、有毒等特點(diǎn)。所以在粘接過(guò)程中可使用注射器或小排刷筆,將氯仿液體自然流淌過(guò)組合板材縫隙問(wèn),實(shí)現(xiàn)粘接自然,不能流淌到非粘接面,從而影響建筑模型的美觀效果。

  建筑模型在教學(xué)中的應(yīng)用教學(xué)是一個(gè)信息傳遞的過(guò)程,現(xiàn)代教學(xué)傳遞信息的常規(guī)教學(xué)輔助工具比較多,如掛圖,實(shí)物模型,多媒體,錄音,視屏錄像等。不同的媒體又有其各自的特性。如掛圖是平面靜止的圖片,是側(cè)重于原理的分析,揭示內(nèi)在規(guī)律。錄音設(shè)備是刺激聽(tīng)覺(jué),在英語(yǔ)教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。錄像是以刺激視覺(jué)為主的媒體,它側(cè)重于反映事物的形象、色彩、運(yùn)動(dòng),并能方便地控制重復(fù)、慢放、靜止等操作。多媒體教學(xué)是目前應(yīng)用較廣的一種教學(xué)方法,它能極好的豐富課堂內(nèi)容,模擬許多試驗(yàn)過(guò)程。而實(shí)物模型,能反映物體真實(shí)的外觀、變化和運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

  結(jié)合《建筑模型制作》課程的實(shí)訓(xùn),開(kāi)發(fā)建筑模型的制作,一方面可以通過(guò)親自制作模型,激發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)操作活動(dòng)情境,加深對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造的了解。另一方面制作的模型作為其他專業(yè)課的教學(xué)輔助工具,在教學(xué)中得以應(yīng)用。

  建筑模型能反映房屋及其構(gòu)件的真實(shí)構(gòu)造,能反映構(gòu)件的連接關(guān)系,使學(xué)生建立良好的空間感,雖然沒(méi)有多媒體帶來(lái)的動(dòng)畫效果,卻可以和學(xué)生建立比較親近的互動(dòng)。

  結(jié)束語(yǔ)

  結(jié)合建筑工程專業(yè)課程制作的教學(xué)模型是一種重要的教學(xué)輔助工具,模型的設(shè)計(jì)效果必須能反映建筑工程的構(gòu)造、結(jié)構(gòu)、受力特點(diǎn)、施工工藝、使用過(guò)程等方面,隨著建筑工程的發(fā)展,將會(huì)出現(xiàn)很多新的結(jié)構(gòu)形式,構(gòu)造方法,因此模型的設(shè)計(jì)也會(huì)不斷發(fā)展,同時(shí),制作模型的新材料在不斷增加,制作工具和工藝也在不斷提高和改進(jìn),教學(xué)模型的制作會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單,模型的樣式會(huì)越來(lái)越多樣。

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