El surgimiento de la impresión 3D ha remodelado muchas industrias, desde la fabricación y la construcción hasta la automotriz y aeroespacial. Lo que antes algunos consideraban una novedad o una solución de nicho se ha convertido en una tecnología madura, pasando de la "creación rápida de prototipos" a la "fabricación aditiva".
Ahora, la impresión 3D está integrada en universidades de todo el mundo, proporcionando una solución tecnológica para estudiantes y profesores para investigar arquitectura innovadora y crear un nuevo estándar para "el futuro de la vida". Recientemente, T-BOX de Sekisui House – Kuma Lab en la Universidad de Tokio eligió Ultimaker para cumplir con los requisitos de investigación de su departamento de arquitectura, lo que permite a los estudiantes preparar datos de modelado 3D de sus diseños, imprimir prototipos y usarlos para reuniones como un ejercicio de diseño. T-BOX se abrió para su uso en octubre de 2021. Hablamos con Toshiki Hirano, director y profesor asistente de proyectos en Sekisui House – Kuma Lab, para averiguar cómo los estudiantes están aprovechando la impresión 3D para respaldar su vida universitaria diaria y cómo Ultimaker fue fundamental para ayudarlos a lograr sus esfuerzos.
Toshiki Hirano, director y profesor asistente de proyectos en Sekisui House – Kuma Lab, Universidad de Tokio
T-BOX: Cómo empezó todo
El proyecto T-BOX fue establecido en junio de 2020 por el arquitecto Kengo Kuma como un taller con varias máquinas para la fabricación digital, principalmente con el propósito de estudiar la relación entre la tecnología digital y la arquitectura . “T-BOX significa muchas cosas diferentes para nosotros”, dice Hirano sobre el nombre del proyecto. “'T' se refiere a Tokio de la Universidad de Tokio, tecnología y caja de herramientas. Desde entonces, consideramos a T-BOX como una 'caja de herramientas' con varios equipos de fabricación digital”. Una instalación que genera talentos creativos La Universidad de Tokio está investigando el futuro de la arquitectura utilizando tecnología, mientras que Sekisui House, que proporcionó una donación para iniciar el proyecto, está explorando "el futuro de la vida". El objetivo principal de la colaboración es que estas capacidades mutuas y complementarias ayudar en el desarrollo de futuros talentos en T-BOX. En el pasado, el departamento de arquitectura no tenía una planta de producción con herramientas de fabricación digital. Los estudiantes no tenían más remedio que comprar sus propias impresoras 3D o hacer sus modelos a mano, lo que es el método convencional. Ahora, con T-BOX, los estudiantes de arquitectura pueden crear fácilmente su prototipo y utilizarlo con fines de presentación. “Creo que esta instalación ayudará a los estudiantes a mejorar su oficio y explorar otras vías de crecimiento, como aprender sobre fabricación o fabricación digital”, dice Hirano. “El hecho es que T-BOX no es solo exclusivo para estudiantes de arquitectura. Cualquiera puede visitar las instalaciones y utilizar nuestras impresoras 3D Ultimaker. Todos son bienvenidos. T-BOX funcionará como una instalación que genera talentos creativos para que estén mejor equipados para el futuro”.
Dentro de T-BOX: una mirada más cercana
Actualmente, T-BOX tiene seis impresoras 3D Ultimaker. Dado que no hay ninguna otra instalación en el campus que tenga varias impresoras 3D en un laboratorio, Hirano cree que esta será una instalación crucial para los diseñadores.
Sobre por qué eligieron Ultimaker, Hirano comenta: “Con la creciente popularidad de la fabricación digital, visité instalaciones similares en el extranjero. Fui a la Universidad Americana de Arquitectura y vi que estaban usando impresoras 3D Ultimaker. La mayoría de los estudiantes están familiarizados con la calidad de los productos que produce Ultimaker y, a menudo, dicen que es fácil de usar”.
“Ultimaker es una buena opción porque puede manejar varios filamentos, además de una excelente precisión de impresión, velocidad y alta capacidad de respuesta. Puede comenzar a imprimir sus conceptos tan pronto como ingrese los datos. Esto le permite crear su trabajo de forma intuitiva incluso sin conocimientos técnicos previos. Además, cuando se necesitan ajustes avanzados, puede manipular fácilmente los parámetros para cumplir con sus requisitos”, agrega.
Cuando le preguntamos sobre la adopción de la impresión 3D en la arquitectura en los últimos diez años, Hirano admite: “Para ser honesto, no usaría una impresora 3D a menos que sea necesario para mí. A medida que nos digitalizamos más que nunca, las impresoras 3D como las que construyó Ultimaker han ganado importancia en muchas industrias en todo el mundo. Definitivamente, la impresión 3D se ha convertido en parte del ciclo de diseño para arquitectos y estudiantes”.
Toshiki Hirano muestra uno de sus modelos arquitectónicos impresos en 3D
Sin consolidar por restricciones
Actualmente, el laboratorio de T-BOX utiliza material PLA blanco, pero Hirano y sus alumnos ya están analizando las posibilidades que abre la amplia gama de filamentos de Ultimaker y de terceros que ahora pueden aprovechar. “En el caso del material ABS, estamos pensando en usar varios materiales para imprimir juntas de una estructura de construcción en un tercio del tamaño y realmente usarlo. Esencialmente, queremos desafiarnos a nosotros mismos usando una variedad de materiales para muchos propósitos diferentes”, dice Hirano. Por supuesto, la creación de modelos siempre ha sido parte del proceso del arquitecto. Los estudiantes solían hacer modelos a mano usando tableros de estireno, por ejemplo. Pero entonces, estás limitado a formas simples. “Nuestro objetivo es liberarnos de las normas convencionales que limitan las ideas”, dice Hirano. “Queremos innovar diseños mediante el uso de impresoras 3D, teniendo la libertad de traducir ideas en productos reales. No queremos estar limitados por la complejidad de las formas”. “Una impresora 3D no es solo una herramienta para hacer modelos; también es una herramienta que te permite pensar libremente sobre la arquitectura y el diseño”.
Instalaciones de fabricación digital
Además de las impresoras 3D, el equipo de fabricación digital que se encuentra en T-BOX incluye cortadoras láser y máquinas de procesamiento CNC, ya que su objetivo es combinar todos los recursos, tecnologías y métodos para crear algo significativo. Hirano informa que muchas instalaciones de fabricación digital tienen dificultades para educar a los estudiantes sobre cómo usar el equipo. “En T-BOX, queremos que los estudiantes lo usen libre y voluntariamente tanto como sea posible. Hemos establecido pautas mínimas de seguridad y uso, pero queremos que puedan usar la máquina sin depender de nuestro personal. Queremos que los estudiantes exploren las capacidades, pero estaremos aquí para responder cualquier pregunta. Todo lo que tienen que hacer es hacer una reserva en línea e ir desde allí”. Es un ejemplo de las mejores prácticas que ha llamado la atención en los mundos de la arquitectura, la educación y la fabricación aditiva. Al ver el caso de uso de T-BOX, Jürgen von Hollen, CEO de Ultimaker, comentó: "Es genial ver que instituciones educativas avanzadas como la Universidad de Tokio reconocen la importancia de la impresión 3D y sacan a relucir toda la inspiración creativa de sus estudiantes para prepárelos para tener el mayor impacto posible cuando ingresen al mundo profesional".
Lo que ha impreso T-BOX
Una impresión especialmente llamativa que salió de T-BOX es un modelo impreso en 3D de tamaño 1/10 de un trabajo de instalación exhibido en la exposición Design Biennale en Londres en 2021. Este trabajo se divide en 6 partes, que se imprimen individualmente y combinados juntos. El trabajo muestra el escaneo 3D de varios objetos en las ciudades de Tokio y Londres y los convirtió en datos 3D. Por ejemplo, Maneki Neko, Kaminarimon, Cicadas, Vending Machines, Taiyaki, Donuts y otros objetos de Tokio. En Londres, se escanearon, recopilaron y combinaron en 3D varios elementos urbanos, como asientos subterráneos, buzones y pubs de Londres. En el trabajo real, se talla un bloque de espuma de poliestireno con CNC y se usa como molde para unir papel japonés. Finalmente, la obra fue transportada a Londres y acondicionada para la exposición.
“Pensé que este trabajo sería bastante difícil de imprimir debido a la forma complicada escaneada usando 3D. Lo imprimí con Ultimaker, por lo que, aunque tiene detalles finos, se imprimió de forma hermosa e intrincada”.
Modelo impreso en 3D de tamaño 1/10 de la exhibición de la Bienal de Londres
cuando se le preguntó si fue difícil de imprimir, Hirano dice: “Diría que es un reto. Los datos escaneados originales de este trabajo son de aproximadamente 1 terabyte, e incluso si se reducen, un panel tiene aproximadamente 300 MB. Me preocupaba que pudiera haber un error durante el proceso de corte, pero incluso si lo ponía en Ultimaker Cura y lo cortaba, nunca se congelaba. Eso prueba que Ultimaker es ideal para usar en proyectos críticos que tienen muchos detalles”.
“El software de control juega un papel muy importante para garantizar la calidad de su producción. Cuando estuve expuesto a varios dispositivos de fabricación digital, me preocupaba que algunos de ellos fueran demasiado complicados de utilizar. Ultimaker Cura eliminó esas complicaciones al crear dispositivos que son simples pero intuitivos. Hay parámetros preestablecidos, por lo que incluso los principiantes pueden aprender fácilmente a usarlo. Si se acostumbra al software hasta cierto punto, podrá establecer parámetros detallados según sus necesidades, por lo que responde muy bien”.
“En general, diría que Ultimaker está diseñado para cumplir con diferentes niveles de habilidad y experiencia. Creo que es el sistema de impresión 3D perfecto para todos, tanto para los que lo usan por primera vez como para aquellos que necesitan usarlo a diario”.
Laboratorio de la Universidad de Tokio con impresoras Ultimaker 2+ Connect y Ultimaker S3
Adelante hacia el futuro
Hacia el final de nuestra conversación con Hirano, le preguntamos sobre el futuro de T-BOX, comenzando con quién más cree que podría beneficiarse. “Creo que T-BOX beneficiará a todos, sin importar cuál sea su curso. Pero creo que los estudiantes de posgrado que necesitan reforzar el encofrado de hormigón pueden encontrar esta instalación muy útil. Además, los estudiantes pueden diseñar un molde con formas complicadas e intentar reducir su tamaño. Esto también se puede utilizar para diseñar y hacer pequeños muebles y accesorios. Las posibilidades son infinitas." Si el presupuesto y el espacio no son problemas, me gustaría agregar algunas cosas. Y en cuanto a qué otras herramientas se podrían agregar, Hirano planea agregar algunas cosas si el presupuesto y el espacio no son un problema. “Un brazo robótico y una impresora 3D más grande que puede manejar proyectos más grandes. Pero por ahora, lo que tenemos es más que suficiente. Siento que finalmente he podido traer dispositivos de fabricación digital de estándares globales a nuestra Universidad, ayudando a los estudiantes y miembros de la facultad a ir más allá de lo convencional”. “Lo siguiente para mí es que usaré nuestras impresoras 3D existentes para educar a todo el departamento de arquitectura sobre el valor de la fabricación digital a medida que innovan en su trabajo. Me gustaría continuar explorando nuevas formas o métodos de usar los productos Ultimaker y ayudar a animar a los estudiantes a hacer lo mismo”.
Toshiki Hirano en el laboratorio T-BOX de la Universidad de Tokio
Y aunque los estudiantes siempre serán lo primero, Hirano dice que también planea abrir las instalaciones al público de alguna manera. “Poco a poco, nuestro objetivo será hacer que cada máquina esté disponible para el público en general. Necesitamos prepararnos si haremos que las impresoras 3D estén disponibles para todos. Definitivamente, nos gustaría compartir esta experiencia con aquellos que quieran explorar nuevas ideas creativas”.