LAC 课程笔记 | 第四讲：Digital & Physical - 沙子中的建筑帝国

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编者按：感谢刘硕老师的精彩分享！本期分享将以沙作为模具，开发一种全新的手工艺，用巧妙的方法来创建各种独特的形式——通过在一定的空间装填沙，从而达到用手工模拟3D打印的目的。

| 主讲人 |

砂作为一种常见的建筑材料，具有可塑性高、不溶于水、高熔点以及湿润时具有一定程度流动性的特性。鉴于这些特性，沙型铸造技术早已被广泛应用在传统制造领域中。而对于建筑的探索往往不仅仅需要形体的推敲，最终的可实施性也是关键。因此，从材料着手开始自己的项目，并一步步推进研究；并将Physical Design与Digital Design结合，将Digital Design最终反映到Physical Prototype上。最终呈现出不仅外形酷炫并且有理有据令人信服的Design。

—— 刘硕

| 项目团队 |

以砂制作模具来浇筑制造是一种传统并且成熟的工艺，在初步选定了基本的建造材料之后，希望开发一种全新的手工艺，用巧妙的方法来创建各种独特的形式——通过在一定的空间装填沙，从而达到用手工模拟3D打印的目的。

| Material Research · 材料研究 |

在项目初期需要做大量的、全方面的测试，来证明自己的计划是可实施的，通过大量、充分的实验和事实来证明自己的论点，而证明的过程本身也是一个探索的过程。

第一步，选取了四种常见的砂材料来进行研究：石英砂、海砂、鱼砂、建筑用砂。

第二步，分别将四种不同材质的砂与不同比例的水混合，测试它们的强度和固定性。

第三步，对于浇筑的材料测试：水泥、石膏、水泥与石膏的混合、树脂。最终选用的材料必须具有几点特性：流动性必须特别好、干燥速率比较快（否则会在还未凝固前就渗透到沙子当中）。

其中石膏的流通性是最好的，并且干燥速度比较快；水泥在同等比例的水混合下流通性比较差；水泥和石膏的混合物无论是流通性还是干燥速率都介于前两者之间；而树脂由于干燥需要24小时，还未干燥就已经渗透进砂子之中了。

第四步，对于材料强度的测试：用水泥、石膏、水泥与石膏的混合、树脂四种材料制作了同样尺寸的试验体块，用相同的重物自由落体分别来砸，以及用电子秤来测试不同材料（与水的不同混合比例凝固后）作为梁时能承受的重力。最终确认选择的材料为石膏。

第五部，测试石膏与不同比例的水混合后在浇筑过程中的流通性和干燥速率以及最终效果，最终确定比例为5:2时最佳。

第六部，往石膏当中掺入大理石灰粉、硼砂、PVA胶、轻质填充物、玻璃纤维重新进行前期所有测试，选择并确定最终的混合材料及比例作为后续建造材料，最终确认的添加材料为玻璃纤维。

材料的测试是始终贯穿在整个项目的进行过程当中的，并非一开始确定好材料之后就不再改变，因为一旦项目需要，可能就需要重新寻找新的材料或者更加合适的比例来支持后续的探索。

| Fabrication Testing · 工艺探索 |

制作工艺的探索需要制作一种巧妙的方法和精巧的模具，将引导接下来的整个研究和探索过程。设计的模具为一个MDF板制作的木盒，表面上的圆洞用于插入PVA软管，然后进行浇筑测试。

| Technique Process · 技术成型 |

在小木盒实验获得初步的成功之后，开始建造尺寸更大的模具并浇筑更大体量的物体并考虑其承受能力，为未来发展更大建筑尺度的形态和物体做进一步的实验和事实基础。

在物理实验基本证实了建造工艺的可实施性后，开始运用Processing的模拟来进行一定的形态、逻辑、机制的推敲。

| Architecture Exploration · 建筑探索 |

在此前研究的基础之上，开始进行一定的建筑探索，以Digital的模拟和Physical的试验相结合，探索一套可行的建造工艺和稳定的形态，能够用于制作建筑构件或结构。

利用此前探索出的建造工艺和方法，实际建造了一把比例为1:1的椅子，进一步证实其可实施性。

| Final Proposal · 最终愿景 |

通过对以上建造工艺和方法的总结，提出一种新设计方法和理想，然后将其运用在一定建筑探索上。整个项目提出了一种新的集设计、艺术和建造工艺相结合的设计逻辑。