联创大讲堂第十一期——格雷代克农场的数字实践+多材料性

我们从自然界和传统工艺中可以学到什么？

数字化设计与手作应该怎样结合？

11月28日，联创大讲堂第十一期邀请到英国巴特莱特学院建筑学博士、讲师，Material Architecture Lab 协同主持人Guan Lee博士，英国皇家艺术学院建筑学博士 Kostas Grigoriadis，共同分享数字制造技术在日常事务、工艺、设计与建筑等多方领域的运用，并从家具设计，大型公共艺术到建筑设计中阐述材料原型制作、计算模拟、建模等方面的数字过程。

主讲嘉宾

Guan Lee

英国巴特莱特学院建筑学博士

英国巴特莱特学院建筑学讲师

Material Architecture Lab 协同主持人

Dr. Kostas Grigoriadis

英国皇家艺术学院建筑学博士

英国巴特莱特学院教员

格雷代克农场是生活与工作融合的实践，是传统材料与前沿科技的完美结合。

面对全球气候变化与环境退化，人类可持续发展面临严重挑战，提倡绿色设计战略，改善并提升材料性能已然成为建筑设计过程中减少资源能耗的必要方式和技术手段。而真正的绿色建筑并不是建立在眼下，而是以传统标准构件生产的产品复制绿色建材商品。事实证明，单一的依靠设计—制造这一流程势必是对工业标准化的妥协。如何让设计师在更大范围内把握设计对生产的掌控与投射，是两位建筑师所关注的话题，说到底就是如何在设计—制造中最大范围的自给自足。

何为格雷代克农场？

格雷代克农场是由Guan Lee博士经营的一处建筑设施研究与制造车间，主要面向建筑师、艺术家、考古学家、地质学家以及热忱于制造材料工艺的大众，这里既是建造工作坊，也是研究生活与工作空间的场所。该农场位于英国白金汉郡一所静谧的村庄，距离伦敦35公里左右，那里经常会举办各类Workshop、研讨会以及居住体验，其中包括设计、制作、数字模拟等方面。通过各类活动实践与合作，实现对设计到制造的最大范围掌控，分享方法并传播知识技能，试图研究如何颠覆现有的设计制造工业化流程。

▲格雷代克农场 © Guan Lee

▲Other Room I © Guan Lee

传统工艺—手作

我们经常旅行，去世界各地看各种手工匠人操作的方式，从中学习转化到我们的设计中。

Guan Lee博士提到，在这个农场不仅仅是使用数字和机器人技术，更重要的是思考当代数字实践中技术与手作的关系，并考虑如何让身体与设计流程发生联系，而不是单纯机械的依赖技术。例如在Other Room III项目中，探讨与传统粘土工艺间的联系，Guan Lee博士对当地粘土进行了不同寻常的实验性制作。通过传统工艺、材料与新技术的结合，以此研究并探索如何将传统工艺更好的运用在数字化领域，调整机器产生的形式，留下手作的痕迹。

▲Other Room III © Guan Lee

▲椰子纤维制成的椅子 © Guan Lee

另外一个例子是3D打印与手作贴面的结合：椰子椅。传统3D打印可以改善建筑材料的精细度，大规模定制输出，包括减轻结构重量、体积，同时可以增加强度，从而带来全新的设计美学。而在3D打印产品中，有一个显而易见的问题：太轻易的看出增材技术（Additive Manufacture ）在产品上留下的痕迹，使得产品本身丧失深入阅读的机会。倘若将手作的椰子表皮赋予打印基座上，更复杂的天然有机肌理会使人更疑惑这一产品的制造方式，从而产生微妙的阅读停顿。然而，完全对称的形式又预示着这一原型来自电脑里对应的操作指令。整个作品如同三维建模软件材质贴图的实体体现，产生一种诱人而疑惑的感觉，不再是简单的增材工艺制品。

▲椰子纤维制成的椅子 © Guan Lee

单元组合下的数字制造技术

由于制造机器加工范围的限定，设计时势必要考虑模数化。而模数化和单元化所带来的最大弊端就是无限重复。如何消除重复，制造出不同效果，是数字设计所追寻的问题。在格雷代克农场，通过六轴工业机械臂，可以进行各种打印研究与组合，从而实现复杂而有趣的空间。

▲机械臂打印效果 © Guan Lee

在陶瓷面砖3D打印研究中，将每个陶瓷面砖分片打印，而拼缝之间的几何交接部分是可设计的有趣之处，这里可实现从单元控制到整体的效果。实际操作中，六轴机械臂打印与3D打印效果不同，由于每次机械运动路径不同，这种机械自动化喷出效果为固态膏状，在设计中呈现不同的造型。机械臂是连续、匀速地方式挤出材料，通过托盘的运动轨迹与路径计算，可以得到精细化的层叠与准确的纹理效果。最初的研究从二维图案开始，强调机械打印的痕迹，然后是三维层面上更为复杂的打印研究。

▲打印面砖 © Guan Lee

▲模型 © Guan Lee

而在另外一个单元制造项目中，利用"P、S"字母造型做出部件，两种不同造型的构件进行拼接，通过参数化计算设计形状，最终构建成一个大型结构。这种拼接组合的过程如同乐高一样，既可首尾连接，也可与字母部件进行随意组合，产生一个足够复杂的空间效果。

传统幕墙体系的颠覆融化

Kostas Grigoriadis博士的研究课题是对常规幕墙体系的颠覆。通常情况下，幕墙构件是通过中空玻璃，横挺和竖挺相结合、密封，可以在高空中轻微形变调解立面元素。将各种材料组合在一起是设计的前提，Kostas Grigoriadis博士提出的假说是否存在从材料学层面颠覆这一构件的可能？对此他通过多种材料在高温下融合产生的多材料性，可以实现从玻璃到铝合金的材料过渡，从而创造一个融化在一起的幕墙体系。

结语

手工制作是建筑设计中最为重要的途径和手段，手作过程可以直接感知材料的性能与质感，认识到建筑各部件的结构与效果。数字化技术的应用大力推动了建筑技术的发展，改变了传统手工制作的方式，大大提升了手工制作的效率和精细度。而两者的关系未必是机器一定取代手工，手工的控制与机器带来的惊喜可以并存，相互辅助。正如我们问到Guan Lee博士：“在使用机械臂CNC等数字加工工具的时候是不是碰到很多意外惊喜？”,他回答说：“其实并没有什么意外惊喜，因为我们尝试了很多次，已经知道会有什么惊喜，然后通过手工控制并制造了这些惊喜。”