O uso de sistemas CAD e de prototipagem rápida no projeto de arquitetura : benefícios e desafios

Abstract

Neste trabalho de mestrado desenvolvemos um estudo sobre a aplicação de diferentes tipos de sistemas de projeto auxiliado por computador (CAD) e de prototipagem rápida no processo de projetação arquitetônica. Nosso objetivo foi o de avaliar como ocorre a transferência de informação dos elementos geométricos entre estes sistemas e como as dificuldades de interoperabilidade entre os mesmos podem afetar a fidedignidade dos modelos físicos gerados a partir dos modelos virtuais originais. Por isto elaboramos a hipótese que afirma que o uso de diferentes tipos de sistemas CAD e de prototipagem rápida resulta em diferentes níveis de sucesso na transferência de informações entre os mesmos, devido ao grau de precisão de cada sistema. Apesar do variado grau de precisão, estes sistemas produzem modelos físicos digitais com a representação satisfatória em relação ao modelo virtual original, portanto sem necessidade de retrabalho. A partir da realização de seis experimentos elaboramos uma análise comparativa entre os aspectos formais resultantes da modelagem e da prototipagem de um mesmo projeto arquitetônico em diferentes tipos de sistemas CAD: Revit, AutoCAD e FormZ. Os modelos CAD foram importados pelos softwares de prototipagem rápida ReplicatorG da Makerbot e Zprint da ZCorporation para serem produzidos por suas respectivas impressoras tridimensionais, pelo processo de adição de camadas. Os resultados obtidos a partir da experimentação foram avaliados em duas etapas: a primeira constatou que é possível obter a interoperabilidade integral das geometrias do modelo entre os diferentes sistemas CAD e os diferentes softwares de prototipagem rápida utilizados. A segunda etapa demonstrou que os sistemas apresentam diferentes graus de precisão, observados principalmente no momento de importação e reprodução das superfícies curvas e complexas do modelo. Ao final desta dissertação, sugerimos um conjunto de recomendações para facilitar a utilização destas ferramentas digitais por parte dos arquitetos, para que as mesmas contribuam agilizando e tornando mais precisas as tomadas de decisão, durante o processo de projetação. Reduz-se, assim, a probabilidade de retrabalho do modelo virtual original, após sua importação por meio dos sistemas de prototipagem rápida. _______________________________________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

In this Master research work we develop a study about the application of different types of computer aided design (CAD) and rapid prototyping systems in the process of architectural design. Our goal is to assess how the transfer of geometric elements information between these systems occurs and also the difficulties of interoperability between them can affect the reliability of physical models generated from the original virtual models. Therefore we developed the hypothesis that the use of different types of CAD and rapid prototyping systems results in different levels of successful transfer of information between them, due to the accuracy of each system. Although the varied degree of precision, these systems produce digital physicals models with the satisfactory representation in relation to the original virtual model, so there is no need for rework. Upon completion of six experiments we performed a comparative analysis of the resulting formal aspects of modeling and prototyping of the same architectural design in different CAD systems: Revit, AutoCAD and FormZ. The CAD models were imported by the software for rapid prototyping of ReplicatorG MakerBot and Zprint of ZCorporation to be produced by their respective three-dimensional printers, in the process of adding layers. The results from the trial were evaluated in two stages: the first one found it possible to achieve full interoperability of the model geometry between different CAD systems and different software used for rapid prototyping. The second stage showed that the systems have varying degrees of precision, mainly observed at the time of importing and reproduction of curved and complex surfaces model. At the end of this Dissertation, we suggest a set of recommendations in order to make it easier for the architects to use these digital tools, so that the same ones may contribute to accelerate it and also, to make it possible for these professionals to get more accuracy, when making up their minds, during the entire process. Thus, the need to rework the proposed model after importing it to the rapid prototyping systems is reduced.