Quét 3D trong chế tác gỗ cong tự nhiên

Tin tức  lúc  13/07/2021  bởi  Hieu Nguyen

Những khúc gỗ cong tự nhiên của cây gỗ cứng có hình dạng vô cùng đẹp mắt. Có nhiều nguyên nhân tạo ra các hình dạng cong đặc biệt của chúng. Đôi khi cành và lá dần dần phân hóa trong khi phát triển để hấp thụ đủ ánh sáng. Trong khi ở các nước có tuyết, những cây mọc trên sườn dốc có bộ rễ bị cong do sức nặng của tuyết. Rễ của cây lá kim cũng sẽ uốn cong dưới áp lực của tuyết tích tụ, nhưng cây mọc thẳng lên trời do ưu thế ngọn, khi rễ dựa vào thân chính sẽ phát triển mạnh hơn các thân phụ khác.

Trong quá khứ, mối quan hệ giữa con người và thế giới tự nhiên gần gũi hơn ngày nay rất nhiều. Các hình dạng độc đáo của những khúc gỗ cong tự nhiên thường được sử dụng làm dầm và trụ của các tòa nhà. Tuy nhiên, khi lối sống thay đổi, các khúc gỗ cong tự nhiên ngày nay thường được chế biến thành phế liệu để tạo ra bột gỗ làm giấy hoặc nhiên liệu.

HIDAKUMA đã sử dụng kết hợp công nghệ AR và quét 3D trong chế tác gỗ cong tự nhiên để làm nổi bật lên vẻ đẹp của những đường cong tự nhiên, một đặc điểm mà trước đó được xem là nhược điểm lớn của loại gỗ này.

HIDAKUMA là liên doanh giữa Loftwork và xưởng thiết kế gỗ địa phương Hida Tobimushi, với sự hỗ trợ từ chính quyền địa phương thành phố Hida. HIDAKUMA được thành lập nhằm thúc đẩy sự phong phú của tài nguyên gỗ ở Hida và kết nối những người sáng tạo địa phương để khuyến khích sự hợp tác trong các dự án khác nhau.

Với nền tảng cộng đồng sáng tạo của Loftwork, gỗ từ Hida được tận dụng tối đa thông qua nhiều phương pháp sáng tạo, chẳng hạn như công nghệ thực tế ảo (VR) được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp trò chơi. Trong dự án này, công nghệ AR được kết hợp công nghệ quét 3D trong chế tác gỗ cong để tạo ra một tác phẩm giống như một tác phẩm nghệ thuật.

Lưu ý: bài viết này được dịch từ trang web chính thức của HIDAKUMA.

Một thử nghiệm kiến trúc táo bạo

HIDAKUMA đã mời Akinori Hamada và Eri Sumitomo và các bậc thầy địa phương ở Hida để cộng tác trong một dự án kiến trúc tận dụng đặc điểm của khúc gỗ cong tự nhiên. Akinori Hamada là một kiến trúc sư kiêm chuyên gia thiết kế tính toán. Eri Sumitomo là người nghiên cứu các phương pháp áp dụng công nghệ thực tế tăng cường (AR) vào sản xuất sản phẩm. Thông qua việc sử dụng công nghệ kỹ thuật số, họ có thể thiết lập các phương pháp mới để xử lý và sử dụng các khúc gỗ cong. Và họ đã tạo ra “Torinosu”, một thiết kế được tạo ra từ sáu khúc gỗ cong tự nhiên khác nhau.

"Torinosu" được trưng bày trên sân thượng của quán cà phê BREAD, ESPRESSO & MEETUP tại công viên Miyashita. Bài viết này tóm tắt quy trình sản xuất kết hợp giữa công nghệ kỹ thuật số và tay nghề thủ công bậc thầy.

Tổng quan dự án kết hợp AR và công nghệ quét 3D trong chế tác gỗ cong tự nhiên

  • Phạm vi: Các bài giảng về rừng gỗ cứng, khảo sát và tìm kiếm gỗ tròn tự nhiên, hỗ trợ thiết kế, sản xuất và quản lý sản xuất
  • Thời gian: tháng 4 ~ tháng 8 năm 2020 (thời gian sản xuất)
  • Khách hàng: BREAD, ESPRESSO & MEETUP Cafe (Công ty điều hành: Jisoku 1 Jikan Ltd, HitoBito Ltd.)
  • Thiết kế: Aki Hamada
  • Hỗ trợ kỹ thuật: Eri Sumitomo
  • Chế tạo: Yanagi Mokuzai và Calm’s (Woodwork Studio)
  • Đơn vị hợp tác: Hiệp hội Lâm nghiệp thành phố Hida và Okuhida Kaihatsu

Kết quả

Thiết kế thu hút

Torinosu, được tạo ra bởi sáu khung đối ứng bằng gỗ cong được làm từ sáu loài cây bao gồm sồi nước và cây đinh lăng Nhật Bản. Các khúc gỗ được uốn cong và xoắn một cách tự nhiên trong quá trình sinh trưởng. Các khúc gỗ có vẻ ngoài giống như sóng - mang một vẻ đẹp hoang sơ chưa cắt gọt, khiến người ta phải ngưỡng mộ. Torinosu đã tạo ra sức hấp dẫn khiến mọi người muốn tiếp cận và cảm nhận tính chất tự nhiên của nó.

Quét 3D trong chế tác gỗ cong tự nhiên

Quét 3D trong chế tác gỗ cong tự nhiên

Thiết kế chồng chéo và chiều cao khác nhau của các khúc gỗ cong cho phép sử dụng linh hoạt và đa dạng. Công nghệ AR được sử dụng để tạo ra một bề mặt phẳng có tác dụng như mặt bàn.

Torinosu được đặt ở quán cafe BREAD, ESPRESSO & MEETUP để mọi người có thể dễ dàng cảm nhận. Họ nghỉ ngơi, viết ghi chú và đôi khi trẻ em cũng trèo lên đó.

Torinosu là một dự án khởi nguồn cho nhiều phương pháp mới, và từ góc nhìn sản phẩm, nó là một ví dụ đặc biệt chưa từng có của những khúc gỗ cong tự nhiên.

Thông số kỹ thuật

  • Vật liệu: Oak, Japanese hackberry, Magnolia kobus, Giant dogwood, Birch and Magnolia hypoleuca
  • Kích thước: W2580 × D2660 × H1090
  • Xử lý bề mặt: Nhiều lớp sơn chống thấm, chống côn trùng, chống nấm mốc, chống tia UV và chống nứt như vết gỗ Xyladecor, v.v.

Quy trình áp dụng AR và máy quét 3D trong chế tạo gỗ cong tự nhiên

Tìm kiếm các khúc gỗ cong cho dự án

Vào tháng 10 năm 2019, HIDAKUMA đã đưa ông Hamada đến Hida để ông làm quen với khu vực này. Vào thời điểm đó, họ đã đến thăm khu rừng Ikegahara ngập tràn những tán lá phong đỏ, một xưởng chế biến gỗ, một công ty kiến trúc sử dụng gỗ cứng để xây nhà và những nơi khác. Sau đó, ông Hamada bày tỏ mong muốn được thử sử dụng các khúc gỗ cong tự nhiên trong dự án.

Quét 3D trong chế tác gỗ cong tự nhiên

Mục tiêu của ông không chỉ là tận dụng các đường cong tuyệt đẹp của các khúc gỗ tự nhiên mà còn là sử dụng công nghệ kỹ thuật số để chứng minh rằng các khúc gỗ tự nhiên có thể rất có ích, bất kể chúng có bị bóp méo như thế nào. Với sự giúp đỡ của Hiệp hội Lâm nghiệp Hida và Okuhida, họ đã thu thập các khúc gỗ cong tự nhiên khác nhau từ các khu rừng trong khu vực Hida.

Gỗ cong tự nhiên trong sân kho

Nhân viên HIDAKUMA lột vỏ cây để quét 3D

Vì ánh sáng xung quanh sẽ ảnh hưởng đến kết quả quét 3D, tấm bạt màu xanh đã được sử dụng để ngăn ánh sáng trước khi quá trình quét bắt đầu.

Đầu tiên các khúc gỗ tự nhiên đã sơ chế sẽ được quét bằng máy quét 3D cầm tay. Nhờ dữ liệu 3D, các khúc gỗ nặng hàng trăm kg có thể được xử lý dễ dàng trên mô hình 3D. Toàn bộ quá trình thiết kế và làm việc có thể được mô phỏng trong không gian kỹ thuật số. Tính toán cấu trúc cũng có thể được thực hiện theo dữ liệu 3D. Với sức mạnh của công nghệ kỹ thuật số, bố cục thiết kế của “Torinosu” đã hoàn thành.

Quét 3D trong chế tác gỗ cong tự nhiên
Nguồn: Aki Hamada Architects Inc.

Chồng lắp không gian thực và ảo

Để phù hợp với bố cục thiết kế, các chuyên gia đã chọn sử dụng một thiết bị AR có tên HoloLens trong quá trình xử lý. Thiết bị này cho phép phủ không gian ảo lên không gian thực, làm cho cả vật thể ảo và vật thể thực đều xuất hiện trước mắt người dùng. Trong dự án này, HoloLens cho phép các mặt cắt xuất hiện trong không gian thực nhằm hỗ trợ các thao tác.

Trong quá trình cắt gỗ, thợ mộc và thợ làm đồ nội thất thường được yêu cầu tạo dấu trên gỗ trước. Tuy nhiên, đánh dấu một cách chính xác các khúc gỗ cong và sử dụng các dấu để xử lý gỗ chắc chắn không phải là một việc dễ dàng. Do đó, các chuyên gia đã sử dụng HoloLens để tạo dấu bằng kỹ thuật số.

Không gian ảo bao phủ không gian thực thông qua việc sử dụng HoloLens.

Các dấu 3D do HoloLens không tự nhiên mà có trong không gian thực. Trong quá trình xử lý, họ cần cấu hình và cài đặt để tọa độ của khối gỗ được thêm vào dữ liệu 3D, sau đó trong không gian thực, đặt khối gỗ lên tọa độ.

HoloLens cho phép dữ liệu 3D xuất hiện trong không gian thực, phủ lên khối gỗ thật.

Ông Kazunori Yanagi, người điều hành công ty kinh doanh gỗ Yanagi Mokuzai ở Hida, là người đeo HoloLens và cắt các khúc gỗ. Ông đã sử dụng một chiếc cưa có chiều dài lưỡi là 30 inch, dài hơn bình thường. Việc kết hợp công nghệ AR với cưa máy trong chế biến gỗ cong có lẽ là điều chưa từng có ở Nhật Bản và thậm chí trên thế giới.

Bậc thầy về gỗ Hisatoshi Katada đeo HoloLens và khoan các khúc gỗ.

Bậc thầy về gỗ của Hida Furukawa, ông Hisatoshi Katada chịu trách nhiệm cho các hoạt động khoan cho các giai đoạn lắp ráp sau này. Việc ghép nối các khúc gỗ một cách chính xác là không dễ dàng ngay cả khi công nghệ AR được sử dụng. Công nghệ này vẫn cần sự trợ giúp từ các kỹ năng bậc cao của ông Hisatoshi Katada.

Các khối gỗ 3D có thể được lắp ráp dễ dàng trên máy tính, nhưng lại cần rất nhiều người để di chuyển chúng trong thực tế. Quá trình di chuyển và lắp ráp thực tế cần tổng cộng tám người. Công việc lắp ráp Torinosu cũng được thực hiện thông qua HoloLens để hoàn thành.

Quét 3D trong chế tác gỗ cong tự nhiên
HoloLens cũng được sử dụng để hướng dẫn công việc lắp ráp tại chỗ.

Trong quá trình chế tạo Torinosu, công nghệ kỹ thuật số đã được sử dụng để khéo léo thể hiện vẻ đẹp độc đáo của vật liệu tự nhiên, đặc biệt là những khúc gỗ cong tự nhiên vốn rất hạn chế trong ứng dụng của chúng. Trong tương lai, HIDAKUMA sẽ bắt tay với các đối tác từ khắp nơi trên thế giới để đưa ra nhiều cách sử dụng gỗ chưa từng có và đưa chúng vào thực tiễn.

Quét 3D trong chế tác gỗ cong tự nhiên

Nguồn: Using 3D Scanning And AR To Bring Out The Beauty Of Naturally Curved Logs


Về 3D Smart Solutions

Tiên phong trong cung cấp giải pháp và dịch vụ công nghệ 3d tại Việt Nam. Tiêu chí hoạt động của chúng tôi là: Làm Đúng Ngay Từ Lần Đầu Tiên. Hãy bình luận trên trang FacebookLinkedin của chúng tôi! Đừng quên đăng ký bản tin hàng tuần miễn phí của chúng tôi, với tất cả tin tức mới nhất về Giải pháp 3D được gửi thẳng đến địa chỉ email của bạn.