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系統識別號 U0002-2708201416471700
中文論文名稱 參數化設計下陶製單元構築研究
英文論文名稱 Parametric Design and Tectonic for the Assembly of Ceramic Unit
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 建築學系碩士班
系所名稱(英) Department of Architecture
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生中文姓名 張軒誠
研究生英文姓名 Hsuan-Cheng Chang
學號 699360292
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2014-06-16
論文頁數 131頁
口試委員 指導教授-陳珍誠
共同指導教授-陸金雄
委員-施宣光
委員-游瑛樟
中文關鍵字 陶瓷  參數化設計  電腦輔助製造  皮層  單元 
英文關鍵字 Ceramic  Parametric Design  Computer Aided Manufacturing /Computer-Aided Making  Skin  Unit 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 本研究主要探討陶瓷與空間之關係,經過建築、藝術家、傳統製陶的案例分析所
獲得啟發,並結合參數化設計工具的輔助,思考陶瓷由概念發想到原型製作的設計方法。透過系列陶瓷設計製作的過程與經驗,以發展一套參數化陶構件整合生產為目標,以不同構築方式為概念發展一系列的空間原型。

設計過程主要分為設計流程與生產流程兩個階段:

階段一主要探討透過幾何形式研究和數學關係研究,找出模型的幾何關係與數學邏輯,利用數位模型軟體透過運算邏輯元件控制,取得可調整的參數規則與關聯過程。利用參數化數學思維所回饋的模型進一步思考,經過反覆的檢討最後找出一種主要的構成方式並以其他衍生及組構方法輔助,產生出設計者可用來評估與實際調整組構的數位模型。

階段二探討從設計流程所得到的生產原型到工業生產的製作過程,利用設計流程
中透過數位製造方式所產生出的可工業化製成模型進行討論,以設計的方向,用途
和對象選擇適合的生產方式。生產方式確認後因生產方式的不同進而有不同的成型
規範,利用這些成型規範檢視已測試產生的可工業化生產模型,再透過檢討其接合
界面之可行性,將模型調整至可生產的模具模型。最終經上述檢討及反覆測試後將
產品量產生產,達到工業製程的階段。

藉由本研究對於陶瓷設計流程的探討以及空間轉化的過程,除了發展出具有 個人風格特色的陶瓷作品,也提供了對於陶瓷與空間設計的不同思考面向。希望 藉由本研究嘗試,提供後續研究者能夠繼續發展以不同設計領域的思考方式與概 念,發展有趣的建築與空間的形式。
英文摘要 The research is predominantly to explore the relationship between ceramic and space. Inspired by the works from architecture, art and traditional ceramic, this research is developed with the parametric design tool from concept to prototype. Through the methodology of production and experiences, the task is to expand a series of parametric ceramic unit and integrate diverse constructed technique into a series of spatial prototype.

The design process is divided into two parts, including the design and the production method.The digital model is controlled by mathematic geometrically logic and parametric modeling. The mental concept in construction method for digital prototype is integrated on tectonic experience and algorithm.From time to time, the experimental feedback help us evaluate the digital prototype working in real.

The second part focus on the design methodology from prototype to product. The design methodology using rapid prototyping model to industrial product discuss manufacture possibility. the manufacture method follow idea of prototype and it make the fabricated criteria. the method is discussed the insulation between different material. Finally, methodology accept in industrial manufacturing rule.

The research according to the design methodology through spatial transformation developed individual ceramic work. it not only give different thinking for ceramic tectonic but also give different concept in design field, developing interesting space in the future.
論文目次 目錄
目錄 I
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 2
1.1.1 陶瓷作品與啓發 2
1.1.2 參與數位製造的過程 2
1.1.3 陶瓷材料的價值重現 3
1.1.4 結合傳統技藝與數位設計與製造 4
1.1.5 傳統材料的新設計思維 5
1.1.6 改變生活環境的樣貌 7
1.2 研究目的 8
1.2.1 陶瓷材料性與案例之研究整理 8
1.2.2 探討陶瓷材料的參數化設計 8
1.2.3 電腦輔助製造結合陶瓷製成 8
1.2.4 以數位製造的技術將陶瓷設計落實於建築之中 9
1.2.5 異材質結合陶瓷構件做為牆面的可能性 9
1.2.6 發展適合陶瓷建築的數位新技術 10
1.3 相關領域 10
1.4 操作流程 12
1.5 研究成果 13
第二章 文獻回顧 14
2.1 陶瓷與製造技術發展之脈絡 15
2.1.1 陶瓷發展史 15
2.1.2 陶瓷技術 17
2.1.3 三維列印數位製造之方式 20
2.2 案例 23
2.2.1 琉璃瓦 23
2.2.2 Spanish Pavilion , Expo 2005 26
2.2.3 Barcelona’s Santa Caterina Market 28
2.3 設計師與藝術家 30
2.3.1 Eva Hild 30
2.3.2 Erwin Hauer 32
2.3.3 Jonathan Keep 34
第三章 設計流程 36
3.1 設計流程說明 38
3.2 定義數學關係模型 39
3.2.1 幾何形式與數學關係研究 39
3.2.2 Rhino Grasshopper編碼 42
3.3 定義數位模型 43
3.3.1 幾何組構關係發展 43
3.3.2 元件組成關係發展 44
3.3.3 數位模型 47
3.4 定義數位製造模型 48
3.4.1 RP原型測試 48
3.4.2 生產原型 50
第四章 生產流程 51
4.1 生產流程說明 53
4.2 定義實體構造方式模型 54
4.2.1 生產原型 54
4.3 定義實際組構模型 55
4.3.1 生產方式確認 55
4.3.2 成型檢討 56
4.3.3 接合界面檢討 57
4.4 定義翻模模具模型 59
4.4.1 製程安排 59
4.4.2 試模,試模檢討,成品檢驗 67
4.4.3 成品確認 67
4.5 現場組裝 68
第五章 參數化陶構件設計 71
5.1 陶構件單元設計生產流程 72
5.2 參數化陶構件設計 84
5.3 陶構件實際組構作品 97
5.4 陶構件建築皮層測試 111
第六章 結論與後續研究 112
6.1 結論 113
6.1.1 數位設計與製造思考 113
6.1.2 由案例研究到設計發想 114
6.1.3 參數化陶構件設計心得 114
6.1.4 參數化陶構件生產心得 115
6.1.5 陶構件現場組裝心得 118
6.2 後續研究發展 119
第七章 參考書目 120
第八章 附錄 122




圖目錄
圖 1.1 1 跤趾-鰲魚 2
圖 1.1 2 雷射切割 & 3D PRINTER 3
圖 1.1 3傳統手做&數位設計思考 5
圖 1.1 4建築陶瓷&日用陶瓷 7
圖 2.1 1 3D PRINTING 22
圖 2.2 1琉璃瓦 25
圖 2.2 2琉璃瓦 25
圖 2.2 3 SPANISH PAVILION , EXPO 2005 27
圖 2.2 4 SPANISH PAVILION , EXPO 2005 27
圖 2.2 5 BARCELONA’S SANTA CATERINA MARKET 29
圖 2.2 6 BARCELONA’S SANTA CATERINA MARKET 細部設計 29
圖 2.3 1EVA HILD作品 31
圖 2.3 2 EVA HILD作品 31
圖 2.3 3 ERWIN HAUER作品 32
圖 2.3 4 ERWIN HAUER作品 33
圖 2.3 5 ERWIN HAUER作品 33
圖 2.3 6JONATHAN KEEP作品 35
圖 2.3 7 JONATHAN KEEP作品 35
圖 3.2 1形狀規則 40
圖 3.2 2形狀規則 41
圖 3.4 1RP原型測試 49
圖 3.4 2 RP原型測試 49
圖 3.4 3 生產原型 50
圖 4.4 1成型方法 60
圖 4.4 2空心注漿法(單面注漿)(DRAIN CASTING) 61
圖 4.4 3實心注漿(雙面注漿)(SOLID CASTING) 62
圖 4.4 4原型 63
圖 4.4 5原型 63
圖 4.4 6母模 64
圖 4.4 7母模 64
圖 4.4 8工作模 64
圖 4.4 9工作模 64
圖 4.4 10原料 64
圖 4.4 11原料調製 64
圖 4.4 12注漿 65
圖 4.4 13注漿 65
圖 4.4 14洗胚 65
圖 4.4 15修坯 65
圖 4.4 16上釉 65
圖 4.4 17上釉 65
圖 4.4 18燒製 66
圖 4.4 19燒製 66
圖 4.4 20成品 66
圖 4.5 1現場組裝 69
圖 4.5 2現場組裝 69
圖 4.5 3現場組裝 70
圖 4.5 4現場組裝 70
圖 5.1 1六角幾何下的形狀語法(SHAPE GRAMMARS)和碎形(FRACTAL) 72
圖 5.1 2參數化GRASSHOPPER圖形 73
圖 5.1 3參數化GRASSHOPPER圖形 74
圖 5.1 4 GRASSHOPPER參數式 75
圖 5.1 5 利用GRASSHOPPER參數式繪製線性圖形 75
圖 5.1 6 GRASSHOPPER立體構件模型 76
圖 5.1 7單元構件 77
圖 5.1 8單元構件 77
圖 5.1 9單元拆解模型 78
圖 5.1 10 RP生產原型 78
圖 5.1 11生產模具 79
圖 5.1 12生產模件組立 79
圖 5.1 13完成成品 80
圖 5.1 14完成成品 80
圖 5.1 15完成成品 81
圖 5.1 16完成成品 81
圖 5.1 17完成成品 82
圖 5.1 18完成成品 82
圖 5.1 19現場組裝 83
圖 5.1 20製作完成 84
圖 5.1 21製作完成 84
圖 5.2 1砌 01 85
圖 5.2 2砌 02 86
圖 5.2 3砌 03 87
圖 5.2 4撐 01 88
圖 5.2 5撐 02 89
圖 5.2 6撐 03 90
圖 5.2 7接 01 91
圖 5.2 8接 02 92
圖 5.2 9接 03 93
圖 5.2 10掛 01 94
圖 5.2 11掛 02 95
圖 5.2 12掛 03 96
圖 5.3 1砌01實際成品 97
圖 5.3 2砌01實際組構過程 98
圖 5.3 3砌01實際組構過程 98
圖 5.3 4砌01實際組構過程 99
圖 5.3 5砌01實際組構過程 99
圖 5.3 6砌02實際成品 100
圖 5.3 7砌02實際組構過程 101
圖 5.3 8砌02實際組構過程 101
圖 5.3 9砌02實際組構過程 102
圖 5.3 10砌02實際組構過程 102
圖 5.3 11撐01實際成品 103
圖 5.3 12撐01實際組構過程 104
圖 5.3 13撐01實際組構過程 104
圖 5.3 14撐01實際組構過程 105
圖 5.3 15撐01實際組構過程 105
圖 5.3 16撐02實際成品 106
圖 5.3 17撐02實際組構過程 107
圖 5.3 18撐02實際組構過程 107
圖 5.3 19撐02實際組構過程 108
圖 5.3 20撐02實際組構過程 109
圖 5.3 21完成成品 110
圖 5.3 22完成成品 110
圖 5.4 1陶構件建築皮層測試 111

表目錄
表格 4.4 1 製成比較 60


參考文獻 中文書目
1. 朝倉直巳著、呂清夫譯,”藝術•設計的平面構成”,7刷,北星圖書,台北,1993/07。
2. 陳明璋,”創意碎形-視覺構圖法”,第二屆創意教學研討會,交通大學,2003/12/6。
3. 邱上嘉,”概說喬治•史坦尼的形狀語法”,田園城市文化事業有限公司,台北,初版,pp.116-127,2003/04。
4. 張仲卿,”快速原型與快速模具在塑膠射出模具之應用”,模具技術資訊第46期,1999/1
5. 張永彥,”實用塑膠模具學”,全華科技圖書公司,1994/9/1。
6. 鄭正元,”快速原型技術現況與展望”,CAD/CAM World,Monthy Topic, PP102-148.,1996/1
7. 郭啟全、鄭正元。”快速成型原理與應用”,Rapid Prototyping:Principles and Applications in Manufacturing 2/E,高立出版集團,2004
8. 林麗珠,《開放式界面之建築構造理論》,博士論文,成功大學, 2002。
英文書目
1. Bratko, Prolog Programming for Artificial Intelligence, 3rd edition, Addison-Wesley, 2000.
2. Carlos Roberto Barrios Hernandez, “Thinking Parametric Design: Introducing Parametric Gaudi”, Design Studies, Volume: 27, Issue: 3, pp.309-324, 2006/05. 120
3. Heinz-Otto Peitgen, Fractals for the Classroom: Part Two: Complex Systems and Mandelbrot Set, Springer, New York, 1992/08/26.
4. Knight, T and Stiny, G., “Classical and Nonclassical Computation”, Architectural Research Quarterly, Vol 5 No 4, pp.355-372, 2001.
5. March, L. Stiny,G . , “Spatial Systems in Architecture and Design: Some History and Logic”, Environment and Planning B,12 , pp.31-53, 1984.
6. Rivka Oxman, “Theory and Design in the First Digital age”, Design Studies, Volume: 27, Issue: 3, pp.229-265, 2006/05.
7. Schon, D and Bennet, J, Reflective Conversation with Materials, in T Winograd (ed) Bringing design to software, Addison Wesley, pp.171-184, 1996.
8. Dr. Paul Jacobs, “Recent Advance in Rapid Tooling from Stereolithography”,SME,1992.
9. J.-P. Kruth, M.C. Leu, T. Nakagawa, “Progress in Additive Manufacturing and Rapid Prototyping”,Annals of the CIRP Vol.47,1998.
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