2D保麗龍線板及3D浮雕匾額

建築物使用大型的保麗龍切割機及CNC銑床旋轉鑿刀，分別製作2D保麗龍線板及3D浮雕匾額，可以製作出花樣繁複的漂亮線板及浮雕，再於表面噴上石頭漆/多彩漆，在一定的距離外，的確可模擬出大理石或花崗石材的質感，可謂遠觀之不可褻玩焉，當然絕非用傳統模板可以釘出來的。
然而，工程師如何使用當下最簡單的3D程式SketchUp來製作保麗龍切割機及CNC銑床所需要的電子檔案，藉著最近製作一個山牆老虎窗線版的機會，將流程做一番解析。

保麗龍切割機，許多人小時候作美勞課時都有用過，裝個大電池鋼絲過電轉熱，就可將薄保麗龍板依著所繪製的線條切開，將此原理放大後再加上，可以用電腦程式控制前後及上下移動的馬達制動機制，就是大型的保麗龍切割機，市面上有不少專業廠家可提供設備。
2D保麗龍線板切割完成，就像將一個平面封閉圖形，在Z軸推擠出來一般，小學數學常用此觀念教學生底面積乘以高度，可以得到體積的觀念。所以在SketchUp中就是使用”推出”(Push/Pull)指令，將底面沿著Z軸推拉出來(圖一)。
通常底面造型線條是設計單位使用如AutoCAD程式所繪出，可以匯入到SketchUp程式，在使用”推出”(Push/Pull)指令推擠出來，而2D保麗龍線板切割機控制電腦，需要將此一封閉曲線轉檔為PLT檔案，一般是使用CorelDraw程式將AutoCAD之DWG檔案匯入，再匯出PLT檔案，一個封閉曲線一個PLT檔。其實PLT檔就是以前筆式繪圖機(PEN PLOTTER)的繪圖控制檔，只不過保麗龍線板切割機以刀線代替針筆。網路上有教導直接在AutoCAD程式終將封閉曲線直接以HP筆式繪圖機驅動程式，將封閉曲線轉出PLT檔，那麼就可以不使用CorelDraw程式作中間程式轉檔了。

至於製作3D浮雕匾額的程序，則較複雜。首先由設計單位將平面浮雕花樣繪出，並訂出其中間各個區塊的高低深淺，甚至是圓滑程度，一般是要使用如3D Max、Maya、Solid Work等CNC標準程式製作IGES檔案，再使用如Power Mill程式轉出G-code刀具路徑檔案給CNC銑床控制系統，目前所接觸到的是Mach 3 CNC Controller這套銑床控制系統。CNC銑床旋轉鑿刀工作短片可以在YouTube上搜尋得到(關鍵字: CNC Router Carving)，看後就對工作原理有所了解。只是一片3D浮雕匾額工作時間甚長，動輒十小時以上。由於SketchUp中有轉出CNC G-code的免費Ruby插件(Plug-in)可使用，有興趣的話可以搜尋(關鍵字:SketchUp, G-code, Plugin)，最後在Mach 3 CNC Controller程式中匯入G-code檔案，將高密度保麗龍板放上CNC銑床，即可開始驅動刀具切鑿。

以上是簡單說明了目前建築物使用保麗龍切鑿出線板及浮雕板的大致流程，也說明了使用目前最受歡迎3D建模程式SketchUp來整合匯出這類材料的可行性。至於所完成之保麗龍型體，打磨、切割、黏合、上硬化劑、貼塑膠/玻纖網及如何與RC結構接合，進而使用石頭漆/多彩漆噴染為石材擬真等一系列的技術，則不在本文的探討範圍內。
最後再以一個使用2D保麗龍線板的切割原理，進行3D老虎窗切割再黏合的案例，說明SketchUp程式中實體工具的交互使用，可避免使用CNC 3D銑床工作，直接使用相對簡單及省時(大部分模體約在一小時內可完成切割)的保麗龍切割機，以2D模塊組合製作3D型態老虎窗模塊。

將建築師事務所傳來2D AutoCAD 圖檔轉入SketchUp建模體，需視保麗龍原料體塊大小(目前供料商能供應最大之高密度保麗龍尺寸：W95×L68×H185cm；3D浮雕匾額則受限於刀具鑿刻深度H僅能到10cm)。而老虎窗尺寸受限於保麗龍體塊大小，則要檢討分割，一個個切分為2D型態的”擠出型”體塊，這也可以運用SketchUp的實體工具做分割及假組立檢討(一定要比對鋁門窗廠家所製訂的M.O.開口尺寸)，再將2D封閉曲線送回給AutoCAD整理後，分別轉出各分部之PLT檔案，俾供大型保麗龍切割機作業，當然現場如何吊運上施工架及安裝於RC結構上，也須加以檢討。
保麗龍線板及浮雕匾額運用於建築物之製作技術已相當成熟，適度地運用於建築物外牆造型，頗有畫龍點睛之效果，唯考慮到高樓層風壓問題及意外載重等因素，其突出線板長度應有所限制，對於結合的方法亦須再加以考慮。