Model města alegorií prozíravosti

Tags: CAD | GIS | rapid prototyping

Architektonická soutěž

Na podobu Moravského náměstí vypsalo Statutární město Brno výběrové řízení, které vyhrála svým návrhem kancelář Architekti Hrůša & spol. Do projektu umístili také čtyři sochy ctností města, které by podle filosofa Platóna mělo správné město mít. Jednou z těchto „soch" je prozíravost, jinak plastika města Brna z roku 1645, z doby obléhání Švédy. Jako podklad pro dílo architekti vybrali olejomalbu Hanse Benno Bayera a Hanse Jörga Zeissera z roku 1650, která visí ve výstavních prostorách Špilberku. Olejomalba dává informace o tehdejší podobě města, znázorňuje i vypálené okolí a podobu hradeb, které umožnily odolat výrazné převaze švédských útočníků a poskytly útočiště lidem bydlícím uvnitř hradeb i kolem nich.

Pro slévárenské práce byla vybrána firma DSB EURO, která je pokračovatelem slévárenské tradice v Blansku. Jenže, kdo udělá model? Každý, kdo se seznámil s návrhem a termínem, kdy musí být práce hotovy – slavnostní zahájení provozu na zrekonstruovaném Moravském náměstí bylo naplánováno na polovinu září 2010 – práci odřekl z časových důvodů. Proto obchodní ředitel slévárny Ing. Vít Paděra v dubnu 2010 oslovuje vedení společnosti MCAE Systems, která nabídku spolupráce přijímá a bere zakázku jako prestižní záležitost. Vždyť zde přece disponují technologiemi Rapid Prototyping, které umožňují vytvářet fyzické modely dostatečně rychle, jak napovídá překlad do češtiny.

Práce začínají

Když se podíváte na olejomalbu, ze které se mělo při tvorbě modelu vycházet, možná vás hned nenapadne, jaká mravenčí práce bude následovat. Vyrobit z 2D obrazu prostorový objekt v poměrně krátké době není úplně jednoduché, byť technologie, které má MCAE k dispozici, jsou obrovsky rychlé. Rozhodně to nejde bez odborníků na historii, kteří budou radit s podobou historické zástavby v jednotlivých částech města, s polohou dnes již neexistujících domů nebo třeba i potoků, políček atd. Navíc zazněl požadavek, aby bylo dílo historicky korektní.

Proto se MCAE v první fázi spojila s brněnskou odnoží společností Archaia, jejímiž členy jsou hlavně archeologové. Ti spolupracovali na podobě historického modelu, protože měli přístup k veškerým dostupným historickým podkladům, ať již literárním nebo mapám, vykopávkám apod.

V zadání bylo doporučeno použít i některá další dobová díla, tzv. veduty. Ty sloužily jako pohledy na Brno z různých stran a byla na nich vidět tehdejší zástavba uvnitř i vně hradeb.

Nakonec se ukázalo, že jako hlavní podklad pro tvorbu digitálního modelu dobře poslouží kresba od Leopolda Pinkawy z daleko pozdější doby. Velikost této předlohy byla 60x40 centimetrů a samotná oblast centra pouhých 10x10 cm. Ale po přefotografování a mnohonásobném zvětšení posloužila výborně pro zpracování části uvnitř hradeb, bylo z ní možné čerpat i údaje o výšce domů a jejich umístění. Na původně zamýšleném hlavním podkladu – olejomalbě – nebylo zdaleka vše tak jasné a zřetelné, protože se na něm trochu podepsal zub času.

V popisované fázi archeologové hlavně dodávali data o poloze a podobě domů a sakrálních staveb tak, aby se tyto daly zanést do 3D modelu. Z doby obléhání Švédy se vlastně zachoval jediný obrázek vzhledu domů, a to z oblasti Zelného trhu. Výška domů se tedy odvozovala hlavně od výšky kostelů, které až na malé výjimky v podstatě zůstaly dobou nedotčeny. Podoba terénu, který se také během doby měnil, vychází z vedut, různých historických literárních pramenů a současných dat. Například kopec pod Petrovem směrem na Staré Brno se domodelovával, aby odpovídal dobovému vzhledu. Záměrem bylo také zvýraznit hrad Špilberk jeho vyzdvižením. Proto se nepatrně změnilo měřítko terénu ve svislé ose tak, aby Špilberk opticky získal na důležitosti, protože byl při obléhání Brna velmi důležitý.

Co se týče terénu, dostalo MCAE zapůjčeny digitální podklady výškové mapy. Ty se musely změnit tak, aby odpovídaly předpokládanému vzhledu v 17. století, podle archeologických nálezů a dobových zápisů. Jiný vzhled mělo úpatí dnešních Denisových sadů, jinak vypadal i kopec, na kterém stojí hrad Špilberk. Ten měl jiné hradby. Kdo Brno dobře zná, tak si takových detailů určitě všimne.

Na řadě je CAD a Rapid Prototyping

Na základě všech získaných podkladů se v softwarech, které běžně v MCAE používají (Tebis a Rhinoceros) celý model přemodeloval tak, aby splňoval všechna technická a technologická kritéria pro odlití z bronzu. Každý technologický úkos, který bylo potřeba odlít, se konzultoval se slévárnou a pak zpětně opět s archeology. Musel se brát zřetel na to, aby nedošlo k velkým odchylkám od skutečnosti. I z tohoto důvodu byly nutné schůzky s architekty, kteří drželi nad projektem ochrannou ruku a dohlíželi, aby celek působil správně.

V průběhu projektu se přišlo také na to, že celá zástavba projektu s rozměry 1700x1700 mm se nedá odlít v jednom kuse, jak bylo původně zamýšleno. U vysokých objektů byl totiž technologický úkos příliš velký a některé vysoké stavby, jako kostely, pak působily příliš těžkopádně a braly prostor objektům okolo nich. Bylo tedy rozhodnuto, že vybrané objekty budou vyráběny zvlášť. Stejnou technologií – tiskem na 3D tiskárnách firmy Stratasys, které dokázaly detailně zpracovat a vytisknout navržené prvky. Následovalo chemické vyhlazení povrchu vytisknutých dílů na „Finishing Station". Přes voskový model se pak také zvlášť odlévaly, aby byly opravdu detailní a bez úkosů.

Příprava výroby

MCAE mělo digitální data a od slévárny byl požadavek, že model bude odléván ze čtyř částí. V průběhu prací bylo dále rozhodnuto, že okrajové části s písmem budou odlity zvlášť. Takže ve výsledku se odlévaly 4 čtvrtiny samotné plastické mapy a 4 postranní části zvlášť. Model se tedy rozdělil na 4 digitální části města tak, aby jednotlivé spojnice vyšly do cest a později nebyly vidět někde v terénu.

Ze začátku proběhlo také vzorkování, jestli vše jde odlít. Šlo o zdlouhavou fázi, kdy se asi do poloviny června zkoušely všechny možnosti. Jak odlít model, jestli bude stačit zvolené měřítko 1:1000 pro zachování dostatečných detailů apod. Na základě vzorků bylo rozhodnuto zvýšit hradby tak, aby byly výraznější, protože v daném měřítku vycházely jako tenounké lístečky. Proto došlo k jejich zvětšení a rozšíření, aby působily opravdu obranným dojmem. Model samozřejmě nemohl být tak detailní, aby přesně odpovídal tehdejšímu vzhledu architektury. Byla ale snaha o zachování jednotného měřítka a o zvýraznění sakrálních staveb. To proto, že většina z nich ještě dnes stojí a změnily se jen nepatrně, např. na kostele sv. Jakuba se změnila poloha zákristie. I Petrov byl jiný – na začátku dobývání Švédy, o dva roky dříve, vyhořel a navíc byl ještě bez věží. Kostel sv. Tomáše také nevypadal jako dnes – střecha byla tehdy shozena. Okolí Brna bylo v tehdejších letech obyvateli vypáleno, aby se Švédové neměli možnost získat výhodné pozice. Tedy ukázka prozíravosti. Když Švédové přišli, neměli se kam schovat, neměli co vypálit, co zničit. Objekty vypálených domků byly pro odlití také upravovány, protože síla stěn stejně jako výška byla v měřítku příliš malá.

Výroba master modelu

Od půlky června zhruba do začátku srpna probíhala projektová část včetně výroby master modelu.

Začalo se čtvrtinou, která zahrnuje Špilberk, což je severozápad. Potom se pokračovalo jihozápadem, severovýchodem a končilo se jihovýchodem. Na první čtvrtině bylo jen pár ulic, několik domečků, hrad Špilberk a okolní terén. Materiál, který se frézoval, byl vrstven na sebe tak, aby spotřeba materiálu i obrábění bylo optimální.

Ve druhé čtvrtině bylo o něco méně terénních prvků a více domečků, takže bylo potřeba se domluvit, které domečky budou vytvářeny přímo a které budou vsazovány zvlášť později. I v části s Brnem se nejprve obrobil terén, potom se tiskly jednoduché domečky a nakonec složitější stavby.

Terén byl frézován z umělého dřeva robotem KUKA s vřetenem – program pro NC obrábění byl připraven v programu Tebis. Na 3D tiskárnách firmy Stratasys se „stavěly" budovy. Stavby byly rozděleny na dvě části. Jednu tvořila běžná zástavba, která byla tištěna na zařízeních nižších řad, jako je uPrint a Dimension Elite. Stavby, které měly být odlévány zvlášť jako vytavitelný model, byly z důvodu lepšího zobrazení detailů a rychlejšího tisku stavěny na strojích FORTUS.

Na sakrální stavby byly ve vyfrézovaném terénu udělány kapsy, do kterých se vložily. Ostatní domečky, aby se nemusely lepit jen tak odhadem, měly v patřičných pozicích vytvořeny kolíčky a na ně se domečky vsazovaly. Díky přesné výrobě i s protnutím podstav staveb tvarem terénu nebylo jejich umístění problémem.

„Polidštění" vzhledu

Samozřejmě je ještě nutné zmínit, že se na finální úpravě modelu podíleli sochaři z ateliéru akademického sochaře Blažka z Prahy. Zapracovali na úpravách vyfrézovaného terénu, aby dostal „umělečtější" podobu. Přidali stromečky, upravili povrch terénu a cest, meandry řek a potoků. Znázornění políček bylo trochu oříškem. Zhruba se vědělo, kde byla, jakým způsobem se orala, ale muselo se dohodnout, jak budou velká, kde budou remízky. Na některých obrazech jsou vyobrazeny např. sady, o nichž je však těžké říci, zda za války opravdu existovaly.

Rám mapy s texty

Součástí plastiky není samotná mapa města, ale i rám s popisem historické události obléhání ve třech jazycích – češtině, angličtině a němčině a také v Braillově písmu ve všech jazykových modifikacích. Jednotlivé panely se vytvářely tak, že v MCAE vyfrézovali desku z umělého dřeva a vytiskli písmenka, která se přilepila na tuto desku. Opět i s úkosy, které se musely odzkoušet, aby nebyl problém při odlévání a vytahování z formy.

Samotné vytvoření Braillova písma tak, aby bylo odlitelné a neztratilo svoji čitelnost, bylo docela zapeklitým oříškem. Zde pracovníci MCAE spolupracovali s paní Hluší z fondu oddělení dokumentace tyflopedických informací Technického muzea v Brně. Postup práce byl stejný jako u ostatních panelů, ofrézovala se pouze horní strana. Poté se robotem vyvrtaly díry, do kterých se nasadilo okolo 2020 jehliček z ložiska. Konzultantkou a tvůrkyní textů byla brněnská historička Milena Flodrová.

Práce slévárny

Kompletní master modely čtvrtin včetně povrchově upravené zástavby s technologickými úkosy se průběžně předávaly slévárně. Ta je postupně zaformovávala a odlévala včetně detailních částí (kostelů a významných objektů). Všechny 4 části a rámy s texty poté svařila dohromady a napatinovala, protože bronzový model je po odlití pouhý šedý nevýrazný odlitek. Ten se proto obrousí a opatří nátěrem, díky kterému povrch rychleji zoxiduje a vytvoří patinu, která by jinak vznikala v průběhu mnoha let.

Vydrží pro další generace?

Projekt architekta Hrůši výše popsaného modelu historického Brna počítal s tím, že model bude nezakrytý, takže každý, i děti, bude moci přijít a dílo si osahat, včetně terénu, hradeb, domečků nebo sakrálních staveb. Brno ovšem nemá z pohledu „trvanlivosti" podobných objektů moc dobrou pověst. Stačí si vzpomenout na ostudu s putovní výstavou nejlepších prací vybraných finalistů soutěže Index: Award 2007. Podle Jiřího Bukvalda si ale lidé této novinky zatím váží a chodí kolem bronzové plastiky s respektem. Bohužel i zde platí, že výjimka potvrzuje pravidlo.