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The use of programming languages in design opens up unexplored and previously unworkable territories, mainly, in conventional architectural practice. In the 1990s, languages of continuity, smoothness and seamlessness dominated the architectural inquiry with the CNC milling machine as its manufacturing tool. Today's computational design and fabrication technology look at languages of synthesis of fragments or particles, with the 3D printer as its fabrication archetype. Fundamental to this idea is the concept of resolutionthe amount of information stored at any localized area. Construction of a shape is then based on multiple areas of resolution. This paper explores a novel design methodology that takes this concept of resolutions on discrete elements as a design driver for architectural practice. This research has been tested primarily through additive manufacturing techniques.

Additive manufacturing is evolving toward more sophisticated territory for architects and designers, mainly through the increased use of scripting tools. Recognizing this, we present a design and fabrication pipeline comprised of a class of techniques for fabrication and methods of design through discrete computational models. These support a process responsive to varied design intents: this structured workflow expands the design and fabrication space of any input shape, without having to explicitly deal with the complexity of discrete models beforehand. We discuss a multi-resolution-based methodology that incorporates discrete computational methods, spatial additive manufacturing with both robotic and commercial three-dimensional printers, as well as, a free-oriented technique. Finally, we explore the impact of computational power on design outcome, examining in-depth the concept of resolution as a design driver.

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Resumen-Inicialmente destinadas a la creación rápida de prototipos, las tecnologías de fabricación aditiva se adaptan cada vez más a la producción de componentes funcionales. Su aplicación en arquitectura ha crecido rápidamente desde el lanzamiento público de patentes, la técnica más popular es la técnica AM, Fused Deposition Modeling (FDM), y desde el desarrollo de varias técnicas de producción automatizadas a gran escala. La optimización de las geometrías para FDM es fundamental para aprovechar el potencial de la producción arquitectónica de AM. Esta investigación evalúa los flujos de trabajo computacionales basados en los datos de estructuración en nubes isostáticas que incorporan bucles de retroalimentación de simulación en el diseño de componentes funcionales diferenciando internamente la geometría y la composición del material específicamente adaptando una pieza para una aplicación dada. Esto conduce a un rendimiento mejorado mientras reduce potencialmente, el tiempo de fabricación, el uso del material y, por lo tanto, el impacto ambiental. El método propuesto utiliza los resultados obtenidos del análisis de elementos finitos (FEA) para diseñar componentes de construcción anisotrópicos determinando discretamente las geometrías de relleno. La contribución de esta investigación radica en la creación y corroboración de un flujo de trabajo computacional probado en componentes FDM termoplásticos para evaluar la generalización del método de diseño de estructuras de relleno de ingeniería, la identificación de varias restricciones geométricas debido a limitaciones en las técnicas de deposición y presentar los resultados de pruebas de rendimiento mecánico de diferentes diseños de casos basados en AM para avanzar en la automatización de la producción.Palabras Clave-Opimización de topología; fabricación aditiva a gran escala, modelado de deposición fundida; análisis de elementos finitos.