3D打印技術(shù)——數(shù)字建筑領(lǐng)域新契機(jī)

任陸軍

(齊魯工業(yè)大學(xué)，山東 濟(jì)南 250353)

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3D打印技術(shù)
——數(shù)字建筑領(lǐng)域新契機(jī)

任陸軍

(齊魯工業(yè)大學(xué)，山東 濟(jì)南 250353)

摘要：目前正處于全球文化多元化的發(fā)展下3D打印(3D Printing)技術(shù)迅猛發(fā)展的潮流下，3D技術(shù)如何在我國傳統(tǒng)建筑行業(yè)廣泛應(yīng)用，是當(dāng)下中國設(shè)計師不能回避的一個重要問題。

隨著信息化建設(shè)的發(fā)展，建筑物的建筑數(shù)字化建設(shè)是當(dāng)下發(fā)展的必由之路。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；建筑數(shù)字化

3D打印(3D Printing)技術(shù)作為快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，目前正成為一種迅猛發(fā)展的潮流。3D打印機(jī)則出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代中期，即一種利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。它與普通打印機(jī)工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”層層疊加起來，最終把計算機(jī)上的藍(lán)圖變成實物。3D打印技術(shù)是一項革命性技術(shù)。以目前制造的情況判斷,3D打印機(jī)之后，必將是社會制造的迅猛發(fā)展。3D打印技術(shù)必將改變?nèi)祟愇磥淼纳a(chǎn)與生活方式。

13D打印技術(shù)在我國設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用

3D打印技術(shù)在我國的發(fā)展趨勢從當(dāng)前產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的角度來看，依然面臨很多限定因素：首先，打印材料的局限性以及加工成本、配套軟件以及加工的精度和質(zhì)量成為制約3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。3D打印在我國還沒有形成產(chǎn)業(yè)鏈，這在一定程度上也制約了產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。此外，該技術(shù)研發(fā)涉及很多學(xué)科門類，需要不同研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合形成一個跨學(xué)科的研究平臺，共同進(jìn)行前瞻性的研究。3D打印提供的定制化、靈活性的制造服務(wù)。在解決了上述一系列技術(shù)問題之后，3D打印未來的技術(shù)發(fā)展路徑也面臨選擇。目前來看有以下幾個方向：一是設(shè)備類的零部件制造方向發(fā)展，體現(xiàn)在用3D打印技術(shù)替代模具等工藝；二是直接由3D打印機(jī)來完成最終產(chǎn)品的制造；三是走向消費者家庭，成為普通用戶的“制造”工具；第四是向醫(yī)療、器官領(lǐng)域發(fā)展。毫無疑問，無論3D打印沿著哪一條路徑發(fā)展，都將對該領(lǐng)域內(nèi)的傳統(tǒng)制造方式帶來巨大的沖擊。

23D在建筑行業(yè)的應(yīng)用愈加廣闊

由于建筑設(shè)計的日益復(fù)雜，傳統(tǒng)的模型制作已經(jīng)不能滿足設(shè)計師的需求。在國外，快速成型技術(shù)已經(jīng)成為建筑設(shè)計師不可缺失的工具。一般制作建筑模型的主要目的就是：交流。使用快速成型技術(shù)打印建模模型，藉此我們可以歸納以下交流目標(biāo)：

首先，3D打印技術(shù)可以幫助企業(yè)贏得項目，贏得更多的建筑項目有很多途徑。很多時候在設(shè)計過程中大部分時間倉促。項目進(jìn)展的前期，不由自主的梳理創(chuàng)意思路。3D打印相對數(shù)字建筑形體推敲帶來一定意義上的進(jìn)展。一般來說，設(shè)計師需要花費大量的時間看圖紙以了解一項建筑設(shè)計。而通過平面圖紙想象出建筑的三維形象的能力卻往往需要大量的訓(xùn)練和經(jīng)驗才能獲得。3D效果圖對這點有許多幫助，但是也有它的局限性。3D效果圖不容忽視的缺點便是，它僅停留在照片表達(dá)層面，以至于讓很多數(shù)字建筑反而失去了更多的改進(jìn)空間。一個3D打印模型則恰有可以實現(xiàn)在項目設(shè)計過程中實時交流想法并改進(jìn)的優(yōu)點，這在與客戶溝通的過程中是非常必要的。

其次，在初步設(shè)計中3D打印技術(shù)可以幫助設(shè)計師進(jìn)行整體規(guī)劃。一個建筑物不可能自己矗立起來，它總是有背景的。即使它矗立在空曠的土地之上，這片土地也是它的背景。一項好的設(shè)計必然是將此考慮在內(nèi)，并且對此做出處理。因此在城市初步設(shè)計階段，設(shè)計師必須充分考慮好這些。做到這點的一條非常好的途徑就是通過3D打印技術(shù)制作建筑全景式模型，比如可以隨意轉(zhuǎn)換組合的模型。這樣做的優(yōu)點在于，你只需要通過不同的組合來改變設(shè)計規(guī)劃，不需要反復(fù)從頭開始。

33D建筑數(shù)字化是建筑發(fā)展的趨勢

3D建筑的數(shù)字化是建筑行業(yè)發(fā)展的一個潮流和趨勢。施工管理的過程主要是圍繞建筑物施工活動進(jìn)行的。施工管理的數(shù)據(jù)大部分是來自建筑物的相關(guān)數(shù)據(jù)，建筑物的數(shù)字化程度直接影響到施工管理數(shù)據(jù)采集的高效性和準(zhǔn)確性。因此，圍繞建筑物展開的施工管理活動相關(guān)信息，必然要建立在建筑物的數(shù)字化基礎(chǔ)上。并且隨著建筑企業(yè)管理結(jié)構(gòu)，向著扁平化、矩陣化方向發(fā)展。信息化建設(shè)是施工企業(yè)加強(qiáng)管理的首選方法，而建筑物的數(shù)字化是管理信息化的基礎(chǔ)。建筑物的數(shù)字化可以在投標(biāo)階段進(jìn)行，這樣由管理層直接掌握工程相關(guān)數(shù)據(jù)和信息。提高管理信息的生成速度和信息質(zhì)量，有助于企業(yè)管理層及時準(zhǔn)確掌握工程動態(tài)。

并且，現(xiàn)在一些大城市的政府，都在積極推行城市數(shù)字化建設(shè)。而城市數(shù)字化占很大比例的是建筑物，眾多建筑物數(shù)字化的任務(wù)很繁重。這就會要求建筑物的所有者提供該建筑的數(shù)字化的東西。可以推斷，在未來的幾年里，施工企業(yè)不僅要提供合格的建筑產(chǎn)品，也要提供相應(yīng)的數(shù)字化產(chǎn)品。

總的來說，3D建筑數(shù)字化技術(shù)在有廣泛的前景。在3D建筑模型上，加載相關(guān)的施工管理信息。使之變成為施工過程全信息的3D建筑模型。通過相應(yīng)的建筑實體圖形，可以查詢到相關(guān)的施工信息。如:查看混凝土柱，能夠了解到何時施工、何人施工、何人檢查及檢查結(jié)果等施工管理活動方面的信息。使之變成一個包括施工管理信息在內(nèi)的圖形化信息模型。然而，3D打印技術(shù)是一項應(yīng)用于建筑行業(yè)的新技術(shù)，自然會有水土不服，自然會有需要探索的地方，但必須指出，3D打印機(jī)本身可以打印出另外一臺3D打印機(jī)，只是這不等于克隆。有些人的擔(dān)憂也不無道理，未來打印出來的東西到底是真的還是仿造的？對此安德魯說：“也許未來名牌產(chǎn)品就不用買實物了，直接把設(shè)計方案給你，就可以在家里打印出來，但你需要購買方案才有資格打印，所以未來不是實物重要，而是設(shè)計的思路和內(nèi)容最重要?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]張華.簡述3D打印的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域[EB/OL].太平洋3D打印網(wǎng).2013.

[2]梁晨光.3D打印技術(shù)縱覽“印”出來的真實世界[J].微型計算機(jī)，2008.(6)：106-109.

[3]王雪瑩.3D打印技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景分析.中國高新技術(shù)企業(yè).2012.

中圖分類號:TG6650

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)06-0013-01

作者簡介：任陸軍(1988-)，男，漢，山東菏澤，學(xué)生，工業(yè)設(shè)計工程碩士，齊魯工業(yè)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院,工業(yè)設(shè)計工程，研究方向：交互設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計。