淺談3D 打印在建筑裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用

陳 江

（中建七局建筑裝飾工程有限公司，河南 鄭州 450000）

1 3D 打印概述

3D 打印技術(shù)是快速成型技術(shù)的一種，在實(shí)際操作中以數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，合理運(yùn)用粉末狀金屬或其他可粘合非金屬材料，通過逐層打印的方式，對整體構(gòu)造物的空間形態(tài)做出快速的實(shí)體模型。因?yàn)?D 打印技術(shù)是以三維模型為基礎(chǔ)進(jìn)行立體化打印，還原度高，無需組裝拼接等過程，具有流程短、自動(dòng)化、智能化等特點(diǎn)，制作簡單便捷，可快速成品，因此備受建筑裝飾領(lǐng)域及工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域歡迎。另外，3D 打印技術(shù)的應(yīng)用在實(shí)際操作中還需經(jīng)過多項(xiàng)技術(shù)的配合才得以完成。

1） FDM 技術(shù)：又稱熔融沉積技術(shù)，常用基本材料有熱塑性塑料、共晶系統(tǒng)金屬、可食用材料等，常用于處理中小型工件，加之材料成本低，污染小，以及可回收處理、循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，在建筑裝飾領(lǐng)域用途廣泛，但該技術(shù)在精度和制造速度上略有不足。

2） SLA 技術(shù)：又稱立體平板印刷技術(shù)，常用基本材料是光硬化樹脂，雖然該技術(shù)屬于較早期的技術(shù)，但目前在我國許多地方仍在使用，技術(shù)含量較低，應(yīng)用范圍廣。

3） EBF 技術(shù)：又稱電子束自由成形制造技術(shù)，其基本材料涵蓋幾乎任何合金。該技術(shù)最初由美國NASA 蘭利研究中心開發(fā)，常用于制造航空航天零件，該技術(shù)特點(diǎn)是精度高。

此外還有DMLS（直接金屬激光燒結(jié)）、PP（石膏3D 打印）、LOM（分層實(shí)體制造）、DLP（數(shù)字光處理） 等技術(shù)。

2 3D 打印在建筑裝飾領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 3D 打印在裝飾工程數(shù)據(jù)信息采集上的應(yīng)用

在建筑施工現(xiàn)場，進(jìn)行建筑裝飾工程施工前首先要采集建筑物的全方位數(shù)據(jù)信息，然后通過在現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)與3D 打印技術(shù)上的信息進(jìn)行對比，找到現(xiàn)場數(shù)據(jù)與3D 打印技術(shù)數(shù)據(jù)存在的誤差，檢驗(yàn)其誤差值能否達(dá)到建筑裝飾規(guī)范，對于誤差值較大、數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)的及時(shí)進(jìn)行反饋和修改，進(jìn)而保證做到預(yù)先控制工期延誤和成本追加等問題。且在建筑裝飾設(shè)計(jì)方法上。與傳統(tǒng)手繪設(shè)計(jì)方法相比，3D 打印具有成型快、周期短、效果直觀的特點(diǎn)，可以更客觀的分析建筑模型。加之傳統(tǒng)手繪設(shè)計(jì)方法要求設(shè)計(jì)者需要具有一定的繪畫能力，若繪畫能力太差，則難以表達(dá)出設(shè)計(jì)師完整的想法和構(gòu)思，且手繪效果圖到底是二維平面，難以表現(xiàn)建筑物的立體效果以及設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意。3D 打印可以通過拍照、數(shù)據(jù)分析、建模，再利用3D 打印機(jī)完成立體建筑模型打印，可以實(shí)現(xiàn)從各個(gè)角度和層面進(jìn)行分析，更清楚表達(dá)設(shè)計(jì)師的意圖。

2.2 3D 打印在裝飾工程施工質(zhì)量控制上的應(yīng)用

首先施工前技術(shù)交底。按照3D 打印審批的模型進(jìn)行生產(chǎn)和加工，并且需要將相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)和要求明確到班、組及個(gè)人，確保技術(shù)人員對模型的動(dòng)態(tài)變化有一個(gè)清晰的把控，以便技術(shù)人員有針對性運(yùn)用3D 打印相關(guān)技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量檢測。其次是材料制造和加工。對交現(xiàn)場施工人員，安排模型內(nèi)容交接，按模型數(shù)據(jù)要求進(jìn)行下單，明確模型制造的重難點(diǎn)，如GRG、GRC 飾面、鋼結(jié)構(gòu)安裝等，一定要保持產(chǎn)品的制造與3D 模型數(shù)據(jù)的一致性，誤差值要保障在規(guī)范以內(nèi)。再次是鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工。對達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的3D 模型進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)分析，根據(jù)建筑施工要求對模型進(jìn)行顏色區(qū)分，并按照數(shù)據(jù)分析結(jié)果輸出鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)和數(shù)量，以便材料下單。最后是裝飾構(gòu)件應(yīng)用。應(yīng)用3D 打印技術(shù)，根據(jù)建筑裝飾的功能性進(jìn)行飾面的合理分配，既要滿足其美觀欣賞功能，又要確保構(gòu)件設(shè)計(jì)的科學(xué)性，并確保裝飾構(gòu)件能在施工場地進(jìn)行進(jìn)貨、卸貨和現(xiàn)場安裝。同時(shí)注意工序搭配，相關(guān)技術(shù)人員需要對GRG 等飾面重點(diǎn)分析，合理安排施工順序，在飾面分隔處預(yù)留伸縮縫，布置要均衡，避免飾面開裂，不斷優(yōu)化工序安排，避免材料、人力浪費(fèi)。

2.3 3D 打印在裝飾工程成本控制上的應(yīng)用

施工階段是具體建筑工程的執(zhí)行環(huán)節(jié)，與建筑工程的進(jìn)程息息相關(guān)，也是3D 打印的零距離操作者和實(shí)施者，因此3D 打印在此階段的應(yīng)用具有極大的實(shí)際意義。如，在建筑構(gòu)件上的應(yīng)用，可以應(yīng)用選擇性激光燒件或節(jié)點(diǎn)式技術(shù)進(jìn)行打印建筑構(gòu)件，然后進(jìn)行組合拼裝，如此利用3D 打印實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件的動(dòng)態(tài)控制，通過網(wǎng)絡(luò)圖、三維設(shè)計(jì)等方式展現(xiàn)施工進(jìn)度，做到實(shí)時(shí)生產(chǎn)、控制和監(jiān)督，既節(jié)省大量時(shí)間、人力、財(cái)力，又確保構(gòu)件的實(shí)用性和美觀性，以及建筑物的風(fēng)格展現(xiàn)等。

此外，在施工過程中，由于建筑裝飾內(nèi)部涉及的結(jié)構(gòu)和曲線極多，對施工人員的綜合技能是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。如室內(nèi)裝飾件燈花，由于每一個(gè)結(jié)構(gòu)都不同，且造型奇特，內(nèi)外相互交錯(cuò)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)復(fù)雜，加之材料的特殊性和對美學(xué)的表現(xiàn)要求較高，以傳統(tǒng)制作技術(shù)難以完成，只有3D 打印才能完美的呈現(xiàn)出設(shè)計(jì)者想要展現(xiàn)的美學(xué)和曲線要求。

3 結(jié)語

3D 打印是互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)及我國建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然孕育的技術(shù)產(chǎn)物，不論是從經(jīng)濟(jì)、人文、信息、環(huán)境保護(hù)等方面來說，它都是一次新的革新。21 世紀(jì)是信息技術(shù)時(shí)代，隨著我國建筑行業(yè)信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，3D 打印在未來建筑行業(yè)的地位、意義都是毋庸置疑的，將對我國建筑領(lǐng)域的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。