3D打印技术——数字建筑领域新契机

任陆军

(齐鲁工业大学，山东 济南 250353)



3D打印技术
——数字建筑领域新契机

任陆军

(齐鲁工业大学，山东 济南 250353)

摘要：目前正处于全球文化多元化的发展下3D打印(3D Printing)技术迅猛发展的潮流下，3D技术如何在我国传统建筑行业广泛应用，是当下中国设计师不能回避的一个重要问题。

随着信息化建设的发展，建筑物的建筑数字化建设是当下发展的必由之路。

关键词：3D打印技术；建筑数字化

3D打印(3D Printing)技术作为快速成型领域的一种新兴技术，目前正成为一种迅猛发展的潮流。3D打印机则出现在上世纪90年代中期，即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。3D打印技术是一项革命性技术。以目前制造的情况判断,3D打印机之后，必将是社会制造的迅猛发展。3D打印技术必将改变人类未来的生产与生活方式。

13D打印技术在我国设计领域的应用

3D打印技术在我国的发展趋势从当前产业应用的角度来看，依然面临很多限定因素：首先，打印材料的局限性以及加工成本、配套软件以及加工的精度和质量成为制约3D打印技术产业发展的重要因素。3D打印在我国还没有形成产业链，这在一定程度上也制约了产业的进一步发展。此外，该技术研发涉及很多学科门类，需要不同研究机构联合形成一个跨学科的研究平台，共同进行前瞻性的研究。3D打印提供的定制化、灵活性的制造服务。在解决了上述一系列技术问题之后，3D打印未来的技术发展路径也面临选择。目前来看有以下几个方向：一是设备类的零部件制造方向发展，体现在用3D打印技术替代模具等工艺；二是直接由3D打印机来完成最终产品的制造；三是走向消费者家庭，成为普通用户的“制造”工具；第四是向医疗、器官领域发展。毫无疑问，无论3D打印沿着哪一条路径发展，都将对该领域内的传统制造方式带来巨大的冲击。

23D在建筑行业的应用愈加广阔

由于建筑设计的日益复杂，传统的模型制作已经不能满足设计师的需求。在国外，快速成型技术已经成为建筑设计师不可缺失的工具。一般制作建筑模型的主要目的就是：交流。使用快速成型技术打印建模模型，藉此我们可以归纳以下交流目标：

首先，3D打印技术可以帮助企业赢得项目，赢得更多的建筑项目有很多途径。很多时候在设计过程中大部分时间仓促。项目进展的前期，不由自主的梳理创意思路。3D打印相对数字建筑形体推敲带来一定意义上的进展。一般来说，设计师需要花费大量的时间看图纸以了解一项建筑设计。而通过平面图纸想象出建筑的三维形象的能力却往往需要大量的训练和经验才能获得。3D效果图对这点有许多帮助，但是也有它的局限性。3D效果图不容忽视的缺点便是，它仅停留在照片表达层面，以至于让很多数字建筑反而失去了更多的改进空间。一个3D打印模型则恰有可以实现在项目设计过程中实时交流想法并改进的优点，这在与客户沟通的过程中是非常必要的。

其次，在初步设计中3D打印技术可以帮助设计师进行整体规划。一个建筑物不可能自己矗立起来，它总是有背景的。即使它矗立在空旷的土地之上，这片土地也是它的背景。一项好的设计必然是将此考虑在内，并且对此做出处理。因此在城市初步设计阶段，设计师必须充分考虑好这些。做到这点的一条非常好的途径就是通过3D打印技术制作建筑全景式模型，比如可以随意转换组合的模型。这样做的优点在于，你只需要通过不同的组合来改变设计规划，不需要反复从头开始。

33D建筑数字化是建筑发展的趋势

3D建筑的数字化是建筑行业发展的一个潮流和趋势。施工管理的过程主要是围绕建筑物施工活动进行的。施工管理的数据大部分是来自建筑物的相关数据，建筑物的数字化程度直接影响到施工管理数据采集的高效性和准确性。因此，围绕建筑物展开的施工管理活动相关信息，必然要建立在建筑物的数字化基础上。并且随着建筑企业管理结构，向着扁平化、矩阵化方向发展。信息化建设是施工企业加强管理的首选方法，而建筑物的数字化是管理信息化的基础。建筑物的数字化可以在投标阶段进行，这样由管理层直接掌握工程相关数据和信息。提高管理信息的生成速度和信息质量，有助于企业管理层及时准确掌握工程动态。

并且，现在一些大城市的政府，都在积极推行城市数字化建设。而城市数字化占很大比例的是建筑物，众多建筑物数字化的任务很繁重。这就会要求建筑物的所有者提供该建筑的数字化的东西。可以推断，在未来的几年里，施工企业不仅要提供合格的建筑产品，也要提供相应的数字化产品。

总的来说，3D建筑数字化技术在有广泛的前景。在3D建筑模型上，加载相关的施工管理信息。使之变成为施工过程全信息的3D建筑模型。通过相应的建筑实体图形，可以查询到相关的施工信息。如:查看混凝土柱，能够了解到何时施工、何人施工、何人检查及检查结果等施工管理活动方面的信息。使之变成一个包括施工管理信息在内的图形化信息模型。然而，3D打印技术是一项应用于建筑行业的新技术，自然会有水土不服，自然会有需要探索的地方，但必须指出，3D打印机本身可以打印出另外一台3D打印机，只是这不等于克隆。有些人的担忧也不无道理，未来打印出来的东西到底是真的还是仿造的？对此安德鲁说：“也许未来名牌产品就不用买实物了，直接把设计方案给你，就可以在家里打印出来，但你需要购买方案才有资格打印，所以未来不是实物重要，而是设计的思路和内容最重要。”

参考文献：

[1]张华.简述3D打印的广泛应用领域[EB/OL].太平洋3D打印网.2013.

[2]梁晨光.3D打印技术纵览“印”出来的真实世界[J].微型计算机，2008.(6)：106-109.

[3]王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前景分析.中国高新技术企业.2012.

中图分类号:TG6650

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)06-0013-01

作者简介：任陆军(1988-)，男，汉，山东菏泽，学生，工业设计工程硕士，齐鲁工业大学艺术学院,工业设计工程，研究方向：交互设计、产品设计。