试论3D 打印在园林景观中的创新应用

张超

（北京东方风景智慧科技有限公司，北京 100015）

0 前言

3D 打印技术属于一种快速打印技术，主要是利用数字模型文件为前提，能够通过黏附材料（例如金属或塑胶粉末等），利用逐层打印建立物体结构，从而实现高效打印的一种技术。一般情况下也可以这样理解，3D 打印机主要是将普通打印机中的墨水以及纸张替换为陶瓷、塑料以及金属等真实性材料，然后利用计算机平面设计，根据设计图打印为实际的三维对象。现阶段此技术主要被应用在航空航天、医疗制造、建筑机械、土木设计以及工业生产等行业当中。园林景观属于社会基础建设，民生保障领域的关键组成内容，利用可视化技术将园林景观再现，属于园林景观实现现代化设计的关键手段。利用3D 打印技术实现园林景观的设计，同时也是保障现代化虚拟现实模拟的主要技术。3D 打印技术能够把园林景观设计中的三维场景打印在计算机上，使工程师们能够更现实、更全面地感受园林景观的姿态和美，促进园林景观的现代化发展以及多样化进步。

1 3D 打印技术在园林景观设计中的相关概述

1.1 3D 打印技术的发展概况

3D 打印技术相比于传统打印技术的主要区别为关键材料的应用。传统打印机所运用的材料通常为墨水以及纸张等材料，而现阶段的3D 打印技术则利用真实存在的工业材料。3D 打印技术使用CAD 构图，它可以在打印的时候执行相应数字切片流程，把该类型的数据传输至电脑当中，然后在3D 打印机上实施逐层打印，同时把打印切片逐层传送到打印机，直到它们逐渐堆叠成为一个相对完善的模型。

1.2 3D 打印技术在园林景观中的特点

1.2.1 多样性

3D 打印技术在材料应用方面存在多样化特点，因为现阶段我国现代园林景观设计可以实现大部分人的美学需求，所以可以保障园林景观建筑可以在材料应用、外形设计以及整体分布等方面展现多样化发展。

1.2.2 环保性

3D 打印技术还存在一个典型的特点，那就是环保性。该特点通常是表现为该技术无污染、能量消耗非常低、资源利用较少等方面。在资源利用方面，因为3D 打印技术自身可以根据设计图纸打印出非常精确的模型，因此在材料应用方面相对较少，所以资源利用也非常合理，不会做出过多的消耗；在能量消耗应用方面，3D 打印机的核心能量为电能，并且由于3D 打印技术的有效发展，其在耗电量方面也在逐渐减少；污染排放方面，现阶段，我国大多数3D 打印机应用的原材料基本上为无毒、无污染的，因此在使用3D 打印机进行打印的过程中，形成的建筑模型也是没有任何污染的。

1.2.3 可循环利用

在园林景观设计的过程中，3D 打印技术所在制作过程中，会产生一定量的废弃物质，而这些物质通常可以进行二次利用，也就是将原材料再度应用在3D 打印机当中，从而实现资源的高效应用。

1.2.4 质量精细

3D 打印技术主要是以电脑技术为基础的现代化科学技术，因此，在园林景观设计的应用过程中，对比传统的景观设计在质量上更加精准。所以，在园林景观设计过程中，你会发现通过3D打印技术成型的园林景观其内部布置更加美观，设定也更加科学合理。

1.2.5 完成复杂操作

伴随现阶段人们针对传统艺术文化的追求，我国大多数园林景观在设计的过程中，都会应用到古风古建筑等艺术内容，而且古风建筑在设计方面非常的复杂，不仅对于涉及质量有着非常高的要求，对于结构要求更是有了全新的规划，如古建筑亭台轩榭这些物品的搭配等。然而通过3D 打印技术的应用之后，这些建筑成品都会显得非常单一，所有复杂的操作在3D 打印技术当中显得那么简单。

1.3 3D 打印技术在园林景观中的流程步骤

1.3.1 选择合适的位置装配3D 打印装置

在现实设计当中，我们在进行3D 打印园林景观的过程中，首先需要选择一个合适的区域，然后安装3D 打印设备，因为3D打印设备并不像打印机那么单一，它不仅外观巨大，且功能相对较多，所以需要一个较大场地作为3D 打印设备的工作区域。

1.3.2 按照设计图纸进行逐层打印

在选择合适的位置安装3D 打印装置之后，我们需要把设计完成的蓝图传输到电脑当中，然后直接启动程序展开运行。在这个阶段中，3D 打印设备则会根据目标内容展开逐层打印。

1.3.3 通过周遭环境打印出园林景观

在周围环境当中选择相应的位置，打印出符合工程师要求的相关配件。

1.3.4 组装

在相关配件打印完成后，需要将其于本体展开组装即可。

1.3.5 人工干预实施精细化校准

在对园林景观配置组合完成之后，需要对其展开人工干预，将所有物品实施校准，最后则是进行定型处理。

2 3D 打印技术对园林景观设计产生的影响

减少完工时间。3D 打印技术主要是将设计蓝图从电脑传送至3D 打印机，其次则是实施逐层列印。与普通的人工建筑存在明显的差异，采用这种技术的景观设计能够有效缩短完工时间。相关研究发现，建造相同的景观园林，人工处理大约利用一个多月的时间，而使用3D 打印技术仅用到一周的时间。

减少人力成本。3D 打印技术是直接利用设备制作空间图形结构，在打印的时候，仅利用3～4 个人对设备进行管理、在设备中加入原料以及校准建筑物等工作即可，这些人力利用比传统的景观建筑设计减少了非常多的成本。

控制成本利用。3D 打印技术能够有效控制园林景观设计的成本，主要存在于两个方面：原材料利用成本以及劳动力利用成本。在劳动力利用成本方面，依靠3D 打印设备生产，能够有效降低可支配的劳动量；其次，园林景观设计的生产时间缩短了，间接减少了建筑期间的劳动成本；就原材料利用成本而言，材料建造的准确性大大减少了原材料的不必要浪费，从根本上减少了成本投资等相关问题。

人性化发展。3D 打印技术能够利用模型设计来实现开发人员的具体需求，所以这种现象从某种意义上而言，能够按照开发商的要求来进行人性化设计。它形成了一种人与人之间，能够实现面对面交流的方式。例如，若是开发商要求制造商制作一套景观园林的设计方案，此时通过3D 打印技术能够创建最适合其需要的建筑，从而最大化满足开发商的多样化需求。

富含创意性。借助3D 打印技术，我们不再局限于古板、僵硬的建筑结构，而是可以在大脑中构造出自己的想法，并通过3D打印技术创造出具备无限创意的园林景观。

实现传统建筑的传承。对于我国而言，古代园林景观一类的建筑能够称得上是丰富多彩。大多数非常著名的园林景观放到现在仍然是很多人模仿的目标，如非常典型的苏州园林、圆明园等景观。伴随我国传统园林景观设计技术的失传，导致传统建筑在传承方面面临着非常大的挑战。通过3D 打印技术的应用，能够轻松完成传统园林景观设计当中某些复杂的元素建造，从而可以利用3D 打印技术对传统文化的创新发展，并继承我国具有时代见证的优秀技法。

3 3D 打印技术在建筑景观设计表达中的应用

3.1 云南省昆明市瑞升科技园二期项目

本研究查阅了关于我国云南省昆明市瑞升科技园第二期项目的建设，发现该项目属于一栋三层的建筑，同时建筑附近属于城市街道，并且周边厂区之间大多楼层相对较低，因此，在建筑设计的过程中，该项目属于占地面积相对较大且比例较高的建筑，给人们呈现一个较矮扁平状的外观。在进行设计的过程中，项目工程师在向其中融合了绿色无污染的基本理念，通过非常丰富的铝合金材料制作出具有艺术感的肌理视觉特征，这种肌理感觉针对模型设计人员而言，存在非常庞大的任务量，并且对于精细化标准而言，有着非常高的要求，传统的人工设计完全不能应用在这种设计当中。

3.2 上海建工设计人行景观桥项目

由上海建工园林集团、机施集团等设计、建造的3D 打印景观桥正式投放于普陀区桃浦中央绿地，这是国内第一座运用3D打印技术完成的一次成型、最大跨度、多维曲面的高分子材料景观桥。该项目历时5 周精心制造完成，将它安装在百崎湖生态连绵带施工现场山水田塘区的旱溪上。景观桥全长17.5m，宽3.2m，高3.2m，桥体净重12t，通过先进的“3D 打印技术”分段打印、组合成型，前后花费一个多月时间。桥体材料采用ASA 玻璃纤维增强，组成新型材料，造出波浪形的桥，比起传统混凝土灌浆制造法缩短了将近一半以上的时间。在打印工艺上，通过近百次打印试验和不断优化，采用预热及后保温装置，提高打印作业空间的温度，保证了3D 打印材料层层粘结力；同时研制密实装置，经过几百万次的拍打，显著提高打印效果。同时，对该桥的表面进行艺术涂装，使具有艺术气息的景观桥更具靓丽光泽。

4 结束语

总而言之，3D 打印技术作为一种全新的技术，针对人们未来的日常生活有着非常重要的意义，如3D 打印骨骼、打印建筑模型等。在园林景观当中应用3D 打印技术，不仅能够有效实现复杂设计简单化，同时还能够保障园林景观设计的高效性，还能够减少成本的使用，对于园林景观设计的未来发展有着非常重要意义。