3d打印技术在建筑表现中的创新与应用

2019-09-10邸一虎

科学导报·科学工程与电力 2019年42期

邸一虎

【摘要】3D打印技术如今已经被广泛应用于多种领域，并且技术日益成熟。其多样的成型方式，丰富了产品实现的可能性，提高了生产效率，特别是在古建筑修复设计领域更是有着积极的作用，他可以快速呈现出设计方案的效果，包括比例、尺度、空间感等等，或是在草图或者电脑软件中一些无法直观呈现的细节;但是其本身存在的一些技术瓶颈或是实际应用中的许多问题都待解决。本项目研究结合古建筑精密修复的特点，对现有技术以及制作方法进行大胆创新，针对古建筑修复等技术性问题提出了解决的思路与设计方案。

【关键词】3D打印;古建筑修复;设计表达

引言

3D打印技术是出现在20世纪90年代中期的一项特殊打印技术，它与普通打印原理相似，这项技术现在广泛应用于模具制造、工业设计，珠宝设计等专业。随着社会人口老龄化进程加快，青壮年劳动力紧张，对建筑行业产生了较大冲击，3d打印技术在建筑行业中应用可以有效缓解劳动力压力。对于古建筑精密的修复，可通过电脑复原技术与3d打印实现完美的修复。

一.3d技术在现代建筑工程中的应用与优势

1.与传统建筑模型相比较，3d打印建筑模型更加精细，成品率高，建筑效果更加出色在建筑工程前期，较为复杂的建筑可以使用3dmax、cad软件打印出建筑的基本模型，模拟环境。3d打印技术可以迅速的生产廉价模型，复杂表面形态也没有阻碍。高分辨率使具体结构以及纹样装饰的打印更加细致。将模型与环境结合起来，可以快速廉价便捷的将设计想法转化成实物，观察现实效果。建筑模型往往使用各类廉价材料如树脂，3d打印建筑模型材料可以大幅节约成本，并且具有低碳、绿色、环保的特点。而实体建筑中，可以使用混凝土等建筑材料用混凝土3d打印机打印建筑结构，进行拼接改变建筑业的发展方向，更多地采用装配式建筑。在设计打印过程中技术优势使得建筑建造过程中材料损耗、建筑垃圾、环境污染都可以大大减少，节约了人力资源，人为失误误差也可以大幅度避免。3d打印大大提高了生产效率，节省了大量宝贵时间。材料的进化、技术的改革也可以使得3d打印出的建筑强度更高、质量也更加轻。对于一些高难度的建筑曲线，也可以通过3d技术进行实现建筑构造。

二3d技术在古建筑修复中的应用

对于古建筑的修复面临着许多困难和问题。一是普通外观受损，结构尚可。由于时间长久、材料不同、结合多种地域因素许多古建筑面临的是结构受损，对于古建筑来说，结构受损修补是一件比较困难的事，许多古建筑由于结构反复错杂、材料限制，人工观察分析修补有很多不足之处，更是耗费人力物力修补结果也不尽如人意。比如说中式古典建筑中多用榫卯结构，仅仅凭借普通技术无法完整复原。在3d打印领域有一项3d扫描术。3 D扫描技术是一种高科技新型技术，主要包含集光技术、机电技术、计算机技术等，把光栅持续性的射入至物体表层，利用摄像头收集图像，随后合理计算图像信息，最终获取物体表层的空间数值，精准检测物体层面的三维轮廓。通过3d扫描术可以将古建筑中的形态细节完美复刻出三维数据文档，通过3d打印机打印出所需要的部分，与原建筑进行拼接。如要结构修复可以将3d扫描与cad、3dmax等软件结合，获得修复模具。

三.3d技术在公共空间艺术建筑中的创新

在公共区域中的一些大型复杂的艺术装置作品，往往因为过大而无法装配，这时我们就可以使用3d打印打出所需要的作品进行组装。

3d打印技術在建筑领域还不够成熟，目前国内还没有具体的3d打印建筑标准出台，给技术监管带来很大阻碍。在建筑领域3d打印技术的经验尚且不足，还需要继续研究技术内容，攻克材料方面的制约，才能更好的使3d技术在建筑方面的发挥作用。