周亞林　王梅

摘 要：隨著經(jīng)濟社會的不斷進步和發(fā)展，越來越多的工程建設項目異軍突起，工程建設領(lǐng)域內(nèi)3D打印技術(shù)的應用越來越普遍，技術(shù)的進步使得3D打印技術(shù)顯示出明顯的優(yōu)勢，可以在很大程度上降低成本，縮短工期，給工程施工帶來極大的便利。本文首先介紹3D打印技術(shù)，對水運工程中使用3D打印技術(shù)進行相應的設想，通過分析該技術(shù)在水運工程中的施工優(yōu)勢，針對施工結(jié)構(gòu)，對3D打印技術(shù)在水運工程中的應用問題進行分析，展望3D技術(shù)在水運工程施工中的未來，推動該技術(shù)在水運工程中的應用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);水運工程;存在問題;應用設想和展望

中圖分類號：U615? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）04-0037-02

經(jīng)濟的進步推動交通設施建設的高效發(fā)展，水運作為現(xiàn)代交通工具中的重要組成部分，在人們的生活中具有十分重要的地位，與國民經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān)。水運設施作為國家的重要基礎(chǔ)設施，具有建設周期長的特點，在工程建設中，通過采用先進的技術(shù)和設備進行快速建設，一直就是施工人員和技術(shù)人員關(guān)注的重要課題，也是施工單位在施工中遇到的重點難點。3D打印技術(shù)作為水運工程建設中的重要應用技術(shù)，是保障現(xiàn)代水運工程建設質(zhì)量的重要先決條件，該技術(shù)的發(fā)展和應用使得水運建設工程的效率和質(zhì)量得到大幅度提地提升，也為水運建設地高效運轉(zhuǎn)提供了良好的機遇。

1 3D打印技術(shù)

目前，3D打印技術(shù)在我國建筑領(lǐng)域的發(fā)展相對比較成熟，越來越多的工程實踐為水運建設提供了堅實的基礎(chǔ)，就其在水運建設中的地位和作用而言，創(chuàng)新性和實用性的潛力非常大，該技術(shù)的應用體現(xiàn)了水運建設工程項目的智能性和現(xiàn)代性，是未來大型化、重型化建設的重要發(fā)展趨勢。

3D打印在學術(shù)上的名稱為“增材制料”，在進行制造的過程中，利用事先確定好的數(shù)學模型三維CAD，也可以利用微處理器對一些零散的結(jié)構(gòu)復雜的零件以及不同成品的部件進行分析整理，在這個過程中，具體堆疊的形式比較多，各種各樣的3D打印工藝也有所不同，使得不同工藝下的打印材料類型也具有較大的差距，雖然類型不同，但主要的基本原理是相同的。當前社會發(fā)展狀態(tài)下，隨著科學技術(shù)的不同應用和普及，3D打印技術(shù)在各個行業(yè)領(lǐng)域中得到不斷的普及，包括工業(yè)、科學研究、航空航天、消費電子以及汽車、農(nóng)業(yè)各個領(lǐng)域。在這些應用領(lǐng)域中，3D建筑打印技術(shù)作為整個3D打印技術(shù)分支，與傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)相比，具有極大的優(yōu)勢，但同時還具有自身濃烈的行業(yè)特色。3D打印技術(shù)在工程施工中的具體運用，使得設計的空間大大增大，制造成本大幅度降低，通過數(shù)字化的方式，將三維實體加工轉(zhuǎn)變?yōu)槎S平面加工序列的過程，在這個施工過程中，不會由于建筑類型和其他影響因素的復雜性增加建設成本，耗費的時間也相對較短，生產(chǎn)效率得到極大的提升。

3D打印技術(shù)具有環(huán)保節(jié)能的功效，在增材制料的過程中，不同于傳統(tǒng)的方式，這就使得在生產(chǎn)過程中使用的材料得到充分的使用，材料浪費的現(xiàn)象比較少，3D打印技術(shù)在使用的過程中，不會產(chǎn)生揚塵和建筑垃圾，具有明顯的環(huán)保作用。

另外，該技術(shù)適用于復雜的環(huán)境，惡劣的環(huán)境對其正常使用不會造成太大的影響。工作人員的培訓成本較低，生態(tài)效率較高，全程由電腦操縱，具有明顯的智能化，設計師的自由性得到極大的提高，可以在一定程度上降低施工成本和人員成本，提高施工效率和質(zhì)量。

2 3D打印技術(shù)在水運工程中的應用設想

2.1 3D打印技術(shù)在混凝土工程中的應用

在對混凝土進行施工的過程中，利用3D打印技術(shù)可以很好地彌補現(xiàn)場施工的諸多不足，比如現(xiàn)場澆筑和預制裝配混凝土在施工工藝上存在的問題。水運工程的建設會涉及到大量的混凝土和鋼筋混凝土，現(xiàn)場澆筑和預制裝配混凝土是常見的施工工藝，現(xiàn)場澆筑的混凝土在施工的時候具有抗震防滲的優(yōu)勢，整體結(jié)構(gòu)比較好，但缺點是施工的難度大，施工的時間比較長，對勞動者的勞動要求比較高，將3D打印技術(shù)應用到混凝土的施工過程中，可以有效降低工程的造價成本。另外，港口施工極易受到氣候、水文等自然災害的影響，通過使用3D打印技術(shù)，就可以取消相應模板工序，也可以對工程的成本形成較大的節(jié)約，利用機械代替工人，可以有效地提高施工效率，加快施工速度，促進工期的順利完工。

在對港口以及航道進行施工的工程項目中，裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也得到廣泛的使用，采用先進的現(xiàn)代化技術(shù)和設備對構(gòu)件進行預制，可以給施工帶來極大的便利。3D打印技術(shù)在這種施工中具有極大的應用價值，大多數(shù)預制構(gòu)件都可以通過3D打印技術(shù)在工廠的車間完成，并在現(xiàn)場進行打印生產(chǎn)。建筑工程的工作原理是相通的，在各類水運工程建設項目中，3D打印技術(shù)在建筑工程中的應用實例可以為各類水運建設工程提供一定的參考和借鑒。

2.2 3D打印技術(shù)在新型防波堤結(jié)構(gòu)中的應用

眾所周知，在港口以及海岸進行施工的時候，這些地方對海岸的防護要求比較高，對于防波堤的要求自然也相對比較高。因此，為了降低波浪的反射和實際施工中的工程造價成本，越來越多的專家研制出各種各樣的防波堤結(jié)構(gòu)，新型的防波堤結(jié)構(gòu)與以往傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相比，具有明顯的優(yōu)勢，該結(jié)構(gòu)比較復雜，對于施工的要求比較高，這也在一定程度上給施工提出了更大的要求，但3D打印技術(shù)不會受到這類因素的影響，其耗費的時間比較短，施工的建造成本較低，可以大幅度減少防波堤結(jié)構(gòu)的施工復雜性，給水運建造工程帶來極大的便利。

3 3D打印技術(shù)在水運工程中的應用優(yōu)勢

3D打印技術(shù)在水運工程中的廣泛應用，具有明顯的優(yōu)勢，它可以取消施工模具的安裝和拆卸流程，不需要人工進行搗振，使得建筑工人的工作量大大降低，在進行混凝土構(gòu)件的過程中，3D打印技術(shù)的應用可以降低混凝土的使用量，節(jié)省大量的費用，水運工程的大多數(shù)異形結(jié)構(gòu)，在往后相似的工程中得到使用的可能性并不大，但3D打印技術(shù)可以有效避免這種結(jié)構(gòu)的浪費。建筑材料在施工的過程中，可以采用工業(yè)和建筑垃圾，經(jīng)過科學的分類處理后得到重新利用，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟，在施工中達到綠色施工的目的，避免粉塵和噪音的影響，并且降低了打印材料的浪費，通過在計算機上完成相關(guān)工作，使得功能化和精度化的設計建筑得以實現(xiàn)。總之，隨著我國人力成本的上升和勞動力的短缺，技術(shù)的發(fā)展推動工程施工工藝的進步，3D打印技術(shù)會得到有效的使用，在水運建筑工程領(lǐng)域得到更加廣泛的普及。

4 3D打印技術(shù)在水運工程應用中存在的問題

目前，3D打印技術(shù)在我國水運建設工程的應用普及程度還不是很高，沒有實現(xiàn)全部采用3D打印技術(shù)，這就需要行業(yè)的人員加強研究。3D打印技術(shù)目前在我國還沒有形成完整的管理體系，也缺乏相應的行業(yè)標準，大多數(shù)設計只是借鑒相似的建設，并通過相應的實驗來確保其結(jié)構(gòu)的安全性，3D打印技術(shù)還有進一步的提升空間，打印材料的質(zhì)量需要進一步的更新，要保證其盡量符合行業(yè)標準，要求相關(guān)權(quán)威認證。業(yè)主和設計人員要對3D打印技術(shù)在水運工程上的應用進行進一步的探討。

5 3D打印技術(shù)在水運工程應用中的展望

目前，在我國水運工程建設過程中，在3D打印建筑業(yè)務比較集中的區(qū)域，通過設置3D打印工廠，將物資通過物流系統(tǒng)運送到所需的工程進行安裝。在3D打印技術(shù)發(fā)展到一定的階段，達到相應的規(guī)模以后，還可以在全球布局3D打印設備租賃基地，進行相關(guān)的運送和打印工作，這就在很大程度上催生了相關(guān)物流及租賃業(yè)務的發(fā)展，實現(xiàn)3D打印技術(shù)的全球化和普遍化。

6 結(jié)語

綜上所述，當今社會，技術(shù)革新帶動了行業(yè)的智能和高效發(fā)展，高新技術(shù)的使用使得工程的效率和質(zhì)量得到大大的提升。在水運工程建設中使用3D打印技術(shù)，提高了工作水平，與此同時，要發(fā)揮3D打印技術(shù)的更大效用，相關(guān)人員要不斷進行創(chuàng)新和探索，針對問題采取相應的措施，爭取3D打印技術(shù)在水運工程建設中得到最大價值的發(fā)揮。通過夯實理論基礎(chǔ)，加強實踐，善于從實踐中獲取經(jīng)驗和教訓，不斷優(yōu)化升級，從而促進水運工程建設項目的高效發(fā)展和運轉(zhuǎn)，減少工作人員的工作強度，節(jié)約工程施工的材料成本，進而推動我國工程建設的可持續(xù)發(fā)展，促進經(jīng)濟社會的長遠進步。

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