代林振

摘 要：在信息化時(shí)代背景下，建筑領(lǐng)域也迎來了新的發(fā)展契機(jī)，其中3D打印技術(shù)開始在建筑工程中得到了應(yīng)用，雖然目前尚處于探索嘗試階段，但不可否認(rèn)的是這一技術(shù)在工程建筑過程中發(fā)揮著巨大的作用，對(duì)于建設(shè)設(shè)計(jì)、建筑市場(chǎng)開發(fā)、建筑構(gòu)件、制造實(shí)體建筑等方面都有著顯著的應(yīng)用效果。該技術(shù)在建筑工程中有著非常廣闊的應(yīng)用前景，可用于應(yīng)急、臨時(shí)建筑，制作高精度預(yù)制構(gòu)件以及可視化設(shè)計(jì)，在以后需要仍然需要不斷的探索實(shí)踐。本文主要探究了3D打印技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用與前景，以供參考交流。

關(guān)鍵詞：3D 打印技術(shù);建筑工程;應(yīng)用;前景

科技改變生活，科技提高效率，科技創(chuàng)造價(jià)值。隨著科技進(jìn)步，如今越來越多的新技術(shù)、新工藝、新材料被應(yīng)用到建筑工程領(lǐng)域，極大地提高了工程建設(shè)的質(zhì)量和效率。3D打印技術(shù)正是科技發(fā)展的產(chǎn)物，自從其研制誕生以來，就不斷地吸引人們的眼球，受到各行各業(yè)的廣泛關(guān)注，其中在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用有著非常重要的價(jià)值，已經(jīng)成為一種重要的施工技術(shù)，與傳統(tǒng)建筑方式相比具有多方面的優(yōu)勢(shì)，需要對(duì)其具體應(yīng)用及發(fā)展前景進(jìn)行深入探究，從而為建筑領(lǐng)域的發(fā)展提供更大的助力。

1 3D打印技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

1.1 在建筑設(shè)計(jì)方面中的應(yīng)用

3D打印，實(shí)際就是快速成型技術(shù)的應(yīng)用，快速成型技術(shù)是特種加工技術(shù)中具有代表性的一種，它是集數(shù)控、機(jī)械CAD/CAM技術(shù)、激光加工、新材料科學(xué)等多種新型技術(shù)為一體的新技術(shù)。由于3D打印成品的可塑性非常強(qiáng)，從二維到三維，3D打印可以精確到600dpi，每層0.01毫米的厚度，幾乎任何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)都可以輕松打印出來，于是許多建筑設(shè)計(jì)師將該技術(shù)用于建筑與市政布局模型、工業(yè)設(shè)計(jì)的快速成型。以往建筑設(shè)計(jì)師制作模型和3D效果圖都是手勾草圖，現(xiàn)在則提供了一種全新的操作模式，整個(gè)建筑模型制造過程分為拍照、建模、打印三個(gè)階段，這種操作方式比用軟件畫圖、按照?qǐng)D紙仿形雕刻更精確、更快捷^[1]。

1.2 在建筑市場(chǎng)開發(fā)中的應(yīng)用

（1）在對(duì)建設(shè)方案初級(jí)設(shè)計(jì)階段，傳統(tǒng)的2D圖像有著很大的技術(shù)障礙，需要具有豐富的空間想象力才能進(jìn)行科學(xué)的方案設(shè)計(jì)，但在3D打印技術(shù)的支持下，所打印的模型具有直觀立體化的特征，可以準(zhǔn)確展示設(shè)計(jì)思路，并且可以根據(jù)討論結(jié)果做出改變。例如對(duì)于交通綜合體、城市綜合體等類型的建筑群開發(fā)的時(shí)候，在分析這些綜合體的建設(shè)會(huì)對(duì)城市空間產(chǎn)生的影響的時(shí)候，最后的方式就是可以運(yùn)用3D打印技術(shù)制作直觀性的模型，展示出綜合體在建成完工的形象和效果。（2）在建筑方案提交的階段，對(duì)于工程建設(shè)方案、成本、準(zhǔn)則等方面的要求都要考慮，利用3D打印模型可以再現(xiàn)建筑與環(huán)境，可以幫助設(shè)計(jì)者思考在城市空間和環(huán)境方面的設(shè)計(jì)還存在哪些疏忽和不足，從而形成完善的建筑方案。（3）在工程項(xiàng)目營(yíng)造階段，可以發(fā)揮3D打印模型的輔助設(shè)計(jì)功能，對(duì)建筑裝飾材料、裝飾風(fēng)格、物品陳設(shè)等方面進(jìn)行細(xì)化的設(shè)計(jì)和展現(xiàn)。（4）展示建筑項(xiàng)目成果。3D打印模型就是真實(shí)建筑的縮微化再現(xiàn)，可以吸引客戶的目光并贏得信任。

1.3 在建筑構(gòu)件方面的應(yīng)用

建筑構(gòu)件的質(zhì)量在建筑工程施工中非常重要，是需要關(guān)注的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。如今有一些建筑師將3D打印技術(shù)應(yīng)用于建筑構(gòu)件中。起初，建筑師采用SLS（選擇性激光燒結(jié)）3D打印技術(shù)按照設(shè)計(jì)的尺寸分段打印各個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后將其組裝起來，能夠滿足建筑所需要的美學(xué)和結(jié)構(gòu)方面的需求。

1.4 在制造實(shí)體建筑方面的應(yīng)用

3D打印技術(shù)在建筑工程中的運(yùn)用，最直接的體現(xiàn)就是在實(shí)體建筑的制造上，通俗地來說嗎，就是運(yùn)用該施工技術(shù)蓋房子，在具體的工程項(xiàng)目施工當(dāng)中，采用的是分段打印組裝方式，即建筑模塊化，在工廠里每塊打印好，最后一起現(xiàn)場(chǎng)組裝。與建設(shè)傳統(tǒng)房屋一樣，打印房子之前首先需要打下地基;接著，打印機(jī)根據(jù)圖紙打印墻體結(jié)構(gòu)，同時(shí)預(yù)留“梁”與“柱”澆筑的空間;最后，在預(yù)留空間置入鋼筋、灌注混凝土，在墻體的中空部分填充保溫材料。這種打印實(shí)體建筑在我國(guó)也有案例，肉眼觀察，這些3D打印房與普通房屋有著明顯的區(qū)別：它們的墻體有著類似雕飾的紋路，或橫向或縱向，而整體效果宛如制作奶油蛋糕時(shí)擠出的奶油被一層一層堆疊起來^[2]。

2 3D打印技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用的前景展望

3D打印技術(shù)的應(yīng)用功能已經(jīng)成為各國(guó)探索研究的重點(diǎn)，該技術(shù)具有周期短、低成本、成型質(zhì)量高和節(jié)能環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在一些不足，在未來可以從以下幾個(gè)方面入手繼續(xù)探索：（1）可用于應(yīng)急、臨時(shí)建筑。在應(yīng)對(duì)地震、海嘯等自然災(zāi)害的時(shí)候，利用3D打印技術(shù)周期短、低成本的特點(diǎn)建造臨時(shí)房屋，可以作為災(zāi)民的臨時(shí)庇護(hù)所，達(dá)到良好的抗震救災(zāi)成效。（2）可制作高精度預(yù)制構(gòu)件。3D 打印機(jī)控制噴頭逐層打印，可以完成各種傳統(tǒng)建造難以實(shí)現(xiàn)的造型。這樣生產(chǎn)出各種造型的構(gòu)件，為建筑師天馬行空的設(shè)計(jì)提供保障。（3）可視化設(shè)計(jì)。目前建筑設(shè)計(jì)均為CAD 制圖，3D 打印可以更直觀地表現(xiàn)出所設(shè)計(jì)的建筑，達(dá)到設(shè)計(jì)最優(yōu)化^[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，3D打印技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)是不容置疑的，雖然我國(guó)當(dāng)前在這方面尚處于探索研究階段，存在著一些需要解決的技術(shù)難題，但運(yùn)用3D打印技術(shù)建設(shè)建筑工程是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，具有深刻的前景和發(fā)展?jié)摿?，需要集中?yōu)勢(shì)資源和人才，不斷探索創(chuàng)新。相信在將來，3D 建筑一定會(huì)成為建筑業(yè)的新標(biāo)桿。

參考文獻(xiàn)：

[1]王子明，劉瑋.3D 打印技術(shù)及其在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用[J].混凝土世界，2015（1）：50-57.

[2]朱嘉輝.探究3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用及展望[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2018，45（5）：77-78.

[3]費(fèi)倩儒.3D打印技術(shù)的研究現(xiàn)狀與在建筑行業(yè)的應(yīng)用前景[J].科技風(fēng)，2017（15）：1.