3d打印技術在建筑表現中的創新與應用

邸一虎

【摘?要】3D打印技術如今已經被廣泛應用于多種領域，并且技術日益成熟。其多樣的成型方式，豐富了產品實現的可能性，提高了生產效率，特別是在古建筑修復設計領域更是有著積極的作用，他可以快速呈現出設計方案的效果，包括比例、尺度、空間感等等，或是在草圖或者電腦軟件中一些無法直觀呈現的細節;但是其本身存在的一些技術瓶頸或是實際應用中的許多問題都待解決。本項目研究結合古建筑精密修復的特點，對現有技術以及制作方法進行大膽創新，針對古建筑修復等技術性問題提出了解決的思路與設計方案。

【關鍵詞】3D打印;古建筑修復;設計表達

引言

3D打印技術是出現在20世紀90年代中期的一項特殊打印技術，它與普通打印原理相似，這項技術現在廣泛應用于模具制造、工業設計，珠寶設計等專業。隨著社會人口老齡化進程加快，青壯年勞動力緊張，對建筑行業產生了較大沖擊，3d打印技術在建筑行業中應用可以有效緩解勞動力壓力。對于古建筑精密的修復，可通過電腦復原技術與3d打印實現完美的修復。

一.3d技術在現代建筑工程中的應用與優勢

1.與傳統建筑模型相比較，3d打印建筑模型更加精細，成品率高，建筑效果更加出色在建筑工程前期，較為復雜的建筑可以使用3dmax、cad軟件打印出建筑的基本模型，模擬環境。3d打印技術可以迅速的生產廉價模型，復雜表面形態也沒有阻礙。高分辨率使具體結構以及紋樣裝飾的打印更加細致。將模型與環境結合起來，可以快速廉價便捷的將設計想法轉化成實物，觀察現實效果。建筑模型往往使用各類廉價材料如樹脂，3d打印建筑模型材料可以大幅節約成本，并且具有低碳、綠色、環保的特點。而實體建筑中，可以使用混凝土等建筑材料用混凝土3d打印機打印建筑結構，進行拼接改變建筑業的發展方向，更多地采用裝配式建筑。在設計打印過程中技術優勢使得建筑建造過程中材料損耗、建筑垃圾、環境污染都可以大大減少，節約了人力資源，人為失誤誤差也可以大幅度避免。3d打印大大提高了生產效率，節省了大量寶貴時間。材料的進化、技術的改革也可以使得3d打印出的建筑強度更高、質量也更加輕。對于一些高難度的建筑曲線，也可以通過3d技術進行實現建筑構造。

二3d技術在古建筑修復中的應用

對于古建筑的修復面臨著許多困難和問題。一是普通外觀受損，結構尚可。由于時間長久、材料不同、結合多種地域因素許多古建筑面臨的是結構受損，對于古建筑來說，結構受損修補是一件比較困難的事，許多古建筑由于結構反復錯雜、材料限制，人工觀察分析修補有很多不足之處，更是耗費人力物力修補結果也不盡如人意。比如說中式古典建筑中多用榫卯結構，僅僅憑借普通技術無法完整復原。在3d打印領域有一項3d掃描術。3 D掃描技術是一種高科技新型技術，主要包含集光技術、機電技術、計算機技術等，把光柵持續性的射入至物體表層，利用攝像頭收集圖像，隨后合理計算圖像信息，最終獲取物體表層的空間數值，精準檢測物體層面的三維輪廓。通過3d掃描術可以將古建筑中的形態細節完美復刻出三維數據文檔，通過3d打印機打印出所需要的部分，與原建筑進行拼接。如要結構修復可以將3d掃描與cad、3dmax等軟件結合，獲得修復模具。

三.3d技術在公共空間藝術建筑中的創新

在公共區域中的一些大型復雜的藝術裝置作品，往往因為過大而無法裝配，這時我們就可以使用3d打印打出所需要的作品進行組裝。

3d打印技術在建筑領域還不夠成熟，目前國內還沒有具體的3d打印建筑標準出臺，給技術監管帶來很大阻礙。在建筑領域3d打印技術的經驗尚且不足，還需要繼續研究技術內容，攻克材料方面的制約，才能更好的使3d技術在建筑方面的發揮作用。

參考文獻：

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（作者單位：吉林建筑大學）