3d打印技術(shù)在建筑表現(xiàn)中的創(chuàng)新與應(yīng)用

邸一虎

【摘?要】3D打印技術(shù)如今已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，并且技術(shù)日益成熟。其多樣的成型方式，豐富了產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的可能性，提高了生產(chǎn)效率，特別是在古建筑修復(fù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域更是有著積極的作用，他可以快速呈現(xiàn)出設(shè)計(jì)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(xiàn)的細(xì)節(jié);但是其本身存在的一些技術(shù)瓶頸或是實(shí)際應(yīng)用中的許多問題都待解決。本項(xiàng)目研究結(jié)合古建筑精密修復(fù)的特點(diǎn)，對現(xiàn)有技術(shù)以及制作方法進(jìn)行大膽創(chuàng)新，針對古建筑修復(fù)等技術(shù)性問題提出了解決的思路與設(shè)計(jì)方案。

【關(guān)鍵詞】3D打印;古建筑修復(fù);設(shè)計(jì)表達(dá)

引言

3D打印技術(shù)是出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期的一項(xiàng)特殊打印技術(shù)，它與普通打印原理相似，這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)，珠寶設(shè)計(jì)等專業(yè)。隨著社會(huì)人口老齡化進(jìn)程加快，青壯年勞動(dòng)力緊張，對建筑行業(yè)產(chǎn)生了較大沖擊，3d打印技術(shù)在建筑行業(yè)中應(yīng)用可以有效緩解勞動(dòng)力壓力。對于古建筑精密的修復(fù)，可通過電腦復(fù)原技術(shù)與3d打印實(shí)現(xiàn)完美的修復(fù)。

一.3d技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程中的應(yīng)用與優(yōu)勢

1.與傳統(tǒng)建筑模型相比較，3d打印建筑模型更加精細(xì)，成品率高，建筑效果更加出色在建筑工程前期，較為復(fù)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(huán)境。3d打印技術(shù)可以迅速的生產(chǎn)廉價(jià)模型，復(fù)雜表面形態(tài)也沒有阻礙。高分辨率使具體結(jié)構(gòu)以及紋樣裝飾的打印更加細(xì)致。將模型與環(huán)境結(jié)合起來，可以快速廉價(jià)便捷的將設(shè)計(jì)想法轉(zhuǎn)化成實(shí)物，觀察現(xiàn)實(shí)效果。建筑模型往往使用各類廉價(jià)材料如樹脂，3d打印建筑模型材料可以大幅節(jié)約成本，并且具有低碳、綠色、環(huán)保的特點(diǎn)。而實(shí)體建筑中，可以使用混凝土等建筑材料用混凝土3d打印機(jī)打印建筑結(jié)構(gòu)，進(jìn)行拼接改變建筑業(yè)的發(fā)展方向，更多地采用裝配式建筑。在設(shè)計(jì)打印過程中技術(shù)優(yōu)勢使得建筑建造過程中材料損耗、建筑垃圾、環(huán)境污染都可以大大減少，節(jié)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(chǎn)效率，節(jié)省了大量寶貴時(shí)間。材料的進(jìn)化、技術(shù)的改革也可以使得3d打印出的建筑強(qiáng)度更高、質(zhì)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(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)造。

二3d技術(shù)在古建筑修復(fù)中的應(yīng)用

對于古建筑的修復(fù)面臨著許多困難和問題。一是普通外觀受損，結(jié)構(gòu)尚可。由于時(shí)間長久、材料不同、結(jié)合多種地域因素許多古建筑面臨的是結(jié)構(gòu)受損，對于古建筑來說，結(jié)構(gòu)受損修補(bǔ)是一件比較困難的事，許多古建筑由于結(jié)構(gòu)反復(fù)錯(cuò)雜、材料限制，人工觀察分析修補(bǔ)有很多不足之處，更是耗費(fèi)人力物力修補(bǔ)結(jié)果也不盡如人意。比如說中式古典建筑中多用榫卯結(jié)構(gòu)，僅僅憑借普通技術(shù)無法完整復(fù)原。在3d打印領(lǐng)域有一項(xiàng)3d掃描術(shù)。3 D掃描技術(shù)是一種高科技新型技術(shù)，主要包含集光技術(shù)、機(jī)電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，把光柵持續(xù)性的射入至物體表層，利用攝像頭收集圖像，隨后合理計(jì)算圖像信息，最終獲取物體表層的空間數(shù)值，精準(zhǔn)檢測物體層面的三維輪廓。通過3d掃描術(shù)可以將古建筑中的形態(tài)細(xì)節(jié)完美復(fù)刻出三維數(shù)據(jù)文檔，通過3d打印機(jī)打印出所需要的部分，與原建筑進(jìn)行拼接。如要結(jié)構(gòu)修復(fù)可以將3d掃描與cad、3dmax等軟件結(jié)合，獲得修復(fù)模具。

三.3d技術(shù)在公共空間藝術(shù)建筑中的創(chuàng)新

在公共區(qū)域中的一些大型復(fù)雜的藝術(shù)裝置作品，往往因?yàn)檫^大而無法裝配，這時(shí)我們就可以使用3d打印打出所需要的作品進(jìn)行組裝。

3d打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域還不夠成熟，目前國內(nèi)還沒有具體的3d打印建筑標(biāo)準(zhǔn)出臺，給技術(shù)監(jiān)管帶來很大阻礙。在建筑領(lǐng)域3d打印技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)尚且不足，還需要繼續(xù)研究技術(shù)內(nèi)容，攻克材料方面的制約，才能更好的使3d技術(shù)在建筑方面的發(fā)揮作用。

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（作者單位：吉林建筑大學(xué)）