本文结合3D打印与土木工程各种相关技术,进行综合考量和评估,寻找一种能充分将3D打印融入到建筑业的方法,提出一种新的涵盖多专业的解决方案。同时也从工程项目管理、房地产经营与管理、运筹学等方面来评估此技术导入的可行性。
- 在建筑开发前期,采用3D打印技术能有效提高模型的制作效率和质量。工程项目前期多是需要利用3D打印技术来完成模型的建立,通过模型能客观上给人尤其业主以非常直观的感受。本文通过实例模型分析,说明3D打印既能提高模型制作方式的效率,亦能改善现有问题,达到更高的质量。针对不同的模型建造采用不同的3D打印技术,沙盘图模型优先采用FDM技术完成,利用此技术更容易实现颜色多样性的操作。地图信息的打印更适合采用3DP技术,打印的成品效果也更为理想。对于建筑物前期建造的辅助支撑结构,利用3D打印复杂化的独特优势,可以将连接结构设计得十分复杂且材料最省,歧管上可以设计多路分支结构。
- 在中期阶段,利用3D打印建造方式的特点,可以打印具有层状式和十分有特色的建筑物,具有极强的艺术价值和使用性。通过不同的实例分析了要打印一栋房子可以有不同的实现方式,对于层状板房,应优先采用分离式墙体打印后组装的方式,这样能使得房子打印的面积足够大,且不受限于地理位置的限制。对于结构复杂的房屋且存在一些需要艺术表达的结构,优先采用D_shape的打印方法,这样才能满足复杂曲面结构打印的需求,建筑物结构设计也更为开放。在对打印的墙体进行热传导分析时,得出了在具有连续隔热材料的墙体上,隔热效果能达到一个最佳的效果。
- 在后期阶段,3D打印可以为建筑物锦上添花,为装修部分带来一些个性化的构件,不仅具有美观效果,而且设计也变得十分自由。作为装饰件尤其是内部结构十分复杂的构件,优先采用粉末烧结加后期喷涂配色处理方法,这样能使得表达的效果更佳。由此可以看出,3D打印在建筑行业其实有很大的用武之地,从本文讨论的问题及实例分析可以看出,3D打印在建筑业的前、中、后不同的时期,均能在一些使用场合发挥其独特的优势。
通过本文的研究可以看出,虽然3D打印从基本原理来讲是非常简单的,但是具体的建造方式和实现方法却是多种多样的,本文不仅研究了3D打印在建筑行业前、中、后各期,3D打印如何有效发挥其作用,也同时拓展开将3D打印的应用延伸到其相关行业中,不仅涉及民用方面,也有国防和军事方面的用途。基本全面性的考量了3D打印在建筑业中应用的可能性。
同时从本文的实例研究整体中也要看到,3D打印在建筑业中进行大面积推广还有很多难点,也可以看成是3D打印在建筑业中应用的自身缺点造成的:
- 相适合的建筑材料开发还太少,3D打印有其自身完全不同的建造方式,传统方式的人工浇筑、堆砌全部由机械化自动完成,需要有配套的特殊材料来实现,需要3D打印建筑材料同步跟进。
- 建筑业的开发,基本都属于大型工程类结构建造,3D打印的普遍优势是精细化、复杂化作业,所以需要对3D打印进行配套改进,在满足现有建筑物的尺寸公差要求下,尽量考虑大型工程的实现方式。
- 3D打印融合多专业、多技术工种,实现的平台较高,造成了大量普及时的瓶颈,所以3D打印技术的开发人员在研究一些市场化的实现方式时尽量要把使用操作的难度降低,将多功能进行整合,这样最终到业主使用端就更简单了。