浅析3D打印技术对建筑的创新学术论文发表

　　【摘 要】学术论文发表3D打印技术早在几十年前就已经成为推动制造行业发展的创新技术，但是一直以来一般都用3D技术来制造体积较小的物品，对于体积较大的建筑物、汽车等尚未涉足。但是随着时代的发展，3D打印技术也开始进入到建筑领域中，实现了对建筑物的制造。在本文中，我们将对3D打印技术使建筑行业出现的创新方法进行探索，以推动3D打印技术在建筑领域中的应用。

　　【关键词】3D打印技术;建筑工程;创新方法;原理;趋势

　　3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。3D打印技术应用到建筑中，不仅能够提高建筑建造的效率，取代建筑工人的工作量，还能够确保建造的精确度。那么3D打印技术对建筑领域有哪些创新方法呢?下面让我们共同来探讨。

　　一、3D打印技术的基本原理

　　3D打印是快速成型技术的一种，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体，形成“数字化制造”。3D打印技术一般通过三个环节来实现：三维设计、切片处理、完成打印。首先，在三维设计环节，先通过计算机建模软件进行建筑物建模，然后再将建成的三位魔心分别制作成截面，才能够使打印机一层一层地进行打印。设计软件和打印机之间的文件格式为STL文件格式，使用三角面来模拟物体的表面，三角面越小则产生的表面分辨率越高。其次，在切片处理环节，是打印机通过对文件的读取来获得横截面的信息，然后利用液体状、粉末状或者片状的材料将这些截面分别打印出来，再将各个截面用科学的方式连接、粘合起来，从而形成一个完整的实体，打印机打出来的横截面厚度仅为一百微米，使用传统方式制造出来的实体通常要花费较长时间，而利用3D打印机打印出来的实体仅仅用数小时即可完成，大大缩小了制造时间。最后，在实体组合完成之后，再将其他辅助物如支撑物、装饰物等进行组装，就可以完成打印。

　　二、3D打印技术为建筑领域带来的创新

　　1.极大提升施工效率

　　3D打印技术的突出特点就是速度很快，通过计算机建立3D模型能够极大缩短施工的时间，并且，建筑工程的进度与经济效益有着密切的联系，如果开发商能够在最短的时间内建造出建筑物，那么可以大大节约时间成本，缩短资金收回的速度。同时，普通施工人员在工作中可能由于各种原因出现失误，但是3D打印机根据计算机的模型设计和按部就班将实物打印出来，除非计算机火车计算程序出现漏洞，否则很难产生操作实物，极大的减少了失误概率，使得维修和返工的几率接近为零，从而极大地提升了工作效率。

　　2.增加建筑材料的环保性

　　当前，在全世界环境污染日益严重的情况下，发展环保型产业是各国可持续发展的必然要求，3D打印建筑技术所带来的不仅是一场技术革命，更是一场环保革命。3D打印技术对于建筑材料也有着很大的影响，尤其是在商品混凝土方面，不仅能够使混凝土的原材料变得更加的管饭，不仅采用水泥，还可能采用树脂、硅胶等材料，并制造出完全不同于当前建筑工程使用的材料，并且外加剂有可能从根本上得到改变，使其在混凝土中发挥的作用也完全得到改变。同时，混凝土的供应方式也将发生转变，混凝土必须持续在3D打印的过程中进行供应，必须在一定时间内一次性完成，可能会引起搅拌系统发生改变，使其更加适用于3D打印技术，并且对于混凝土的均匀程度和精确程度要求也比较高。除此之外，由于3D打印时代的混凝土的各项性能已经发生了改变，因此混凝土的各项指标都将发生改变，混凝土生产厂商将对混凝土的搅拌性能、耐久性、强度等进行重新设计，使其更加符合3D打印的基本需求。

　　3.增强建筑连接的密合程度，提高抗震能力

　　近年来，地震频频爆发，因此对于建筑物的抗震系数提出了更高的要求，由于房屋的结构有着很多不同，因此抗震能力也存在着差别。而3D打印技术能够用较为轻便的材料制作成砖块，并将其连接在一起，使其的结构更加稳定、抗震系数更高、安装更加简便。由于3D打印实体的准确性更高，因此每个砖块的密合程度更高，能够最大限度地紧密结合在一起，从而使建筑工程的结构更加完美、无懈可击，使建筑物的稳定性更加，抗震能力同时也得到了提升。

　　4.规范建筑行业的流程

　　传统的建筑行业存在着一定的制造、施工流程，但是由于工程浩大、涉及因素较多，因此很容易出现各种问题，使流程的科学性和标准性受到挑战。而3D打印技术能够消除传统建筑行业中流程混乱的问题，使其制造流程、施工流程更加规范、标准、完善，最大限度降低建筑行业中各种不稳定因素的数量和发生概率，使建筑工程能够按照既定的方案顺利进行，最终使建筑工程保质保量的完成。

　　三、结语

　　从上文的分析中我们可以看出，3D打印技术应用在建筑行业中，在建筑领域内掀起来一个巨大的潮流，使传统的建筑制造业发生了巨大的改变。3D技术给建筑行业带来了创新和发展，不仅提升了建筑生产和施工效率，也使建筑工程的流程、设计技术、施工技术、建筑材料发生了变革。总之，3D打印技术无疑将推动建筑行业的数字化发展，相信在3D打印的未来世界里，建筑师、工程师和建筑工人将借助科技之力，将建筑与3D打印结合，完成对自然的再造，创建出更加丰富、美好的生活。

　　参考文献：

　　[1]李志国,陈颖,简凡捷.3D打印建筑材料相关概念辨析[J].天津建设科技,2014,03:8-12.

　　[2]李福平,邓春林,万晶.3D打印建筑技术与商品混凝土行业展望[J].混凝土世界,2013,03:28-29.

　　《中国图象图形学报》是被国内主要检索系统收录的核心电子信息中文期刊，是图像图形学及相关领域的权威性杂志。主要刊登图像图形科学及其密切相关领域的基础研究和应用研究方面，并具有创新性的、高水平科研学术论文，论文形式主要有综述、技术报告，项目进展、学术动态、新技术评论、新产品介绍和产业化研究等。内容涉及图像分析和识别、图像理解和计算机视觉、计算机图形学、虚拟现实和增强现实、系统仿真、动漫等众多领域，同时还根据各时期的研究热点和前沿课题开设相应的主题专栏。

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