摘要：在当今社会，科技不断发展，3D打印技术作为一项新兴技术，在多处领域中已得到运用，并同人们的生活联系在了一起。与此同时，随着国家对传统文化的重视，人们更加关注古建筑的保护问题。通过利用最新的3D打印技术，能够有效地将3D打印科技同古建筑保护紧密结合，带来可观的社会与经济效益。本文就古建筑保护与3D打印技术展开了探讨，希望为今后研究提供借鉴。
关键词：3D打印；古建筑；保护利用
引言：
3D打印技术是制造业中冉冉升起的一颗新星，被称为“具有划时代意义的制造技术”，是第3次工业革命的关键技术。另一方面，古建筑的保护问题仍未得到有效的解决，如随着工人工资的增加，古建筑维修成本提高，古建筑的保护难度加大。本文将3D打印技术与古建筑结合，用Autodesk3DsMax软件对古建筑建立三维虚拟模型，再导入切片软件进行3D打印得到古建筑可拆卸结构模型，尝试利用3D打印技术去解决古建筑的保护问题。
1我国古建筑现存问题
1.1 制度不完善，机制不健全
目前，尽管我国文物保护的相关法规明确了文物保护的主体。但一些地方上的文物保护单位主体不够全面，机制不健全，致使古建筑保护工作存在漏洞，修葺工作问题突出。也存在修葺工作中大赚回扣，偷工减料，甚至出现“豆腐渣”工程的问题。
1.2 文物保护专门人员技术问题
虽然有很多地区和部门对古建筑的保护配备了专业人才，但有些地区并不重视这方面的专业人才的培养，在古建筑的保护过程中也常常会出现这样或那样的问题，致使古建筑得不到应有的保护，或是即使得到了保护，但保护的效果也不尽人意。
1.3 文物保护所需资金缺乏
由于对古建筑保护需要大量的资金，同时也要通过这些资金来进行文物的修复和保护，所以需要各级政府部门要优先保障文物保护的所需资金，才会更好地做好古建筑的保护工作。而现实中由于资金有限，古建筑的保护工作比较薄弱，即使损坏了也不能得到及时的维修维护。
2古建筑保护中运用3D打印技术的作用
在新世纪，由于计算机科技和信息科技的进步，推动着3D打印技术的发展。3D打印技术发展潜力巨大，在制造行业将会有很大作为。我国的3D打印技术从早期时期以一个高科技的概念在人们的观念中，并渐渐地走进了人们的生活，也在为社会带来一些改变[1]。目前，3D打印技术已被实践运用到生物工程与医学、建筑、服装等多个领域。在我国古建筑的保护过程中，3D打印技术也将体现其重要价值。
2．1能够使群众保护古建筑和文物的意识变强
古建筑若需得到真正意义上的永久保存，需要加强人们对古建筑的保护意识，其根本在于加深人们对古建筑的认知。遗憾的是，人们对古建筑的价值仅流于表面的好看、艺术价值、旅游等粗浅的认知，对于其深层次的史料价值、营造技法、生产工艺等则是一无所知。通过3D打印古建筑的可拆卸结构模型，实现了从二维平面图像到三维实体模型的转换，这是古建筑研究的一个巨大飞跃。它让广大的专业人士与非专业的群众得以更加直观的了解古建筑，而不是和从前一样，仅能通过简单的二维图片来感知。它解决了人对建筑的空间认识、三维感知，从抽象的虚拟空间走向了现实的实物。3D打印的可拆卸结构模型能够加深群众的印象，让群众了解古建筑的精美以及先辈营造技艺的高超，从而进一步提高人们对古建筑的保护意识。
2．2改变古建筑保护与修缮方式
现存古建筑多少会有不同程度上的损坏，运用3D打印技术可以将损坏的构件通过精确测量、构建模型，最终将所需构件打印成实体，将相应部件进行替换。这相比传统的维修来说具有几大优势：（1）以传统方式修缮建筑，修缮的方式单一，且较为困难，借助3D打印技术维修，则只需在电脑中依据损坏的原构件制作虚拟模型，再进行打印替换，可大大的降低古建筑修缮的技术难度[2]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（2）现如今传统工匠数量日益减少，人工费用较为昂贵，工资达到200～300元/d，而以3D打印技术替代人工，可在成本上降低不少[3]。（3）传统的大木作由人工制作完成，精度难免有误差，而3D打印的电脑三维模型以毫米为计算单位，在精度方面远远高于传统的修缮方式。
2．3能够使科技与古建筑保护紧密结合
结合以上内容，古建筑之于人们有着非常重要的价值。它既是历史文化的见证者，也能使地方文化的象征。地方政府可以通过打造古建筑群，开发旅游资源，将地方文化呈现在世人面前。然而，在目前我国的古建筑保护中，由于人们对于古建筑的相关价值并没有足够的认知，加上保护意识比较薄弱，在随着传统的修缮方式渐渐远去的同时，古建筑正在遭到不必要的破坏，以致于数量在不断减少[4]。而3D打印技术则是我国乃至当今世界的新兴技术，该技术具有强大的功能，能够依靠自身的技术特点进行模型处理等。当古建筑遭到破坏后，可以依靠3D打印技术完成修复。这就使其同古建筑的保护紧密地结合了起来。
3古建筑模型中3D 打印技术的运用实践
在古建筑模型中，对3D打印技术进行实际操作时，需要重视每一个环节。具体的操作步骤如下：
（1）该古建筑模型是由多个打印构件共同拼装而成的。这些构件都属于单独打印的。在打印之前，需要把每个构件进行命令和列表。当完成操作后，可贴上标签，避免后期组装模型时出现混乱。
（2）在导入古建筑模型前，应当适当地调整修改模型构件榫卯结构。假如模型的左右对称一致，更改单边构件并复制 2 份打印即可。
（3）导入 crube 切片软件中，由于熔融沉积成形技术在支撑运算方式以及打印时间和消耗材料不一样。需要调整模型的 X，Y 和 Z 轴方向，找到一个合适的支撑数量和较小的材料消耗，以及用时最短的方位来进行打印。
（4）打印机打印前一定要先调平，再打印，否则很有可能出现刻板情况，有损打印机喷头。如调平后底座的打印仍然出现问题，应选择手动调整 Z 轴。
（5）若打印较大模型，边界出现刻板情况，多次调平无法解决，则有可能是下方钢架高度不一致，需等待技术人员前来调整。
（6）打印柱子时，发现柱子上方打印过程中，由于打印机的抖动，柱子的高度与直径比过大等问题，会发生较大的晃动，很有可能发生倒塌，需将柱子进行分段打印。
（7）先调平再预热，否则预热过程中喷头溢出的材料丝会影响平台的调平。
（8）铲模时如果很难铲动，不能加大力度去铲，否则会导致平台晃动，导致平板水平角度倾斜，应用铲子头部插入底座，慢慢划松，取下。
（9）在合适的温度下进行 3d 打印，一般为 10℃ ～ 30℃ 左右，最好是 20℃ 左右，天气太冷会导致出丝即凝，容易出现翘边、乱线等。
（10）由于 3D 打印技术尚不成熟，在电脑模型恰好吻合的接口处，打印出的模型尺寸往往偏大。为了使榫卯模型顺利拼接，输入的数据值往往比真实数据稍小些。
结束语：
综上所述，3D打印作为新时代新兴技术的产物，对各行各业的生产与发展都产生了积极的影响，古建筑的保护又一直是有待解决的难题，国家出台政策并大力下拨资金对古建筑进行保护，这对3D打印的尝试是一次契机。
参考文献：
[1]张赛.数字媒体艺术在金华古建筑保护中的运用[J].艺术科技，2016，29（10）：137.
[2]刘雅辉，刘淑梅，曹向珂，高永帅，于秋华.CAD和3D打印技术在文物考古中的应用[J].上海工程技术大学学报，2014，28（02）：154-157.
[3]肖绪文，田伟，苗冬梅.3D打印技术在建筑领域的应用[J].施工技术，2015，44（10）：79-83.
[4]三知加.3D建模在西藏文物遗产保护中的功用解析[J].文物鉴定与鉴赏，2017（12）：104-105.
论文作者:周灿璨
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/4
标签：古建筑论文; 技术论文; 模型论文; 构件论文; 可拆卸论文; 传统论文; 资金论文; 《基层建设》2018年第9期论文;