临沂市技师学院 山东临沂 276000
摘要：三维印刷技术作为第三次工业革命的重要标志之一，正日益成熟，并逐渐应用于医疗、工业制造等各个领域。混凝土是当代建筑中应用最广泛、最经济的建筑材料。其发展历史不到200年，但已成为当代社会广泛使用的建筑材料，为工程建设做出了巨大贡献。
关键词：3D打印；建筑设计；构思
1引言
3D打印技术是数字时代的产物。它挑战传统制造业，为现代生活带来便利。基于3D打印技术的原理和特点以及建筑设计和构思的过程，分析了3D打印技术相结合的优势和重要性，阐述了3D打印技术对整个建筑设计和构思阶段的影响。
2 3D打印技术在建筑设计中的应用
过去建筑样品的制作方法，没有办法满足现在高层设计内容的需要。目前，许多大型场馆和设施都是以3D打印技术为主体进行设计的。初始模型准确地反映了建筑物的效果和相关的测量方法。3D打印技术的设计所不能相比的真实感以及散发出的优点是所有设计人员都认可的。在建筑行业，设计师和工程师越来越多地使用3D打印机来实现建筑外观。3D技术的应用可以降低成本，保护环境，创造逼真的效果，并且节省时间。它非常符合设计师的需求，可以减少建筑材料和设计所需的时间。
在施工和设计过程中，施工项目的规划，实施和验收具有非常重要的影响。因此，施工人员应更加注重施工设计，以达到建筑设计创新的目的。3D技术在建筑设计中的应用，不仅反映了人们对建筑设计的需求，而且有效地反映了建筑本身的价值。另外，对建筑进行整体分析，具有良好的经济效益。在建筑设计中，三维技术可以用于具体的设计工作，保证项目评价的便利性，获得更客观的预算，促进人们的直观感受。从根本上说，帮助它解决问题，确保施工质量和安全。
3 3D打印技术对建筑设计构思过程的积极影响
随着建筑设计的日益复杂，3D打印技术正在取代传统的费时费力的造型制作技术，成为建筑师不可缺少的工具。基于3D打印的建筑设计的概念和分析在很多方面都产生了积极的影响。
3.1 建筑设计构思的特点
建筑设计的过程不是一蹴而就的,从一开始就需要解决各种错综复杂的问题,像历史习俗、文化背景、场地特征等因素,设计就是在解决这些问题的过程中进行的。
建筑设计的过程并非一蹴而就。从一开始，我们就需要解决各种复杂的问题，如历史习俗，文化背景，场地特色等。设计就是解决这些问题的。要进行这一活动，必须把理性思维和感性思维结合起来。运用两种思维方式进行分析、综合和判断，明确场地要素之间的相互制约。在此基础上，提出了方案的概念，完成了工程设计，其中思维活动始终贯穿。这种思维活动是一种自我思维博弈的过程,而这种逻辑思维最终需要转换成实体建筑,所以在这个过程中如何更高效的完成建筑的立体转换,建筑模型有着绝对的优势。借助模型的形式把想法和构思形象地描述出来，并通过推敲验证完成方案,这就是建筑学专业独特的构思方式。
3.2 引导设计构思过程
对于设计师来说，模型使方案设计前期过程更加可视化，对方案的产生和完善是不可缺少的。相比于传统的手工模型,三维打印技术的快速性和准确性让这个过程变得更加容易,通过这种更透明和更接近真实建筑的行为,对设计构思进行推敲并验证方案的可行性,使建筑设计达到无可挑剔的水平。如果我们说离三维打印房子这种终极生产方式还有一-段距离,那么至少在很快-段时间内三维打印技术的使用在设计生产的初期环节将被固化成为--种必要的行为方式”。
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3.3 更灵活的方案设计
由于3D打印可实现任意形状的建筑制作,突破了以往加工工艺的大量局限性条件,这让设计师在进行建筑构思时可以不用考虑过多的施工或材料等技术问题,而更多去考虑功能、节能及艺术造型等因素,设计方案也更加的灵活自由,多元而又富于艺术感,给创意留下了极大的发挥空间,让建筑更加“天马行空”。这样的技术也展现了设计的-种趋势,建筑设计也许不再是设计造型,而是设计一种算法来创造建筑。同时也可以设计出更加复杂的细节,如镂空造型和异形建筑。
3.4 项目成果展示
3D打印技术模拟真实的环境氛围,为建筑设计提供了很好的表达方式,并能轻松地了解设计图纸上难以认知的空间形象，可在设计师方案构思与团队讨论、设计师与甲方的沟通、建筑建造以及传统建筑的维护与修繕等诸多方面进行广泛应用。通过展示模型真实、直观的表达方式，使模型成为重要的媒体角色和交流手段。
4 3D打印技术在建筑设计中的未来发展趋势
4.1 在建筑设计方面
传统的建筑设计需要考虑的因素较多，尤其会受到施工技术的限制，许多建筑设计理念会由技术限制很难实现。传统建筑设计以图纸设计为主，但3D打印技术能够进行三维模型设计，将传统图纸与地理信息、建筑扫描等电子数据进行结合，并以实物形式展现出来，可通过实景建模形式，展现真实三维场景。前期设计模型可经过分割、单体化和比例缩放等步骤制作成等比例三维模型，再利用3D打印技术便可将模型1：1打印出来。3D打印可以灵活处理模型，直接在文件上进行编辑修改，就可实现调整，同时，也可方便实现多色彩打印，甚至可以给模型增加透明、金属等不同元素。
4.2 在建筑材料方面
从目前的发展现状来看，3D打印技术主要是在陶瓷和黏土等建筑材料的施工上应用，这是是以往建筑材料的不同之处，并且在今后的发展中该技术也会与纤维、化学等为主的材料进行应用，也会对建筑剩下的建筑材料进行分解和重新建设，进而促使材料得到循环利用，对建筑材料的利用率得到提升，建设生产成本。此外与传统材料相比较3D打印技术中使用的材料物理性能质量更加优，例如：混凝土在3D打印技术的使用下，其原材料会有很大改变，在混凝土中可以加特配的水泥、树脂等，使其符合3D打印的要求。
4.3 在工程造价方面
在以往的工程造价管理中，工程量的计算主要是根据有关规范和设计图进行，计算依据是市场价格、定额保准对价格进行计算，得出工程造价的价格，然后计算项目预算价格,这就是项目费用，还有设计的调整、变更等，对估价工作有很大的影响，一个小的设计调整会导致大量的估价工作。经过三维建模，可以在施工初期对施工的各个阶段进行充分的分析。同时，它也是很容易调整和评估的。它可以分析和比较不同的施工技术和工艺对成本的影响。目前，我国3D打印技术的发展还处于起步阶段，与3D打印相关的工程造价远远高于传统的估价成本。此外，随着美国印刷技术的不断发展，它将继续通过一些数字模型的建设、设计、材料等技术来降低成本。此外，随着3D打印设备的逐步普及，施工企业只需定期购买和维护设备，并及时更新程序，就可以大大降低成本，提高经济效益。
4.4 在功能技术方面
未来3D打印技术的发展将更加多样化，即技术的应用不仅在某个行业，而且在各个行业，3D打印设备将被独立设计，建造等。该过程为建筑设计提供了更多的设计空间。3D打印设备也将更加智能化，大大提高生产水平和效率，可用于不同的复杂建筑环境。
5 结语
随着3D打印技术的飞速发展,它在建筑设计方案构思阶段推敲方案的功能会越来越强大,也必将在其它领域内得到更广泛的应用。设计师们应该顺应时代的发展,抓住这样的机遇,建立一支庞大的设计精英团队,不断加强设计能力及技术创新能力,让3D打印技术在建筑行业的运用越来越宽广。
参考文献：
[1]胡迪.利普森.3D打印从想象到现实[M].中信出版社,2013.4.
[2]于雷.三维打印技术在建筑设计中的互为反馈作用[D]住区,2013(6):67
论文作者:王文显
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/4
标签：建筑设计论文; 技术论文; 建筑论文; 构思论文; 模型论文; 建筑材料论文; 过程论文; 《防护工程》2018年第36期论文;