基于BIM的3D打印技術在建筑行業(yè)中的應用

孫恒 陳奕雄

（吉林建筑科技學院 吉林省長春市 130114）

科教興國的提出已經有了二十余年，在這二十多年里，我國的科技發(fā)展也在不斷的進步，各行各業(yè)都有了蓬勃的發(fā)展，而建筑行業(yè)目前都飽受著低科技高人力的爭議，并且建筑行業(yè)也是高污染行業(yè)。而隨著科技的發(fā)展與進步，BIM 技術與3D 打印的技術被應用到了建筑行業(yè)中，讓人們對建筑行業(yè)有了逐漸的改觀，BIM 與3D打印技術的結合，不僅象征著高科技，而且與傳統(tǒng)建筑行業(yè)相比，它的低污染，建造時間短的優(yōu)點顯現(xiàn)了出來。

1 BIM與3D打印

BIM 指的是建筑信息模型，利用三維圖形，使用電腦來進行模型的制作，是建筑行業(yè)中的一大突破性技術。而3D 打印在近幾年來逐漸火熱，3D 打印技術又被稱為增材制造，這是一種以模型為基礎，利用打印的方式來實現(xiàn)物體的制造。這兩大技術相融合，正好能夠應用到建筑行業(yè)當中。

1.1 BIM與3D打印技術在建筑行業(yè)中的應用

BIM 技術的發(fā)展已經有了十多年的時間，而在BIM 技術的發(fā)展期間，國家住建部也給到了BIM 技術足夠的重視，先后出臺了《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》等一系列扶持BIM 技術發(fā)展的政策，政策中明確指出要求建筑行業(yè)內必須要實現(xiàn)BIM 技術與信息技術的集成應用，并且隨著各大建筑企業(yè)的發(fā)展，BIM 技術已經達到了百分之九十的使用率。BIM 技術也被應用于各大行業(yè)的知名建筑，例如上海中心大廈，武漢國際博覽中心等等，BIM 技術在應用中最大的好處就體現(xiàn)在為節(jié)省了建筑成本，而且也節(jié)約了建筑工程的時間。

3D 打印技術在我國發(fā)展的時間還不是很長，不過也是被飽受好評，工業(yè)制造、國防軍工、生物醫(yī)療等等行業(yè)中都有著3D 打印技術的支持，而更是在前幾年3D 打印技術成功的進入了建筑行業(yè)，3D 打印技術也被各大高?？蒲腥藛T所研究，逐漸的也越來越被重視了起來，雖然3D 打印在建筑行業(yè)的發(fā)展時間并不長，但是他節(jié)省成本，減少污染的好處是所有人都有目共睹的。

1.2 BIM技術與3D打印技術的結合

由于建筑行業(yè)在我國是一個非常重要的行業(yè)，左右了國民經濟的發(fā)展，不過目前來講傳統(tǒng)的建筑行業(yè)都是有著技術上的不足，并且也會浪費大量的資源，對環(huán)境造成很大的污染。而BIM 技術與3D 打印技術的結合，正好能夠將建筑行業(yè)中的浪費資源、污染環(huán)境、工程時間長等不足之處減少。雖然BIM 技術給建筑行業(yè)帶來了很多的便利，但是還是有著一定的缺陷，因為使用BIM 技術也會有著大量的人力需求，這就對建筑工程的成本以及對環(huán)境的污染仍然無法避免，而在BIM 技術與3D 打印技術相結合了之后，在進行建筑的工程上就可以直接的打印建造，節(jié)省了不少的人力資源，并且能夠非常精準的進行建造，也對環(huán)境的污染有著很大的減少，使用BIM 技術進行建筑模型的制作，然后再交給3D 打印來進行建筑的打印工程。這很直接的節(jié)省了成本，并且也能夠保護環(huán)境。可以說兩者相結合的技術是建筑行業(yè)技術發(fā)展的一個重大突破，具有著非常重要的意義。也為建筑行業(yè)的發(fā)展做出了相當大的貢獻。

1.3 BIM技術與3D打印技術的優(yōu)勢

1.3.1 提高工作效率

在建筑工程中首先要進行BIM 建筑模型的制作，利用BIM 技術不僅能夠提高建筑的精確度，并且也能夠隨時的發(fā)現(xiàn)問題，根據人們的喜好來進行模型制作，避免了一些錯誤誤差的出現(xiàn)，并且也可以根據仿真模擬系統(tǒng)來進行建筑的觀察，更容易的發(fā)現(xiàn)建筑中存在的問題，而做工程建造的過程中3D 打印技術可以采用工業(yè)化的制作方式，有效的減少了人力資源的投入，為工程的費用支出節(jié)約了成本。并且3D 打印技術也可以使資源最大化的利用，同時也提高了工作效率使工期大大縮短，并且通過BIM 技術也可以隨時的發(fā)現(xiàn)問題，從而根據問題制定出相應的對策，以提高工作中問題的解決效率，BIM 技術與3D 技術的結合帶給了建筑行業(yè)一個非常不錯的發(fā)展前景。

1.3.2 促進了企業(yè)的發(fā)展

由于BIM 技術與3D 打印技術的出現(xiàn)，使各大建業(yè)企業(yè)都進行了新的學習與發(fā)展，為了順應時代的變遷，想要在建筑行業(yè)占有一席之地，那就一定要對新的技術有所了解，而BIM 技術與3D 打印技術在建筑行業(yè)中的地位舉足輕重，對整個建筑行業(yè)現(xiàn)有的工作模式都有一定的影響，并且由于BIM 技術與3D 打印技術的出現(xiàn)，使各大建筑企業(yè)在信息上的溝通也越來越密切。這就使企業(yè)之間的競爭力也大大加強。并且BIM 技術與3D 打印技術也可以幫助業(yè)主很好的查看當前施工進度以及選用材料和費用等等各種信息，讓業(yè)主能夠放心。對于業(yè)主的特殊要求也可以設計到位。所以說BIM 技術與3D 打印技術在根本上促進了企業(yè)各方面的發(fā)展，為企業(yè)帶來了新時代的經濟發(fā)展。

1.3.3 推動信息化發(fā)展

BIM 技術與3D 打印技術不僅能夠使工期縮短，工作效率提升。還可以將各種施工中的信息發(fā)布到平臺上，讓工作人員可以根據發(fā)布的數據進行管理，制定一些相關方案，使工程在大數據的分析下更加透明。推動了建筑行業(yè)的信息化發(fā)展。

1.4 BIM技術與3D打印技術的缺點

BIM 技術與3D 打印技術雖然對于建筑行業(yè)有著莫大的好處，但是再好的技術也是存在著一定的缺陷的。BIM 技術與3D 打印技術對于材料的要求比較高，由于我國的3D 打印技術還是處于發(fā)展階段，所以還是存在著一些不足，就會對材料的質量要求非常高，必須要能夠經得住打印式制作的拉伸等等。這也是我國3D 打印發(fā)展的一大難點。并且3D 打印技術應用在高層建筑上的情況比較少，大多都是能夠打印一些底層或者中層建筑，這也對于BIM 技術與3D 打印技術來說是一個非常大的考驗，當前不僅缺少這方面的技術支持，并且也對于材料和打印工具的要求是非常高的。所以以上幾點來看，BIM 技術與3D 打印技術還是存在著一定的缺陷，如果這些不足之處得以解決，那么我國的3D 打印技術與BIM 技術又會提升一個檔次，我國的建筑行業(yè)發(fā)展也會迎來新的突破。

2 BIM-3D打印技術在建筑行業(yè)應用中存在的問題

2.1 缺乏參考典型

由于我國的BIM技術與3D打印技術仍處于一個初級發(fā)展階段，各方面的典型例子還是比較少的，所以在BIM 技術和3D 打印技術應用在建筑行業(yè)時，也會存在很多迷茫的地方，各種尺寸和各種溫度材料指標，以及材料的比例上沒有一個可以參考的典型案例，而相關技術人員也對于這個新技術的實踐是比較少的，這就使我國的BIM 技術與3D 打印技術發(fā)展受到阻礙，并且工程完成的指標也很難掌握沒有一個參考對象，這就對工程的進度造成了一定的影響，并且有可能會導致建造出來的建筑存在著一定的問題。

2.2 建造材料受到限制

由于3D 打印對建筑材料的要求非常高，要求材料能夠很好的韌性，并且能夠成為液體在打印中使用，打印完成后對于材料的凝結速度也有著較高的要求，所以目前來看我國市場上能夠買到的材料還是很有限的，雖然現(xiàn)在的3D 打印是以水泥為基礎，石膏來固定凝結，使用玻璃纖維來加強材料的韌性強度。但是這仍然不是理想的3D 打印材料。所以這個問題還是對于3D 打印的發(fā)展有著一定的限制的。

2.3 制作較為粗糙

由于BIM 技術與3D 打印技術有著不可逆性，只要進行到了這個階段就不可以退回重新來進行制造，所以對于建筑行業(yè)來說這是比較大的一個缺陷，雖然說3D 打印技術的精確性非常高，但是如果稍有瑕疵就會影響建筑的美觀，使建筑看上去非常的粗糙，這也是制約3D 打印技術發(fā)展的一大因素。

2.4 沒有走進大眾視野

3D 打印在建筑行業(yè)中的應用還是比較少的，所以并不能被人們所熟知，雖然3D 打印技術有著節(jié)能環(huán)保，節(jié)省成本，縮短工期的好處，但是由于這是一種新型的技術，人們對他的了解微乎其微，很多人都根本不知道3D 打印是什么樣的一個原理，而國家也沒有對這個新技術的宣傳有一定的政策。所以在這方面也對3D 打印的發(fā)展產生了一定的影響，阻礙了3D 打印的發(fā)展。

3 BIM技術與3D打印技術應用于建筑行業(yè)中存在問題的解決對策

3.1 發(fā)展技術

雖然3D 打印與BIM 技術的融合可以更好的進行建筑的建造，但是目前來說目前我國的3D 打印技術還是缺乏著一定的實踐性的，所以在這過程中要多進行實踐，那么要想讓3D 打印技術更快的走入人們的視野當中就要發(fā)展其科學技術，使3D 打印技術更加的全面，我們國家也應該制定相關的發(fā)展BIM 技術與3D 打印技術的政策，使3D 打印能夠得到一定的發(fā)展，作用于建筑行業(yè)中就可以更好的帶領建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展。

3.2 研究相應材料

適合3D 打印的材料是非常有限的，所以針對這一點，我國的一些相關科研人員也要對3D 打印的材料進行研究，早日研發(fā)出能夠與3D 打印技術相匹配的材料，這樣不僅能夠更加的節(jié)省3D 打印建筑的成本，而且還可以使有BIM 技術與3D 打印技術建造出的建筑更加的美觀，更加的具有穩(wěn)定性，減少相應的意外出現(xiàn)。如果在這方面有一定的研究成果，那么在將來BIM 技術與3D 打印技術一定會全面的投入到建筑行業(yè)當中。

3.3 知識產權意識

我國目前對于BIM 技術與3D 打印技術方面的相關法律還是不夠完善，是相對于比較少的，所以這方面就很容易造成侵權等事故發(fā)生，所以不僅要提高知識產權的保護意識，還要國家制定相應的法律，使利用BIM 技術與3D 打印技術所制作的成果得到足夠的保護，這樣也能夠促進了BIM 技術與3D 打印技術在建筑行業(yè)中的發(fā)展。并且企業(yè)的規(guī)范性也要提高，對于這種新型技術，企業(yè)也要制定相關的管理方法，使這個新型技術能夠物盡其用。

4 結語

如今我國的經濟發(fā)展是十分迅速的，而建筑行業(yè)作為我國的龍頭產業(yè)也在不斷的發(fā)展，不過由于傳統(tǒng)建筑行業(yè)的技術水平相對于比較落后，存在著資源浪費，污染環(huán)境等情況，所以BIM 技術與3D 打印技術的出現(xiàn)可以使建筑行業(yè)的發(fā)展更加的日新月異，讓人們能夠有不同于傳統(tǒng)建筑行業(yè)建筑模式的認知，而在BIM 技術與3D 打印技術上我國也應該給予更大的幫助，讓這種新型技術能夠更快的投入到建筑行業(yè)當中，也要做好市場宣傳，讓人們可以對于這種新型技術能夠有所了解，隨著科技的進步，這項新型的技術也會越來越成熟，將來也會更廣泛的被利用與建筑行業(yè)，并且能夠為建筑行業(yè)做出巨大的貢獻，也會使我國的經濟發(fā)展更加的繁榮。