BIM+3D打印在我国的应用与发展

2021年2月10日
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BIM和3D打印技术在我国建筑领域的应用与发展

首先让我为大家简单介绍一下BIM与3D打印技术。

BIM即建筑信息模型(BuildingInformationModeling),是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM 是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。一个完善的信息模型,能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源,是对工程对象的完整描述,可被建设项目各参与方普遍使用。BIM的关键是信息,结果是模型,重点是协作,工具是软件。

3D打印(3 DimensionalPrinting)它是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的技术。

3D打印与激光成型技术一样,采用了分层加工叠加成型来完成3D实体打印,每一层的打印过程分为两步,首先在需成型的区域喷洒一层特殊的胶水,胶水液滴本身很小且不易扩散,然后喷洒一层均匀的粉末,粉末遇到胶水会迅速固化黏结,而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末交替下,实体模型将会被“打印成型”,打印王完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型,而剩余粉末还可循环利用。

在建筑领域中,随着市场竞争的日益激烈,使得业主和设计单位、施工单位都更多地关注降低成本、提高质量、缩短周期等一系列内在增效的办法,促使企业更多地采用新技术。随着计算机硬件技术和三维图形图像技术的快速发展,计算机能快速处理大数据、高性能的图形图像等,一些原来只能在工作站运行的复杂的三维造型软件、计算分析、仿真模拟等软件纷纷推出微机版本。所以在建筑工程领域,融合了三维建模、可视化、仿真、数据交换等技术,迎来了新一轮围绕BIM和3D打印等的技术变革。目前,世界上很多国家都非常重视BIM和3D打印技术的利用和改进,推广其在建设工程领域中的广泛应用,尤其是在产品设计和研发阶段。在我国BIM和3D打印也受到了很多关注,并开始在一些大型复杂工程的设计和施工中应用。

BIM 主要是在电脑上建立建筑信息模型,虽然是三维的但毕竟不是实体,而3D打印则是将电脑中的三维模型转化为实体,两者完美结合。

3D打印技术的应用-建筑模型

BIM+3D打印在我国的应用与发展

古罗马城市

12名耶鲁学生和他们的教授一起,通过3D打印重建古罗马城市景观

BIM+3D打印在我国的应用与发展

微缩工厂模型

Materialise 3D打印了一个非常精细的微缩工厂模型:一个植物燃气公司Linde AG的微缩工厂模型。

BIM贯穿建设工程全生命周期

一、在规划设计、建筑设计建模阶段:采用revit+国内插件的方式,既可以绘制模型,又可以输出符合国标的施工图。revit强大的体量创建、自适应的建筑复杂造型功能,是它的优势。

二、在规划设计、建筑设计分析阶段:bim建模后,采用接口插件导入分析软件。采用国内比较权威的软件:PKPM结构设计、节能设计、绿建设计、清华日照等国内成熟的软件做分析。

三、在招投标、施工阶段预算造价工作:采用广联达钢筋、图形、计价软件进行造价算量、套价,完成招标控制价、投标报价的编制。

四、在招投标、施工阶段管理控制工作:采用BIM5D软件,进行进度工期控制、造价控制、质量管理、安全管理、施工管理、合同管理、物资管理、施工排砖、三维技术交底、碰撞检查、施工模拟、行走漫游、建筑动画等工程管理控制。

五、在运维阶段:采用国内运维软件,进行物业的维修管理。

在以上几个阶段我们用到的只是建筑信息模型,是一个只能在电脑上显示的三维立体信息模型,那什么时候我们会需要用到实体的建筑模型呢?比如一个楼盘建好后需要对外销售吧,客户购房时不仅需要到现场看房,更多的是看整体布局规划以及单个户型。这个时候就要用到实体的建筑模型了,就是我们常在售楼部看到的沙盘模型,如图:

BIM+3D打印在我国的应用与发展BIM+3D打印在我国的应用与发展BIM+3D打印在我国的应用与发展

传统的沙盘模型制作简单分为以下几步:

一、制作沙盘台子

台子一般做成台球桌状,如果是大型的沙盘要做成几个小台子拼到一起,台子的大小根据房地产平面布置图按比例缩放的来

二、PVC板喷漆

喷漆部根据楼房图纸的设色调出相应颜色的油漆来,喷在相应的PVC板上,送到设计部进行雕刻。

三、雕刻楼房部件

设计部根据施工图按比例设计出楼房的结构,并在电脑上分解成不同的板块,按施工的要求设计出墙面的花纹、房顶的瓦棱、子等,然后发送到雕刻机在PVC板上雕刻出楼房的板块,送到制作部制作。

四、组合楼房

制作部根据设计部送来的楼房板块,根据说明和粘合方式,用三氯甲烷将PVC板块粘合成楼房的大致形状。

五、置景

置景部根据图纸对楼房周围的景观,道路以及一些基本设施进行布置

六、整体组合

将所有模型整体组合起来,有的地方还得接好管线,安装上灯。

由此可见传统的沙盘制作还是较为复杂麻烦的,不仅耗时多需要的人工也多。为了节省人工和时间,我们可以将BIM与3D打印技术结合起来,利用事前建好的BIM模型稍加修改用3D打印机将其打印出来。然后在对打印出的建筑模型进行修改与完善,这样效率不仅大大提高了,也为建设单位节省不少开支。

建筑领域的新技术对未来的影响是非常重要的。现在的是信息时代,信息时代的主要特征必将渗透到未来建筑的各个方面,从上面的介绍分析可以看出BIM和3D打印等新技术在建筑领域的应用带来了很大的好处。所以我们不仅需要在建筑行业发展我们的BIM技术和3D打印技术,还更应该将两种技术完美结合,共同发展,将效益最大化。

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