【BIM技术】解析BIM+3D打印技术对项目管理的影响

导读

目前，3D打印技术已经不再陌生。可能在一两年前，我们对3D打印技术的印象还停留在一些小模型的制作上，但现在，通过打印形成建筑已经成为现实。因此，面对新技术，人们开始进行项目管理改变的讨论。BIM技术的优势在于它可以贯穿在建筑整个生命周期中，将设计数据、建造信息，维护信息等大量信息保存在信息库中，在建筑整个生命周期中得以重复、便捷地使用。

3D打印技术的优势在于制造复杂物品而不增加成本，产品多样化不增加成本，零时间交付，设计空间无限，零技能制造不占空间、便携制造，材料无限组合，精确的实体复制。在此运用SWOT方法来分析BIM+3D模式：

一、BIM+3D的优势

• 定制个性化：未来客户可以在极大程度上根据自己的想法影响建筑的设计。

• 造型奇异化：更多造型奇异的建筑物将被建造出来而不受成本的限制。

• 模型直观化：3D实时打印的建筑模型即使是普通老百姓也能看懂看透。

• 建造绿色化：打印的材料已经开始使用建筑垃圾等废料，建造过程也将大大减少噪音与环境污染，真正实现建造绿色化。

• 成本减少：部件拼装等新型施工方法将减少大量的劳动力，节约人工成本；建造时间的大大缩短也会节约大量的人工成本；建筑材料使用废料将大大减少材料的成本。

  例如上海一栋由盈创公司建造的1100平米别墅，一层的材料打印仅需一天，五个工人拼装只需三天，打印所用的原料主要是建筑垃圾工业垃圾和矿山尾矿，总得来说可以节约建筑材料30%到60%，工期缩短50%到70%。建筑成本至少节省50%以上。

  二、BIM+3D的劣势

  • 打印机尺寸限制：目前采用的一维打印机与2d打印机的原理一样，当打印大的图案时就需要更大的打印机。所要建造的建筑物越大，前期建造的打印机就要更大，大大增加了建造的前期成本。且若要建设高楼大厦几乎是不可能的。

  • 打印材料限制：目前打印材料往往很单一，而且强度限制也很大。因此找到一种轻型坚固的材料，以及使用多种材料建造建筑是3D打印技术发展的有一门槛

    三、BIM+3D的机遇

    • 国内政策利好：住房和城乡建设部印发的《2011–2015年建筑业信息化发展纲要》中提出，“十二五”期间要基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型BIM等新技术的应用。而十八届三中全会开启了中国经济全面深化改革的浪潮，近日发布的《十三五规划建议》进一步明确指出：创新是引领发展的第一动力。创新必将引领各行各业对旧制度旧技术旧生产方式进行全面改革。建筑行业作为典型的传统行业必将引起重大变革。现今，无论是行业政策、政府监督、市场动向生产方式还是新技术，都是面临巨大的创新浪潮。

      四、BIM+3D的威胁

      • 打印机与BIM信息的接口程序缺少：目前中国关于BIM技术以及3D打印技术存在着法律空白，BIM技术的设计标准也还未出台。BIM技术与3D打印技术代表着虚拟与现实，继续出台两者之间统一标准的语言。

      • 大众观念难以接受：人对于未知的事物总是有着一定的抗拒心理。采用3D打印技术建造的房子的安全性是中国大众最关心的问题，且人们的第一感觉总是不放心，这对3D打印房屋的推广销售是个不小的阻碍。

        五、BIM+3D在项目管理各个阶段的推动作用

        1.项目设计阶段

        • 项目设计思想的交流更加有效率

          BIM在项目设计初期的作用不必赘述，如果能加上3D打印技术，将会使设计思想的交流更有效率。通常想用二维图表达三维的理念是，一般人往往不容易理解，三维的图像则更像一张照片，也有她的局限性。如果采用模型来诠释个人理念，则会清晰的多。但在建筑设计过程中，如果需要制作一个模型，则会消耗大量精力与时间。而3D打印完美解决了这个问题，使建筑在设计阶段的效率大大的提升。此外还有一种叫做3D画笔的产品，用它可以直接画出立体的“画像”，且不用电脑软件设计，具有很大的发挥性。可以想象，这对产品设计初期的意义也是很大的。当设计师突然有灵感时，只需拿起画笔就可绘就一栋造型美妙的建筑，不需要通过繁琐的计算机画图。

          2.项目施工阶段：

          • 目前3D打印建筑的施工方法有四种：

            第一种是一维全尺寸建造，即建筑有多大有多高，打印机也要有多大多高。这是一种目前最常用的方法，但个人认为也是最没有前景的方法。建造方需要建造一个比所建建筑更加巨大的打印机，通过一个或几个喷头将材料一点一点的打印出来。喷出的材料厚度决定了房屋的建造时间与精细程度。这种“一维”打印方式的主要缺陷有两点：耗时长与耗费资金较大。

            第二种是今年刚刚横空出世的液体打印技术。一家名为Carbon3D的公司最近突然横空出世，带来一种名为“CLIP”的新型3D打印技术。该技术像魔术一样可以从“水”里拉出任何你想要的东西。“CLIP”技术全称为“Layerlesscontinuousliquidinterfaceproductiontechnology”，直译为无分层液体连续交互生产技术，或液体连续交互生产技术（continuousliquidinterfaceproduction）。

            3D打印机的硬化常使用紫外线灯，但空气里的氧气会减缓硬化过程。这款液体打印机巧妙运用液体隔绝空气，加速硬化。当硬化的树脂从树脂池里拖出的时候，新的液体树脂会被注入树脂池。

            据Carbon3D官网介绍，这种新技术优势在于：可实现比现有传统3D打印技术快25-100倍的打印速度，支持现有多数的高分子材料，保有高精度机械操作细节。可以想象，如果能够找到一种轻质牢固的材料，从“水”里变出一栋楼房应该不是难事。

            第三种也是应用比较广泛的方法，即打印再组装方法。厂家在工厂室内打印墙体等部件，再运到现场进行拼装。例如西安的首座3D打印搭建房，在3小时内搭建好了一座二层的别墅。现场只有一台起重机与一些搭建模块。只需三个小时，所有的模块像积木一样被搭建起来。其他例如模块的浇筑工作都已在工厂内完成。比起传统大半年的施工方法，这种速度简直不敢想象。且每平的成本仅为两千五到三千五。

            尽管房屋建造时间短，但因为每个模块能够独立承重，能够抗9级地震。同时，钢制笼式结构能够充分填充保温材料，达到很好的保温效果。

            第四种是离现在比较遥远的群组机器人集合打印装配技术。其核心就是一大群小型机器人协同作业，他们可以像小蜜蜂一样在三维空间里工作（比如瑞士的ETH在做这方面的研究），其人工智能的要求也不高。因此是目前热门的研究方向。到时候只需要控制机器人工程师、设计建筑图纸的设计师以及少量的劳动力，无论多大的建筑项目都可以完成。这无疑是建筑业的最终目标。

            以上任何一种方法，都解放了劳动力，提高了工作效率。

            从BIM到him再到him+3D——————古建筑和现有建筑的模型制作HIM也叫做历史信息模型，其原理是将三维照片测量技术与BIM结合起来。现在再加上3D打印技术，不仅可以在数据库里储存所有有历史价值的古文物，还能将它们轻松的制作成模型，供人们学习参观或是研究，相信这一举动将会很有意义。

            总得来说，现阶段BIM+3D打印结合的神奇作用，大多数人只是半信半疑或是一知半解，本文通过现有已实现的实例论述，尽可能诠释其与我们现实生活的关联或即将发生的关联，这项新技术一定会实现大众化。但这并不代表看似“人类什么也不用做简直是天堂”的BIM+3D打印技术会真正取代、淘汰传统建筑行业，毕竟人类发明了汽车汽车可还是有人会走路，微波炉替代不了传统烹饪，谁也无法预测未来究竟会怎样。但可以预见的是，BIM+3D打印技术以其巨大的优势必将会迎来鼎盛时期，传统建筑行业也会迎来巨大的转型与变革。

            

            微信公众号：xuebim

            关注建筑行业BIM发展、研究建筑新技术，汇集建筑前沿信息！

            ← 微信扫一扫，关注我们+