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淺談BIM+3D打印技術對項目管理的影響

來源:綜合網絡 時間:2017-05-06 14:01:33

目前,3D打印技術已經不再陌生??赡茉谝粌赡昵?,我們對3D打印技術的印象還停留在一些小模型的制作上,但現在,通過打印形成建筑已經成為現實。因此,面對新技術,人們開始進行項目管理改變的討論。
BIM技術的優勢在于它可以貫穿在建筑整個生命周期中,將設計數據、建造信息,維護信息等大量信息保存在信息庫中,在建筑整個生命周期中得以重復、便捷地使用。
3D打印技術的優勢在于制造復雜物品而不增加成本,產品多樣化不增加成本,零時間交付,設計空間無限,零技能制造不占空間、便攜制造,材料無限組合,精確的實體復制。
在此運用SWOT方法來分析BIM+3D模式:
一、BIM+3D的優勢
1.定制個性化:未來客戶可以在極大程度上根據自己的想法影響建筑的設計。
2.造型奇異化:更多造型奇異的建筑物將被建造出來而不受成本的限制。
3.模型直觀化:3D實時打印的建筑模型即使是普通老百姓也能看懂看透。
4.建造綠色化:打印的材料已經開始使用建筑垃圾等廢料,建造過程也將大大減少噪音與環境污染,真正實現建造綠色化。
5.成本減少:部件拼裝等新型施工方法將減少大量的勞動力,節約人工成本;建造時間的大大縮短也會節約大量的人工成本;建筑材料使用廢料將大大減少材料的成本。例如上海一棟由盈創公司建造的1100平米別墅,一層的材料打印僅需一天,五個工人拼裝只需三天,打印所用的原料主要是建筑垃圾工業垃圾和礦山尾礦,總得來說可以節約建筑材料30%到60%,工期縮短50%到70%。建筑成本至少節省50%以上。
二、BIM+3D的劣勢
1.打印機尺寸限制:目前采用的一維打印機與2d打印機的原理一樣,當打印大的圖案時就需要更大的打印機。所要建造的建筑物越大,前期建造的打印機就要更大,大大增加了建造的前期成本。且若要建設高樓大廈幾乎是不可能的。
2.打印材料限制:目前打印材料往往很單一,而且強度限制也很大。因此找到一種輕型堅固的材料,以及使用多種材料建造建筑是3D打印技術發展的有一門檻
三、BIM+3D的機遇
國內政策利好:住房和城鄉建設部印發的《2011--2015年建筑業信息化發展綱要》中提出,“十二五”期間要基本實現建筑企業信息系統的普及應用,加快建筑信息模型BIM等新技術的應用。而十八屆三中全會開啟了中國經濟全面深化改革的浪潮,近日發布的《十三五規劃建議》進一步明確指出:創新是引領發展的第一動力。創新必將引領各行各業對舊制度舊技術舊生產方式進行全面改革。建筑行業作為典型的傳統行業必將引起重大變革?,F今,無論是行業政策、政府監督、市場動向生產方式還是新技術,都是面臨巨大的創新浪潮。
四、BIM+3D的威脅
1.打印機與BIM信息的接口程序缺少:目前中國關于BIM技術以及3D打印技術存在著法律空白,BIM技術的設計標準也還未出臺。BIM技術與3D打印技術代表著虛擬與現實,繼續出臺兩者之間統一標準的語言。
2.大眾觀念難以接受:人對于未知的事物總是有著一定的抗拒心理。采用3D打印技術建造的房子的安全性是中國大眾最關心的問題,且人們的第一感覺總是不放心,這對3D打印房屋的推廣銷售是個不小的阻礙。HiCBIM網

五、BIM+3D在項目管理各個階段的推動作用
1、項目設計階段
項目設計思想的交流更加有效率
BIM在項目設計初期的作用不必贅述,如果能加上3D打印技術,將會使設計思想的交流更有效率。通常想用二維圖表達三維的理念是,一般人往往不容易理解,三維的圖像則更像一張照片,也有她的局限性。如果采用模型來詮釋個人理念,則會清晰的多。但在建筑設計過程中,如果需要制作一個模型,則會消耗大量精力與時間。而3D打印完美解決了這個問題,使建筑在設計階段的效率大大的提升。
此外還有一種叫做3D畫筆的產品,用它可以直接畫出立體的“畫像”,且不用電腦軟件設計,具有很大的發揮性??梢韵胂?,這對產品設計初期的意義也是很大的。當設計師突然有靈感時,只需拿起畫筆就可繪就一棟造型美妙的建筑,不需要通過繁瑣的計算機畫圖。
2、項目施工階段:
目前3D打印建筑的施工方法有四種:
第一種是一維全尺寸建造,即建筑有多大有多高,打印機也要有多大多高。這是一種目前最常用的方法,但個人認為也是最沒有前景的方法。建造方需要建造一個比所建建筑更加巨大的打印機,通過一個或幾個噴頭將材料一點一點的打印出來。噴出的材料厚度決定了房屋的建造時間與精細程度。這種“一維”打印方式的主要缺陷有兩點:耗時長與耗費資金較大。
第二種是今年剛剛橫空出世的液體打印技術。一家名為Carbon3D的公司最近突然橫空出世,帶來一種名為“CLIP”的新型3D打印技術。該技術像魔術一樣可以從“水”里拉出任何你想要的東西?!癈LIP”技術全稱為“Layerless continuous liquid interface production technology”,直譯為無分層液體連續交互生產技術,或液體連續交互生產技術(continuous liquid interface production)。
3D打印機的硬化常使用紫外線燈,但空氣里的氧氣會減緩硬化過程。這款液體打印機巧妙運用液體隔絕空氣,加速硬化。當硬化的樹脂從樹脂池里拖出的時候,新的液體樹脂會被注入樹脂池。
據Carbon3D官網介紹,這種新技術優勢在于:可實現比現有傳統3D打印技術快25-100倍的打印速度,支持現有多數的高分子材料,保有高精度機械操作細節??梢韵胂?,如果能夠找到一種輕質牢固的材料,從“水”里變出一棟樓房應該不是難事。
第三種也是應用比較廣泛的方法,即打印再組裝方法。廠家在工廠室內打印墻體等部件,再運到現場進行拼裝。例如西安的首座3D打印搭建房,在3小時內搭建好了一座二層的別墅?,F場只有一臺起重機與一些搭建模塊。只需三個小時,所有的模塊像積木一樣被搭建起來。其他例如模塊的澆筑工作都已在工廠內完成。比起傳統大半年的施工方法,這種速度簡直不敢想象。且每平的成本僅為兩千五到三千五。
盡管房屋建造時間短,但因為每個模塊能夠獨立承重,能夠抗9級地震。同時,鋼制籠式結構能夠充分填充保溫材料,達到很好的保溫效果。
第四種是離現在比較遙遠的群組機器人集合打印裝配技術。其核心就是一大群小型機器人協同作業,他們可以像小蜜蜂一樣在三維空間里工作(比如瑞士的ETH在做這方面的研究),其人工智能的要求也不高。因此是目前熱門的研究方向。到時候只需要控制機器人工程師、設計建筑圖紙的設計師以及少量的勞動力,無論多大的建筑項目都可以完成。這無疑是建筑業的最終目標。
 以上任何一種方法,都解放了勞動力,提高了工作效率。
從BIM到him再到him+3D——————古建筑和現有建筑的模型制作HIM也叫做歷史信息模型,其原理是將三維照片測量技術與BIM結合起來?,F在再加上3D打印技術,不僅可以在數據庫里儲存所有有歷史價值的古文物,還能將它們輕松的制作成模型,供人們學習參觀或是研究,相信這一舉動將會很有意義。
總得來說,現階段BIM+3D打印結合的神奇作用,大多數人只是半信半疑或是一知半解,本文通過現有已實現的實例論述,盡可能詮釋其與我們現實生活的關聯或即將發生的關聯,這項新技術一定會實現大眾化。但這并不代表看似“人類什么也不用做簡直是天堂”的BIM+3D打印技術會真正取代、淘汰傳統建筑行業,畢竟人類發明了汽車汽車可還是有人會走路,微波爐替代不了傳統烹飪,誰也無法預測未來究竟會怎樣。但可以預見的是,BIM+3D打印技術以其巨大的優勢必將會迎來鼎盛時期,傳統建筑行業也會迎來巨大的轉型與變革。HiCBIM網

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