淺析3D打印技術(shù)在土木工程領域的應用

淺析3D打印技術(shù)在土木工程領域的應用摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速增長，我國進入了知識經(jīng)濟時代，科學技術(shù)也得到了快速的發(fā)展和應用，在這種情況下3D打印技術(shù)在眾多的領域中也得到了廣泛的應用，特別是在涂抹過程領域當中，3D打印技術(shù)展現(xiàn)出其十分明顯的優(yōu)勢。為此，本文將對3D打印技術(shù)在土木工程領域的應用優(yōu)勢進行闡述，并3D技術(shù)在土木工程領域中的具體應用以及展望進行探討，以期為相關(guān)的工作人員提供一定的借鑒。關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；土木工程；應用在知識經(jīng)濟的背景下，涌現(xiàn)出了許多先進的科學技術(shù)，其中3D打印技術(shù)是一種在連續(xù)物理界面疊加以及遙控財力增添途徑加以一定程度的應用的基礎上生成三維實體的先進科學技術(shù)。當前，3D打印技術(shù)以及被廣泛地應用于土木工程建設領域中，在實際的應用中，3D打印技術(shù)可以有效的改善傳統(tǒng)工程建設的模式，不僅可以提高工程的效率，還為工程節(jié)約了大量的成本。但是這一項技術(shù)在實際應用的過程中仍然暴露出一些問題，這就需要相關(guān)的工作人員可以充分的積累工作經(jīng)驗，積極的尋找有效的措施來解決問題，并促進3D打印技術(shù)的發(fā)展。本文將對3D打印技術(shù)在土木工程領域的應用優(yōu)勢進行闡述，并3D技術(shù)在土木工程領域中的具體應用以及展望進行探討，以期為相關(guān)的工作人員提供一定的借鑒。一、 3D打印技術(shù)的特點第一，精度性高。目前在市場中使用的3D打印成型的精度隨著技術(shù)的成熟也越來越高，其誤差都能夠控制在0.3mm以下，最高可以達到0.025-0.05mm，這種高精度可以滿足大多數(shù)產(chǎn)品的需求，也為在土木工程中的應用奠定了良好的基礎。第二，制作周期短。在傳統(tǒng)的建筑模型制作中，都需要按照一系列的流程來進行，其中具有較多的工序，制作的周期也比較長，而3D打印技術(shù)制作建筑模型就沒有那么復雜，可以大大的縮短了制作的實踐，不需要復雜的模具制作過程直接就可以將模型打印出來，從而縮短了制作的周期。第三，可以個性化制作。3D打印技術(shù)通過使用CAD技術(shù)，從而不僅可以有效地避免傳統(tǒng)制造工藝復雜的生產(chǎn)流程，且還能將設計圖紙上的連續(xù)物理層的疊加也打印出來，這對實現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化具有極其重要的作用。第四，節(jié)約成本。3D打印技術(shù)作為一種新型化的技術(shù)，其在一定程度上有效地改善了傳統(tǒng)加工制作方法的弊端。在實際應用過程中，3D打印技術(shù)通過采用更加便宜、可靠的新材料來進一步節(jié)約加工成本，且對于社會生態(tài)環(huán)境來說，3D打印技術(shù)的使用具有更加環(huán)保的特色。二、 3D打印技術(shù)在土木工程領域應用的優(yōu)勢3D打印技術(shù)在土木工程領域中應用可以有效的控制土木工程的工期。在土木工程的項目建設過程中，安全問題一直都是其中的重中之重，3D打印技術(shù)的應用可以構(gòu)建出安全性比較高的構(gòu)件，這樣就能夠保證在建設過程中的安全性。同時3D打印技術(shù)還可以將建筑模型由復雜轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w，讓土木工程程序變得更加簡單，最終在土木工程領域中使得一體化操作這個目標得以實現(xiàn)，從而提高建筑工程的效率，最終有效的控制土木工程的工期。另外，3D打印技術(shù)還可以有效控制建筑垃圾的數(shù)量，在傳統(tǒng)的土木工程項目施工中，由于使用的建筑材料多種多樣，造成的建筑垃圾也很多，3D打印技術(shù)的應用可以使建筑工程項目施工相關(guān)工作在進行的過程中產(chǎn)生的建筑垃圾的數(shù)量和種類得到有效的控制。3D打印技術(shù)已在實際生活中具有非常廣泛的運用，一方面3D打印技術(shù)在打印的過程中不僅可以進行建筑工程表面的平整，且還能提高打印建筑表面的光滑度和精確度，從而避免重復施工；另一方面，3D打印技術(shù)可以加大每層打印的厚度，提高建筑工程的施工效率，對提高建筑工程的結(jié)構(gòu)性能具有非常重要的作用。三、3D打印技術(shù)在土木工程中的應用1、 3D打印技術(shù)在工程建筑模型中的初步應用3D打印技術(shù)在土木工程建筑設計中具有非常重要的作用，目前隨著社會的不斷進步，人們已對土木工程提出了更高的要求，因此設計師對工程建筑的設計上也逐漸趨向復雜化，而在現(xiàn)代化的發(fā)展過程中，傳統(tǒng)的制作模型方法已經(jīng)適應不了于現(xiàn)代社會的發(fā)展需求，因此3D打印技術(shù)便成為設計師必不可少的工具。通過使用3D打印技術(shù)，其可以將一個完整的建筑模型打印出來，而在此作業(yè)過程中工作人員只需將建筑物的立體數(shù)據(jù)輸入電腦中，然后按打印鍵，3D打印機就會根據(jù)相應的數(shù)據(jù)打印出立體實物。該打印時間的過程較短，可以大大地提升了制作土木工程建筑模型的效率。另外，使用3D打印機打印出來的建筑模型不僅可以吸引顧客的注意，還具有一定的美觀，和實體建筑的相似度也很高。2、 3D打印技術(shù)在土木工程應用中遇到的困難雖然目前3D打印技術(shù)在土木工程建設中已經(jīng)被廣泛的應用，但是在實際的應用過程中還是存在著一定的困難影響著3D打印技術(shù)的進一步發(fā)展。首先，3D打印技術(shù)在靜態(tài)形狀的處理上已經(jīng)取得了一定的成績，但是在對動態(tài)形狀的處理上還沒有成熟，其清晰度遠遠滿足不了實際工程的需求，在實際作業(yè)過程中，3D打印機的精度和工作效率是受到機器比例的影響的，機器越大越難生產(chǎn)，造成機器出現(xiàn)了限制的問題。其次就是3D打印技術(shù)在應用的過程中還存在著一定的安全問題，3D打印技術(shù)制作的土木工程結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相比哪個比較堅固，這個問題還有待進一步的研究，同時抗震性和耐撞性是否滿足要求也沒有進行深入的分析和檢驗，國家也沒有在這一方面出臺相關(guān)的檢驗標準。因此，這些都可以看出3D打印技術(shù)在應用的過程中具有一定的挑戰(zhàn)性，很多安全問題都有待相關(guān)的人員進一步的深入分析和研究。三、3D打印技術(shù)在土木工程應用中的展望隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)也得到了進一步的發(fā)展。在土木工程的領域中，由于商品混凝土的原材料的種類越來越多樣化，其用途也越來越廣泛，，人們可能將樹脂材料、特種水泥材料甚至是鎂質(zhì)膠凝材料作為其主要材料。因此，為了有效地滿足3D打印的實際需求，3D打印機的使用材料也會得到一定的更新和發(fā)展，新型化材料的使用對有效解決土木工程中各層間的結(jié)合問題具有十分重要的作用，可以說在未來，3D打印技術(shù)的發(fā)展也帶動了3D打印機使用材料的發(fā)展，從而促進土木工程的發(fā)展。另外，3D打印技術(shù)在土木工程的應用過程中，會隨機進行不間斷的工作，從而使混凝土生產(chǎn)的持續(xù)性問題也會隨之3D打印機進行不斷的運轉(zhuǎn)，這樣有利于整個土木工程項目可以在一個周期內(nèi)或者是一次性完成，大大的縮減了工程的工期，從而促進土木工程的發(fā)展。小結(jié)綜上所述，3D打印技術(shù)在土木工程中的應用可以說具有十分重要的意義，3D打印技術(shù)的特點也充分的體現(xiàn)了其在土木工程應用中的優(yōu)勢。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，相關(guān)的人員更需要重視和關(guān)注3D打印技術(shù)的應用，深入的對3D打印技術(shù)在土木工程應用過程中的問題進行分析和研究，讓3D打印技術(shù)發(fā)揮其最大的功能來促進我國土木工程建設水平得到一定程度的提高，從而促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。參考文獻：[1]陶雨漾張云峰，陳以一，王偉，童樂為.3D打印技術(shù)在土木工程中的應用展望[J].鋼結(jié)構(gòu)，2014（08）：1-8.楊宇.3D打印技術(shù)在土木工程中的應用展望[J].現(xiàn)代裝飾（理論），2014（11）：217.張萍，閆宇，李苗，劉翰然，賈杰.3D打印機在高校土木工程教學中的應用探討[J].山西建筑，2016（15）：229-230.⑷申明亮，丁栗，李曉紅.3D打印技術(shù)在水利水電工程施工中應用