赖 哲

云南印能科技有限公司 云南 昆明 650000

计算机技术的发展和应用优化了人们的生活和工作，也融入到了任何技术之中，比如3D打印技术，它是以数字建模文件为基础，可以将各种可粘合材料进行实物打印，从最初的用于工业产品制造模型演化到现在的应用于建筑中来。在过去，住房等建筑物并没有被人们赋予情感，只是为了单纯的住，而如今随着国民经济的增长，人们的生活质量得到了质的飞跃，大家对住房的要求也从之前的住提升到了舒适、悦目、绿色环保上。那么建筑物也就与人们的情感相联系，产生了欣赏与品鉴，甚至是艺术共鸣。这就让分形建筑的发展得到了新的契机。

1、3D打印建筑技术的原理及发展

3D打印建筑技术，第一阶段的建筑3D打印机是采用了“材料堆积”的原理来开展制作的，利用计算机技术，先在电脑上将三维立体模型建立好，然后将可粘性材料装入连接计算机的打印装置内，最后通过计算机来控制材料进行层层叠加，实现蓝图的实际打印。

到了第二阶段的3D建筑打印技术的出现，是结合了数字模块，在传统的堆积成形技术上植入了分布式制造的方式，通过多端点的制造方式，让传统的无法实现的不同企业与组织无法同时进行匹配性的生产资料与非规模化生产的方式得以实现。让很多原本需要高时长，与高生产技术的建造技术难度降低到可以被普及的水品。

2、3D打印技术在分形建筑构建中的应用

2.1 3D打印分形建筑的设计案例

英国建筑学家设计了“打印房屋2.0”，——“蜘蛛网”式的建筑空间用纤维尼龙材料的穿插和缠绕有着丰富的变换感，给人们展示了传统建筑美学无法企及的层次美感，其设计手法也被评论为抽象派工艺。

“放射虫大帐篷”其灵感来源于某一德国动物学家对单细胞生物放射虫的赞美。3D打印技术通过对材料的分层堆积，表现了放射虫骨骼徐徐渐进的沉淀，具有分形特色的建筑空间就这样被3D打印技术展现的淋漓尽致。

通过3D打印技术的应用，神奇的体现了自然生物所散发的魅力，这两个案例都被充分体现了设计的复杂性及流动性。

2.2分形建筑在3D打印设计上的方式

通过3D建筑打印2.0阶段，更多的生产方式重原有的建筑模数，推向更高的高度，让传统的单一的非复杂的模组，从单元性变为多元性组合，从单点变为多点，使得设计的模组变得更为多元性，与可被列组与拓扑性。

而这些模组也将会归结为信息模型，进而再次编译与进化的过程，从而产生的多维组合将可以让传统的建筑模数有无数种变化形式。

2.3 分形建筑的结构形式

与传统建筑美感不同，分形建筑美学强调的应不识简单的几何形体，其实人们在自然界中的一种数学抽象的体现，表现出了一种不规则的几何形体，展示的是其丰富变换的特性，美感上更加纯真、狂野、纯粹。分形图形中的画面丰富，让人们能够产生更多的联想，甚至在不同的距离进行观看时能够感受到分形构造单元的变化。分形建筑更是人们有了更高追求后的一种体现，也不是标新立异的盲目追求，而是对建筑形式的自由集合形体的追求，当然，这种结构层次也是传统建筑工艺所无法表现的。

传统的线性建筑，在施工上与结构上只需要遵循既定的结构法则便可完成，但是分形建筑是一种非标准性的建筑模块的组合，在多种模块的生产方式下，传统的制造方式在生产成本与生产效率上都是没有办法满足分形建筑的制造成本，在3D打印的下，这些非标准的结构与构建将变得唾手可得。

3、3D打印技术在分形建筑中应用的优势

3.1 完美还原建筑师的设计

3D打印技术，可以为更加复杂或具有动态美感的建筑物提供强大的技术手段，再加上材料的不断更新和发展，材料方面的限制也逐渐减小，3D打印技术可以实现传统技术所无法或很难实现的建筑设计中的多维度曲面等等，也就是说，3D打印技术能够更加完美的还原建筑师的最初设计，可以无视建筑的建造难度。让设计师可以更自由的发挥设计思维，而不需要更多的去考虑结果与建筑施工的可行性。

3.2 建造速度快，节约成本

传统建筑是个庞大的工程，需要耗费大量的人力物力，还要考虑因为强工程量和长工程周期而导致的人力问题和环境问题等等，那么分形建筑因为其复杂性提升，难度加大，如果采用传统建筑方式，那么人力成本将会比传统建筑增加多倍。但3D打印技术在建筑建造中的应用后，可以比传统建造技术快上10倍甚至10倍以上，这就可以大幅度降低建筑工程，减少人力开支，节约成本，提升建筑生产效率。再加上3D打印技术中不需要使用模板，不需要建筑者与设计师的反复沟通，也是节约时间成本和人力成本的其中一项。

3.3 提升建筑环保性能

3D打印技术在分形建筑中的应用，可以高效利用材料，减少建筑垃圾，在满足建筑环保节能的基础上大大提升建筑物的使用寿命，综合经济性高。

4、总结语

我国首座3D打印桥已经有媒体报道出预计不久就要投用，其建造时间只花费35天，使用强度可以达到30年。此桥是树脂材料通过3D打印技术一次性成型，具有复杂的多维度曲面，因为原材料价格降低和工艺的成熟，其成本相对较低。这也标志着3D打印技术在建筑业中的应用会更加火热，3D打印建筑物的市场竞争力也会越来越强。虽然当前3D打印技术还不能够“一次性”建造大体积的建筑物，但笔者相信，随着3D打印技术的不断发展和打印材料的更新，未来3D打印技术在建筑业中终将掀起数字化革命。因为其技术的高度还原性可以让建筑师突破原有的理念和限制，创造出更具动态化的分形建筑。