3D打印技术对建筑工程管理的影响_开题报告

一、文献综述

3D打印技术也称为“增材制造技术”，早在20世纪90年代中期就已出现1986 年，Charles Hull 开发了第一台商业3D印刷机。3刘晓梅.第三次工业革命背景下3D打印企业竞争力影响因素研究[D]东华大学，2014，（11）同年，他成立世界上第一家3D打印公司—3D Systems。2005年，市场上第一个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510 由 ZCorp 公司研制成功。中国称3D打印是上上世纪的思想，上世纪的产品，这个世纪的市场。

3D打印（三维打印）是一种以数字信息化模型为基础，运用粉末状金属或塑胶等可粘合材料，通 过一系列物理叠成技术来构造物体的技术。目前，3 D打印技术主要应用于产品模型制作、艺术品加工等精细化领域。除此之外，在航天工程、医学研究、建筑工业、服装服饰等行业也取得了一定的成果，被誉为“第三次工业革命”的工具。但由于3D打印耗材的局限，3D打印机本身功能及其价格和可操作性的限制，目前政策、知识产权和社会伦理的不完善等问题，致使目前3D打印技术仍未得到广泛普及。虽然目前3D打印技术没有广泛被应用，但已经存在一系列3D印技术的直接产品和建筑物 ，并且3D打印机已经逐步进入了我国的市场。3D 打印技术从一个概念转变成为了具体的、有实际意义的技术力量。

一、国内研究现状

进入 21 世纪后，3D打印的概念逐渐在建打印筑设计领打印域被设计师们所熟知，在国内，早期国内的学者通过翻译国外专家的著作，才使得3D打印建筑技术概念得到普及，3D打印建筑技术也逐渐走进大众的视野。例如，东南大学吴晓、虞刚等人翻译的国外学者彼得·绍拉帕耶的《当代建筑与数字化设计》，赵文书、王玉括翻译的肖恩·库比特的《数字美学》等等国外建筑打印技术的研究著作，这些著作大大拓宽了建筑设计师的视野，也丰富了国内数字化建筑技术的研究资源。 

国内由3D打印建筑数字技术工作委员会打印编写的《数字化建筑设计概论》一书详细阐述了3D打印建筑打印的相关理论、相关软件和设计方法。清华大学徐卫国教授编写的《数字建构:学术建筑设计作品》是2008年国际青年建筑师及学生作品集。“数字建构”建筑展示图给优秀的青年建筑设计师们提供了一个展示的平台，展示了数字技术打印领域的创新应用。“数字建构”的概念即是指，在建筑工程中，使用物质或非物质的数字技术进打印行建筑设计。3D打印技术、激光切割技术以及数控技术便是属于“数字建构”中的物质数字技术。

我国的3D打印技术正处在一个过渡阶段，因为起步比较晚，在自主研发方面受到诸多限制，因此国内的3D打印技术受到国外的影响较为深刻。但是随着国内3D打印技术水平的逐步发展，国内许多3D打印公司也相继成立，但是其中一些在理打印论研究、技术研发方面较为成功的公司都是依托国内的知名高校而成立的，如北京殷华（依托于清华大学）、湖北滨湖机电（依托华中科技大学）以及陕西恒通智能机器（依托西安交通大学），已经具备了关于3D打印的设备生产和材料加工的能力。其中，应用激光烧结技术加工金属零件的工艺已经应用较为广泛，并且通过激光烧结技术加工的金属零部件的机械性能已经能够得到保证，并在航天、航空装备制造中率先使用，与传统的制造业通过减材制造加工出的零部件功能无异，且更容易一体成型，节省材料；另外，在生物学、医学方面，将3D打印技术应用在生物细胞的制造上已经不是天方夜谭，三维的模拟生物组织已经应用3D打印技术打印出来，这表明3D打印技术在生物学、医学领域尖端科学的研究中也已经取得显著的成就。

一、国外研究现状

3D打印的概念和研究成果的普及早于国内。2002 年布兰科·克拉列打印维奇的《数字化时代的建打印筑：设计与制造》，书中对数字化建打印筑理念做了系打印统的阐释。2004 年詹姆斯·斯蒂尔的《当代建筑与计算机一一数字设计革命中的互动》一书中，结合其他学者对数打印字化建筑的理解，系统的建立起数字化建筑理论框打印架。尼尔·林奇的《数字建构》、彼得·绍拉帕耶在2007 年出版的《当代建筑与数字化设计》这两本书对数字设计与建筑之间的联系做了明确的解释。尼尔林奇强调数字与建筑之间应该是相辅相成的，而不是长久以来的对立关系，数字技术可以对建筑行业的发展起到推动作用，建立一种“数字建构”的新方法。

3D打印技术作为数打印字建打印造技术的新兴技术，它打印将计算机技术、数控技术、材料成型技术等结合在一起。3D 打印技术的发源地是美国，与世界其他国家相比较来说，美国的 3D 打印技术逐渐趋向成熟并且被广大用户所接受，因此也刺激了3D打印的市场行情。在美国，掌握 3D 打印技术的企业也比其他国家多出许多，这些企业中的领军者，就是以 FDM 技术为核心技术的 Stratasys 公司和以立体光刻技术作为其核心技术的 3D Systems 公司。它们的3D 打印公司在为用户提供 3D 打印机的同打印时，也为用户提供 3D 打印的建打印模软件、切片软件工具和需要打印的材料，都属于一体化的3D打印解决方案提供商，之所以能做到这一点，都与美国软件产业和材料产业的发达是密不可分的。

在加拿大，3D 打印并没有完全融入市场，只有少部分的用户群，因此主要

走低端、简易、价格低打印廉的路线。但是，加拿大的学者们依然立志于3D打印技术的研发，希望可以将 3D 打印应用在高端技术行业。例如, Print Alive Bioprinter的团队研发出来应用 3D 打印技术打印的生物皮肤，可以作为烧伤患者新的皮肤。另外，加拿大复合材料专家耐森·阿姆斯朗领导的 3D 打印技术项目，研究出连续增强纤维材料，使用该材料打印的零部件已经应用在行业中。 

在日本，3D 打印的主要发展方向是私人定制化，主要应用在人和动物的模型打印上。面对 3D打印在全球中引起的热潮，日本自然也不甘屈居人后，他们正借助国内的科技优势积极研发3D金属打印机并希望通过此项新技术赶超其他国家。在 2013年6月份，日本政府所出台的经济发展战略中，其中一条重要战略就是对 3D 打印技术的研发，日本政府也出资组织成立了3D打印研究会,以便更好的发展 3D打印技术。 

在德国，不同于上述几个国家的发展缓慢，3D 打印技术很早已经受到德国

政府的额外重视，因此，3D 打印技术发展迅速，在市场上已经可以购买到各种3D 打印机，并且绝大部分的机身上都标有“德国制造”的文字记号。2011 年3 月，德国汽打印车工程技术公司应用 FDM 熔融层积成型技术一体成型打印出名为“Genesis”的车身框架。利用本国 3D 打印技术发展迅速的独特优势，德国已经实现对 3D 打印从微型到纳米到复制的飞速发展。 

在英国伦敦，Softkill Design 建筑设计工作室，首次建立一个 3D打印房屋。在 2011 年 1 月 5 日，BAE 系统公司表示，公司最新研制的 3D 打印金属组件已经安装在“狂风”战斗机上，而且这款新型战斗机已经成功通过了飞行测试。BAE 公司表明，3D 打印的驾驶舱电台防护罩、起落架防护罩和进气口支撑柱在这驾“狂风”战斗机中都进行了相关的装备。英国科学家在 2011 年 10 月 3 日，将 3D 打印技术制作的手掌安装在苏格兰一名 5 岁的残疾女孩的手上。另外，英国研究人员在 2013 年 4 月，首次用 3D 打印机打印出胚胎干细胞，这类打印出的胚胎干细胞鲜活且具有生命活力可以发展为其他类型的细胞。 

另外，在新加坡未来制造计划方面，其政府也表示了，将投资 5 亿美元建立新的 3D 打印行业生态系统。根据新加坡的媒体报道，位于新达城的新加坡邮政分局，将为用户提供 3D 打印服务。同时，公众可以利用 3D 打印机打印三维的个性化玩具，也可以购买打印的三维项坠、手镯等纪念品，3D 打印快速走向大众生活。 

二、^范文提纲

摘要

第一章  绪论

1.1  3D打印的起源

1.2  国内外的研究情况

   1.2.1  国内的研究情况

   1.2.2  国外的研究情况

第二章  3D打印技术的分类

  2.1  SLA技术

  2.2  3DP技术

2.3  SLS技术

2.4  LOM技术

2.5  FDM技术

第三章  3D打印技术在建筑工程中的发展

  3.1  3D打印技术在建筑行业中的发展

   3.1.1 发展

   3.1.2 应用实例

     3.1.2.1  世界上首座打印房屋----荷兰运河屋

     3.1.2.2  上海3D打印（2014年）

     3.1.2.3   西安3D打印

  3.2  3D打印技术对工程管理的影响

    3.2.1   前期策划

    3.2.2   招投标

    3.2.3   工程进度

    3.2.4   工程成本

3.2.5   工程质量

3.2.6   风险控制等

3.2.7   ……

  3.3  3D打印在建筑工程中的问题

第四章  总结和展望

  4.1  总结

  4.2  展望

三、参考文献

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