3D打印機走進建筑領域（二）復雜模型也能輕鬆造型

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實踐：復雜模型也能輕鬆造型

3D打印機最近1∼2年對建筑、構造及設備設計人員來說已經成為常用工具。原因之一是，用三維模型設計建筑物等的BIM（建筑信息模型）開始被採用。另一個原因是3D打印機的價格在迅速降低。

利用BIM設計能獲得三維數據。把該三維數據轉換成3D打印機使用的“STL格式”等，就能輕鬆制作模型〔圖3〕。優點是，可把BIM設計過程中獲得的“副產物”用於3D打印機。

〔圖3〕用3D打印機制作模型的順序

BIM設計可以隨意繪制外觀和內觀等的CG（計算機圖形）透視圖，無需太費工夫。而且，還能在計算機畫面上制作可在BIM模型內外自由穿行的“Walk Through”和動畫。讓人禁不住覺得已經不再需要模型了。

不過，從事樹脂加工的八十島PROCEED（東京都港區）NextMED開發室依然不斷接到建筑公司等利用3D打印機制作模型的委托。

原因是，模型不同於CG等，可供多人從各種不同角度進行確認。還可以組合不同模型來討論工期，以及工程和建筑物的未來景象等。甚至有的建筑公司為確認復雜的鋼筋施工順序，還用3D打印機制造鋼筋模型，在桌上組裝來討論。

那麼，用3D打印機制作的建筑物模型都在哪些情況下發揮作用的呢？據鴻池組公司的設計人員介紹，“大多用來在參加設計比賽時進行演示。與甲方交換意見時使用也很方便”。因為利用一個BIM模型可同時制造建筑物的平面模型、截面模型和比例各異的模型，說明的范圍可擴大。

設計方法改變

通過採用BIM，設計方法也逐漸發生變化。例如，用計算機程序制作流線形和波浪形等復雜三維曲面的“算法設計”等方法受到了關注。

梓設計公司正在三維設計軟件“犀牛”（Rhinoceros）中利用“蚱蜢”插件挑戰算法設計。英國建筑師扎哈·哈迪德（Zaha Hadid）提出的流線形新國家體育場的外觀也採用了這種方法。

不過，利用這種軟件設計的建筑難以用以往的方法建模。因此，該公司利用3D打印機進行建模〔圖4〕。

〔圖4〕能輕鬆制作曲面模型 左側畫面是用犀牛和蚱蜢制作的復雜三維曲面。下方是用3D打印機輸出的模型。能輕鬆制作復雜的曲面（圖片由梓設計公司提供）

千葉大學研究生院工學研究科建筑施工法專業的平澤研究室調查了日本的傳統建筑——法華經寺五重塔（千葉縣市川市），用BIM軟件如實再現了建筑物的骨架。

雖然五重塔在日本全國各地都有，不過在房頂下復雜交叉的“三跳斗拱”部分均採用相同的形狀。例如，支撐橫梁構件的部分使用了卷斗、大斗、方斗、鬼斗等“斗拱”部件。

該研究室用3D打印機一個一個打印最上層的構件。然后組裝各構件，確認是否可以實際施工〔照片4〕。

〔照片4〕驗証五重塔的施工方法 千葉大學平澤研究室組裝用3D打印機打印的構件制作的法華經寺五重塔