3D列印輔助建物維護

Abstract

近年來3D列印的急速發展，在製造業、醫學用途上皆有很多應用。3D列印可以使用多種材料，從目前最普遍的塑膠材質到工業用的金屬材質皆有。既然3D列印在許多方面都有不同的應用，我們便思考如果能在建築方面結合建築資訊模型BIM（Building Information Modeling）做出3D模型，使建築師在繪圖後可以利用模型展示整體的結構和檢視建築物的實體空間，或者是讓建築工人利用3D列印將所需要的建物元件實際用在建築物的建造上，使得在建造上更快速有效率，未來還可以很容易的利用元件的資訊或3D列印來修補和維護建築物。 我們參考台灣潤泰集團的預鑄工法，先在工廠預鑄大小樑柱、樓板等，保留了建築結構接合的部分不進行預鑄，再到工地現場打設混凝土和進行組裝，這種分工合作的方式可以縮短大量的工時，能夠提高效率、品質和不受工地氣候的影響。所以我們希望根據此工法的流程與3D列印技術結合，能進一步將建造房屋的時程縮短，減少人力和成本，降低工業所造成的環境汙染。透過這樣的建造模式，更有利於建物的保養和維護，所以我們發展一個使用3D列印來輔助建物維護的資訊系統，以現有建築物所需的維護資訊建構參考雛型。 在本專題中，我們以古老的三合院建築為例，在構圖時將所需的物件結構化及參數化，把所需的建築物件之長、寬、深及使用的材質都記錄於資料表中，未來需要維修或是修復重建時，可從資料表選取材料再利用3D列印修復的元件。如果無法以3D列印修復時，也可提供建物的結構數據和材質資料，進行傳統工法的修復。希望我們的雛型系統可以提供維護建物或古蹟的參考，提醒相關政府單位即時建立古蹟的建築資訊，為維護古建築物盡棉薄之力。