CN110458958A - 一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法 - Google Patents

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王振凯
高超
江泽星
高延伟
李桢
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    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
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Abstract

本发明涉及建筑模型制造技术领域，且公开了一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法，包括以下步骤，通过BIM系统制作包含几何信息和非几何信息的建筑模型的三维文件，并导出第一文件格式的文档，建筑模型的构件与建筑实体中的结构相同；根据第一文件格式的文档制作展示信息，并上传至服务器；打开中间转换软件，导入第一文件格式的文档，根据构件的非几何信息设计打印参数，并导出3D打印机可以识别的第二文件格式的文档；将第二文件格式的文档导入至3D打印机，得到实体的建筑模型。该精准快速制造实体建筑信息模型的方法，可以使建筑模型达到所见即所得的效果，同时能够提高模型的打印效果，还可以反映建筑模型的非几何信息。

Description

一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法
技术领域
本发明涉及建筑模型制造技术领域，具体为一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法。
背景技术
在建筑领域中，随着市场竞争的日益激烈，使得业主和设计单位、施工单位都更多地关注降低成本、提高质量、缩短周期等一系列内在增效的办法，促使企业更多地采用新技术。随着计算机硬件技术和三维图形图像技术的快速发展，计算机能快速处理大数据、高性能的图形图像等，一些原来只能在工作站运行的复杂的三维造型软件、计算分析、仿真模拟等软件纷纷推出微机版本。所以在建筑工程领域，融合了三维建模、可视化、仿真、数据交换等技术，迎来了新一轮围绕BIM和3D打印等的技术变革。
建筑模型是以微缩实体的方式来表示建筑艺术的、无论是单体的造型、还是群体的组合都是如实地表达建筑思想的构造，将建筑师的意图转化成具体的形象。市场现阶段的建筑模型均为建筑设计意图表达或艺术表达的具体形象，与建筑实际的情况差距比较大。
原因一：现阶段的建筑模型的制作依据为方案图纸，设计深度不足。
原因二：建筑中构件的尺寸小，传统模型的方式加工与安装尺寸有限，所有较小的尺寸构件会被忽略掉，缺乏足够的细节。所有现阶段市面上的建筑模型产品均为展示性模型，不具备工程性。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法，具备可以完全按照建筑实体的结构来用3D打印机制作建筑模型，保留实体建筑的细节特征，达到所见即所得的效果，且能够给建筑施工带来帮助的优点，解决了传统的建筑模型设计深度不足及忽略了较多细节特征，且不具工程系的问题。
(二)技术方案
为实现保留实体建筑的细节特征，达到所见即所得的效果，且能够给建筑施工带来帮助的目的，本发明提供如下技术方案：一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法，包括以下步骤，
S1：通过BIM系统制作包含几何信息和非几何信息的建筑模型的三维文件，并导出第一文件格式的文档，所述建筑模型的构件与建筑实体中的结构相同；
S2：根据第一文件格式的文档制作展示信息，并上传至服务器；
S3：打开中间转换软件，导入第一文件格式的文档，根据构件的非几何信息设计打印参数，并导出3D打印机可以识别的第二文件格式的文档；
S4：将第二文件格式的文档导入至3D打印机，根据构件的打印参数进行打印，得到实体的建筑模型；
S5：在实体的建筑模型上设置信息访问载体。
进一步的，所述非几何信息包括建筑模型的构件的定位信息、尺寸信息、厂家信息、价格、施工日期、进场日期和物理属性。
进一步的，所述3D打印机打印时，根据构件的物理属性的不同而选择不同的打印材料、打印密度和打印参数。
进一步的，所述信息访问载体包括RFID标签或二维码中的一种。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法，具备以下有益效果：
1、该精准快速制造实体建筑信息模型的方法，通过将建筑模型的几何信息通过3D打印机制作出的实体建筑模型来展示，相当于在未开始建设前进行了工程验证，确保现场施工安装时不会出现问题，给建设单位带来巨大的经济损失；通过采用3D打印的增材制造技术，并在制造过程中可根据构件的性质与功能的不同对构件进行分密度打印，既可以增加打印速度、减少耗材又能减轻模型本身的重量；通过将建筑模型的几何信息和非几何信息制作成展示信息并上传至服务器，通过信息访问载体来利用外部终端进行访问，可达到虚实结合的效果，使模型既能反映实物，又能反映性质。
具体实施方式
本发明公开了一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的制造方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的制造方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合实施例，进一步阐述本发明。
传统的建筑模型的制作方法为：一、制作沙盘台子，台子一般做成台球桌状，如果是大型的沙盘要做成几个小台子拼到一起，台子的大小根据房地产平面布置图按比例缩放的来；二、PVC板喷漆，喷漆部根据楼房图纸的设色调出相应颜色的油漆来，喷在相应的PVC板上，送到设计部进行雕刻(减材加工)；三、雕刻楼房部件，设计部根据施工图按比例设计出楼房的结构，并在电脑上分解成不同的板块，按施工的要求设计出墙面的花纹、房顶的瓦棱、窗子等，然后发送到雕刻机在PVC板上雕刻出楼房的板块，送到制作部制作；四、组合楼房，制作部根据设计部送来的楼房板块，根据说明和粘合方式，用三氯甲烷将PVC板块粘合成楼房的大致形状；五、置景，置景部根据图纸对楼房周围的景观，道路以及一些基本设施进行布置；六、整体组合，将所有模型整体组合起来，有的地方还得接好管线，安装上灯。
而本技术方案中的一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法，包括以下步骤，
S1：通过BIM系统制作包含几何信息和非几何信息的建筑模型的三维文件，并导出第一文件格式的文档，所述建筑模型的构件与建筑实体中的结构相同；
S2：根据第一文件格式的文档制作展示信息，并上传至服务器；
S3：打开中间转换软件，导入第一文件格式的文档，根据构件的非几何信息设计打印参数，并导出3D打印机可以识别的第二文件格式的文档；
S4：将第二文件格式的文档导入至3D打印机，根据构件的打印参数进行打印，得到实体的建筑模型；
S5：在实体的建筑模型上设置信息访问载体。
其中第二文件格式的文档为一种全新的3D打印交互文件，专门服务于建筑信息模型的打印，作为高精度SLA工业级打印机和BIM的标准接口文件，其中包含的建筑信息，使得SLA打印机识别的信息不仅仅是几何数据，还是大量符合建筑规范的信息以及模型参数，使得信息化3D打印在建筑模型上体现的淋漓尽致，使我们的模型具有指导建筑施工、工程验证、工程管理的作用。
非几何信息包括建筑模型的构件的定位信息、尺寸信息、厂家信息、价格、施工日期、进场日期和物理属性等，3D打印机打印时，根据构件的物理属性的不同而选择不同的打印材料、打印密度和打印参数，比如一些需要支撑力强的构件可以增加其打印密度，以此提高其支撑力，而一些非受力构件，如风管、吊顶、幕墙等，均可采用低密度的形式打印，一方面可以减少耗材，增加打印速度，另一方面可以减轻模型本身的自重。
信息访问载体所承载的信息为建筑模型的展示信息，这些展示信息存储在建筑信息模型大数据平台的服务器上，信息访问载体包括RFID标签或二维码中的一种，用户可以通过终端(如手机等)扫描信息访问载体，并与服务器对接，得到反映建筑构件的展示信息，从而有利于更加全面的了解该建筑模型，同时也能够给建筑施工和后期运维带来帮助，在设计阶段，当整个项目可还原为实物时，证明该项目在建设过程中不会产生重大问题，以起到工程验证的作用，之后将该模型移交给施工单位，施工单位可在该模型的基础上进行施工管理，如获取建筑构件的定位关系，获取模型的各类实施数据等，项目竣工后，该模型被移交给运营维护单位，用于建筑的维护运营。
综上所述，相比现有技术中建筑模型的制作方法，本技术方案采用增材的3D打印技术，并在制造过程中可根据构件的性质与功能的不同对构件进行分密度打印，即可以增加打印速度、减少耗材又能减轻模型本身的重量；通过将建筑模型的几何信息和非几何信息制作成展示信息并上传至服务器，通过信息访问载体来利用外部终端进行访问，可达到虚实结合的效果，使模型既能反映实物，又能反映性质，通过将建筑模型的几何信息通过3D打印机制作出的实体建筑模型来展示，相当于在未开始建设前进行了工程验证，确保现场施工安装时不会出现问题，给建设单位带来巨大的经济损失。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1：通过BIM系统制作包含几何信息和非几何信息的建筑模型的三维文件，并导出第一文件格式的文档，所述建筑模型的构件与建筑实体中的结构相同；
S2：根据第一文件格式的文档制作展示信息，并上传至服务器；
S3：打开中间转换软件，导入第一文件格式的文档，根据构件的非几何信息设计打印参数，并导出3D打印机可以识别的第二文件格式的文档；
S4：将第二文件格式的文档导入至3D打印机，根据构件的打印参数进行打印，得到实体的建筑模型；
S5：在实体的建筑模型上设置信息访问载体。
2.根据权利要求1所述的一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法，其特征在于：所述非几何信息包括建筑模型的构件的定位信息、尺寸信息、厂家信息、价格、施工日期、进场日期和物理属性。
3.根据权利要求2所述的一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法，其特征在于：所述3D打印机打印时，根据构件的物理属性的不同而选择不同的打印材料、打印密度和打印参数。
4.根据权利要求1所述的一种精准快速制造实体建筑信息模型的方法，其特征在于：所述信息访问载体包括RFID标签或二维码中的一种。
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