逆向工程解決方案

3D掃描儀各行業解決方案-BIM建築篇

6/14/2017

綜述
BIM（Building Information Modeling）由Autodesk公司在2002年率先提出，現已在全球範圍內得到業界的廣泛認可，被譽為工程建設行業實現可持續設計的標杆。

BIM建築信息模型，就是通過數字化技術，在計算機中建立虛擬的建築、建築信息模型，也就是提供了單一的、完整一致的、邏輯的建築信息庫。BIM貫穿在建築整個生命週期中，使設計數據、建造信息，維護信息等大量信息保存在BIM中，在建築整個生命週期中得以重複、便捷地使用。

　　BIM應用的目的：把隱含的的建築信息（設計等方面）顯式化，把以2D圖紙為基礎的設計成果交付手段轉變為3D模型為基礎的設計成果交付手段。3D掃描技術就是快速建立起3D模型的有效手段，而3D列印則可以快速輸出建築構件的實物模型，這是一個系統性的解決方案。

　　上海建工集團、中建八局、浙江建工集團和中建三局一公司等公司在BIM應用上走在前列。2008年上海世博會項目，讓眾多大型設計院和建築單位有機會接觸BIM、學習BIM。上海中心大廈工程已經將BIM完整地引入到設計、施工與管理的全過程，該項目被業界稱為是一個具有里程碑意義的BIM應用項目。

方案重點
3D掃描或3D光學測量技術在建築BIM中的應用主要在以下幾個方面：
（1）獲取複雜、異形建築完整、精確的現狀數據。
（2）通過專業軟件進行施工質量比對，為預製件生產、幕牆設計等工作提供準確的數據。
（3）結合BIM技術進行施工的比對和審核並、工程量計算等並為下一步施工提供現狀數據支持。
（3）進行施工和設計方案的比對。
（4）繪製PI&D、設備佈置等專業圖紙，有針對性的製定安裝方案避免產生不必要的損失。
（5）設計方、施工方、監理方、業主等，遠程在線溝通成為可能。

3D列印、數字化加工技術在建築BIM中的應用主要在以下幾個方面：
（1）異形構件打樣；
（2）根據BIM圖紙直接進行數字化加工；
（3）建築模型、沙盤的製作。

方案價值
先臨三維的3D數字技術綜合解決方案可以為建築BIM應用創造以下效益：
1. 3D掃描 “實景複製技術”，快速創建建築及其構件的3D數字模型，具有高精度、高效率、多方位等優點：
- 直接將各種大型的、複雜的、不規則、標准或非標準等實體3D數據完整的採集到電腦中，進而快速重構出目標的3D模型及線、面、體、空間等各種製圖數據；
- 採用非接觸式測量的方式，人員自身的安全也得到了強有力的保障；
- 基於所採集的3D數據，可進行各種後處理工作，如：測繪、檢測、分析、仿真、模擬、展示、監測、虛擬現實、… 等；
- 通過建築設計行業所使用的AutoCAD等軟件進行逆向測繪，快速完成所測建築物或建築物單個構件的平、立、剖建築設計三視圖。

2. 3D列印等數字化製造技術，效率高，便管理，省時間：
- 對於需要組裝的結構件，可以通過結構件快速成型的方式進行小樣加工，方便確認過程，優勢明顯；
- 相比傳統的人工木模、泥塑、小樣製作，數字化加工方式更精確、可重複性高，而且省料、省時、省人工。

3. 3D列印技術可以應用在建築設計、施工、營銷等各個環節，建築師、工程師和承建商(AEC)在整個概念設計和建造過程中，都可以使用3D列印模型：
-3D列印的建築模型，尤其是異形建築模型方面表現突出，是建築創意可視化與無障礙溝通最好方法；
- 建築施工規劃，把規劃要建造的建築與周圍環境一起打印出來，然後我們再來給它尋找一個最佳的位置或者造型，這樣做能避免出現很多失敗的建築，或者對周邊環境不友好的建築；
- 建築內部裝飾效果展示或家具擺放模擬，設計師自己做規劃也罷，給客戶做營銷展示用也行，3D列印都能滿足；
- 未來，直接3D列印一幢建築的可能性已經越來越大。

客戶案例
3D掃描與3D列印技術，讓徽派古建築在異地得以重建
A. 時間：
2012年，重建後進行現場掃描

古建築場掃描
B. 古建築三3D掃描處理出來數據的用途：
1、原始數據存檔
2、對古建築的木雕等木構件採用高精度的3D掃描手段，將獲取處理好的數據發送至先臨三維快速製造服務中心進行快速成型，以便後期構件得以復制加工，幫助古建築保持原有建築特點和風格在異地得到重建。

大空間3D掃描儀獲取處理得到的建築3D模型

古建築部分構件通過快速成型技術得到了複製加工

世博會上汽通用館建築的大場景三維數字化與檢測
2010 上海世博會上汽通用館整體幕牆設計是由3000 多片不同自由曲率幕牆扣板所組成，在幕牆主龍骨和場館主鋼結構完成吊裝並進行幕牆扣板試安裝過程中，發生了幕牆扣板空間安裝位置不夠、錯位等情況。
為了全面的、高效的、準確地將誤差的量與位置表達出來，公司為場館內所有主要鋼結構和幕牆主次龍骨都進行了現狀高精度3D採集和處理，將精確的結構現狀3D數據交給幕牆設計公司進行幕牆設計方案的優化。
最終，在不改變已施工完鋼結構現狀的情況下僅通過查找變形位置與變形量來優化幕牆設計方案，實現了精確的幕牆安裝。