实践：复杂模型也能轻松造型
　　3D打印机最近1～2年对建筑、构造及设备设计人员来说已经成为常用工具。原因之一是，用三维模型设计建筑物等的BIM（建筑信息模型）开始被采用。另一个原因是3D打印机的价格在迅速降低。
　　利用BIM设计能获得三维数据。把该三维数据转换成3D打印机使用的“STL格式”等，就能轻松制作模型〔图3〕。优点是，可把BIM设计过程中获得的“副产物”用于3D打印机。

 
〔图3〕用3D打印机制作模型的顺序

　　BIM设计可以随意绘制外观和内观等的CG（计算机图形）透视图，无需太费工夫。而且，还能在计算机画面上制作可在BIM模型内外自由穿行的“Walk Through”和动画。让人禁不住觉得已经不再需要模型了。
　　不过，从事树脂加工的八十岛PROCEED（东京都港区）NextMED开发室依然不断接到建筑公司等利用3D打印机制作模型的委托。
　　原因是，模型不同于CG等，可供多人从各种不同角度进行确认。还可以组合不同模型来讨论工期，以及工程和建筑物的未来景象等。甚至有的建筑公司为确认复杂的钢筋施工顺序，还用3D打印机制造钢筋模型，在桌上组装来讨论。
　　那么，用3D打印机制作的建筑物模型都在哪些情况下发挥作用的呢？据鸿池组公司的设计人员介绍，“大多用来在参加设计比赛时进行演示。与甲方交换意见时使用也很方便”。因为利用一个BIM模型可同时制造建筑物的平面模型、截面模型和比例各异的模型，说明的范围可扩大。
　　设计方法改变
　　通过采用BIM，设计方法也逐渐发生变化。例如，用计算机程序制作流线形和波浪形等复杂三维曲面的“算法设计”等方法受到了关注。
　　梓设计公司正在三维设计软件“犀牛”（Rhinoceros）中利用“蚱蜢”插件挑战算法设计。英国建筑师扎哈•哈迪德（Zaha Hadid）提出的流线形新国家体育场的外观也采用了这种方法。
　　不过，利用这种软件设计的建筑难以用以往的方法建模。因此，该公司利用3D打印机进行建模〔图4〕。

 
〔图4〕能轻松制作曲面模型

　　左侧画面是用犀牛和蚱蜢制作的复杂三维曲面。下方是用3D打印机输出的模型。能轻松制作复杂的曲面（图片由梓设计公司提供）
　　千叶大学研究生院工学研究科建筑施工法专业的平泽研究室调查了日本的传统建筑——法华经寺五重塔（千叶县市川市），用BIM软件如实再现了建筑物的骨架。
　　虽然五重塔在日本全国各地都有，不过在房顶下复杂交叉的“三跳斗拱”部分均采用相同的形状。例如，支撑横梁构件的部分使用了卷斗、大斗、方斗、鬼斗等“斗拱”部件。
　　该研究室用3D打印机一个一个打印最上层的构件。然后组装各构件，确认是否可以实际施工〔照片4〕。

 
〔照片4〕验证五重塔的施工方法

　　千叶大学平泽研究室组装用3D打印机打印的构件制作的法华经寺五重塔
　　制作费用取决于缩尺的大小
　　如果自己没有3D打印机，而是从外部订购，成本是多少呢？以八十岛PROCEED为例，虽然还取决于建筑的缩尺大小，不过一般每栋大约为10万～40万日元。
　　例如，BIM软件“ArchiCAD”的“BIM指南”中的题材——7层大厦的模型为15万日元，受新井组委托制作的独户住宅模型为36万日元〔照片5、6〕。另外，受鸿池组委托制作的23栋500分之1缩尺的模型再加上一栋200分之1缩尺的模型共计24栋为63万日元〔照片7〕。

 
〔照片5〕7层大厦的模型

　　用3D打印机制作的7层大厦的模型。制作费为15万日元（摄影：八十岛PROCEED）

 
〔照片6〕独户住宅的模型

　　新井组委托制作的独户住宅模型。上图拆掉了屋顶。再现了内部的房间布局和家具（摄影：八十岛PROCEED）

 
〔照片7〕街道模型

　　鸿池组委托制作的街道模型。右为200分之1缩尺，下为500分之1缩尺。共24栋的制作费为63万日元（摄影：八十岛PROCEED）
　　虽然还取决于使用的材料，不过基本上高度1㎝的成本为1万日元左右。最好能一次同时制作尽量多的构件。例如，在模型内部的空洞和外部等加入添景用的树木、人物和汽车等，与建筑物一起造型，这样是最划算的。
　　最小构件厚度约为1㎜
　　不过，这些模型并不是只要有BIM模型数据就能轻松制作出来的。因为能用3D打印机制作的最小构件的厚度约为1㎜。
　　据为上述新井组的独户住宅制作BIM模型的BIM用户团体“BIM LABO”介绍，“如果以50分之1或100分之1的缩尺缩小柱子、门、圆形楼梯等，厚度很容易降到1㎜以下”。有时候实物模型无法实现BIM模型上那么细微的部分。
　　另外，八十岛PROCEED Next MED开发室策划负责人西尾由贵子表示，“建筑用CAD转换成3D打印机用数据时，几乎100％会出错。数据的修正和补正也是体现技能的地方”。