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作為世界第一幕墻生產(chǎn)和使用大國，各種曲面造型、復雜多樣的幕墻工程在我國都有展現(xiàn)。從國家速滑館“冰絲帶”等大型公共建筑，到富有設計感的現(xiàn)代高層或小型建筑，曲面幕墻這一跨越式的墻體技術(shù)，在建筑領域已漸成席卷之勢。

隨著人們對高端、個性化幕墻的需求提升，曲面尤其是雙曲鋁板等創(chuàng)新型幕墻材料迎來了廣闊的發(fā)展空間。它憑借優(yōu)異性能、獨特的美學效果等，尤其適用于設計復雜、有較高視覺要求的建筑項目。

然而，多樣化、復雜化的曲面空間設計也為板材加工和幕墻施工提出了更高的要求。如何在有效控制生產(chǎn)周期和成本的前提下，高度還原曲面幕墻的靈動設計之美？這是一項新的挑戰(zhàn)。

技術(shù)創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)升級。本期案例，我們一起探索下3D數(shù)字化技術(shù)在建筑幕墻領域的引入，是如何幫助實現(xiàn)從設計源頭到最終施工的無縫銜接和精準控制，同時帶來生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)效率的雙重升級。

加工預制階段

幕墻用鋁板是一種預制板材，需要在工廠預制成型后，在現(xiàn)場再進行拼裝。為了確保后期對建筑設計意圖的還原實現(xiàn)，對工廠預制的精度要求很高。

曲面鋁板特殊的結(jié)構(gòu)，相比常規(guī)平板鋁材，加工更具挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)以模線、樣板、表面樣件等為制造依據(jù)的協(xié)調(diào)方式不再滿足復雜曲面結(jié)構(gòu)短周期、低成本的生產(chǎn)需求。在此情況下，數(shù)字化的3D激光掃描技術(shù)為雙曲鋁板的加工生產(chǎn)提供了既便捷高效又全面精準的檢測手段。

01、加工過程指導——高亮異形不銹鋼板

在折彎、切割、沖壓等加工環(huán)節(jié)，3D激光掃描設備憑借手持便攜的優(yōu)勢，能夠隨時隨地介入開展掃描檢測工作。如圖所示，我們采用HyperScan智能光學跟蹤掃描儀，工件表面無需貼點，也無懼金屬表面的高亮反光性，通過非接觸方式掃描可快速獲取異形加工件完整的3D數(shù)據(jù)。

將掃描數(shù)據(jù)與理想模型對比，一目了然的色譜偏差報告可幫助質(zhì)檢人員快速識別和修正超差部位，并為下一步加工提供精確的數(shù)據(jù)參考。在加工全過程中通過提供實時的檢測指導，可以精準把控生產(chǎn)加工的精度與質(zhì)量。

02、成型質(zhì)量檢測——深色雙曲鋁板

對于加工成型并完成噴涂的的雙曲鋁板，無論表面是深黑色還是彩色，HyperScan同樣可以即刻開掃，工件表面無需做任何處理。600×500mm大幅面高效掃描，數(shù)據(jù)實時顯示，所見即所得。相比傳統(tǒng)的人工模板比對檢測方式，不但操作更簡單，檢測更快速，而且有效避免了人為誤差的影響。

通過智能三維檢測模塊，可以直接測出雙曲鋁板的各類幾何特征參數(shù)，也可以通過自動3D比對創(chuàng)建色譜偏差分析圖，同時支持用戶自定義報告。數(shù)據(jù)精準，報告直觀易讀，從而將質(zhì)量控制與驗收標準提升至新的層次。

此外，相比傳統(tǒng)的文字描述和二維圖紙，數(shù)字化、可視化的檢測報告不但便于存檔、分享和追溯，在產(chǎn)品交付時也能顯著增強客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的信任度和滿意度。

拼裝建造階段

在工廠預制好的鋁板，到建筑現(xiàn)場施工時需要匹配龍骨與模型坐標點，然后把預制好的板材像拼積木一樣安裝固定到金屬龍骨上，為建筑“穿上美麗的外衣”。

對于曲面幕墻而言，尤其當采用復雜的雙曲鋁板時，傳統(tǒng)手工調(diào)整方法難度極高。在拼裝建造過程中運用數(shù)字化技術(shù)，則可以極大地提高人、材、機的運轉(zhuǎn)效率，降低建造成本，提高工程質(zhì)量。

01、單元拼裝檢測——戶外高亮曲面鋁板

對于單元式的幕墻建造，在現(xiàn)場安裝前需要預制組裝好單元板塊，并嚴格控制其組裝精度。如圖所示是由弧型鋁板和平面鋁板拼接而成的單元板塊，在戶外條件下，HyperScan依然可以精準捕獲高亮表面的完整3D數(shù)據(jù)。

▲曲面分析

▲拼裝縫隙尺寸分析

將掃描數(shù)據(jù)導入第三方檢測軟件，可對單元板塊的外形尺寸、曲面及拼裝縫隙等進行全面的智能化分析，精準指導糾正拼裝偏差。高標準化的組裝精度，有效避免了后期建造過程中單元板塊之間的裝配困難和滲漏風險，大大提升施工速度和工程質(zhì)量。

02、三維掃描建模用于安裝指導——深色薄壁雙曲鋁板

對于薄壁結(jié)構(gòu)的雙曲鋁板，在運輸或搬運過程中可能產(chǎn)生一定程度的變形，為確保建造質(zhì)量，在安裝前對板材進行掃描獲取其3D數(shù)據(jù)，與數(shù)模比對確認變形是否合格，可以從源頭上把好質(zhì)量關(guān)。

而對于施工難度和工藝要求極高的雙曲鋁板幕墻系統(tǒng)，利用三維激光掃描結(jié)合BIM（建筑信息模型）技術(shù)，進行虛擬預拼裝，可以提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，及時進行精細化調(diào)整，以保證實際施工時的無誤對接。

在安裝施工階段，可以借助3D激光掃描設備，幫助實現(xiàn)快速準確的裝配定位，大幅提升施工速度。另外，還可以階段性地對已安裝完成的部分進行掃描比對，精確驗證實際安裝與設計模型的一致性，以便及時發(fā)現(xiàn)并糾正安裝偏差。

延伸應用

推動設計數(shù)字化、可視化：

設計師可以根據(jù)掃描所得的真實3D信息，逆向優(yōu)化雙曲鋁板等復雜曲面形態(tài)，大大縮短設計周期，同時提升設計成果的數(shù)字化、可視化交付能力。

推動加工生產(chǎn)智能化、綠色化：

通過激光掃描獲取原材料或初步加工的鋁板的高精度3D數(shù)據(jù)，可直接用于指導數(shù)控機床等智能化設備進行精密加工，優(yōu)化切割路徑，減少廢料產(chǎn)生，降低因反復調(diào)整導致的資源消耗。

讓后期維護、改造擴建有據(jù)可依：

3D激光掃描為數(shù)字化檔案管理提供了有效手段，當曲面幕墻未來面臨修復維護、改造擴建等需求時，可以快速提供數(shù)據(jù)參考，進而指導新雙曲鋁板或其他曲面材料的精確復制和生產(chǎn)。

結(jié)語

從設計到施工，每個環(huán)節(jié)的精益求精，確保了最終建成效果對設計的高度還原。三維激光掃描技術(shù)已經(jīng)深度滲透到曲面幕墻的全生命周期管理中，推動建筑幕墻行業(yè)向著精細化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展，拓展了數(shù)字幕墻新空間，為高質(zhì)量、高效率的現(xiàn)代化建筑幕墻產(chǎn)業(yè)提供了創(chuàng)新升級的技術(shù)支撐。