●前言
第1章3D打印技術與3D打印建築的基礎知識1
1.1概述1
1.23D打印技術1
1.3增材制造過程中的CAD數字模型和精細控制2
1.3.1增材制造過程中的CAD數字模型2
1.3.2增材制造過程中的精細控制3
1.43D打印的應用領域和優勢4
1.4.13D打印的應用領域4
1.4.23D打印的優勢5
1.53D打印中使用的打印原材料6
1.5.1ABS樹脂6
1.5.2聚乳酸7
1.5.3聚乙烯醇8
1.5.43D打印塑料8
1.5.5光敏樹脂9
1.5.6Laywoo-D3材料9
1.5.7聚碳酸酯10
1.5.8大理石粉11
1.5.9金屬材料的3D打印11
1.5.10材料的選擇13
1.63D打印建築使用的打印材料13
1.6.1建築模型的3D打印材料13
1.6.23D打印建築的基礎14
第2章3D打印和3D打印建築中的成型技術18
2.13D打印技術與離散-堆疊成型18
2.2光敏樹脂固化成型技術18
2.2.1光敏樹脂固化成型的原理18
2.2.2光敏樹脂固化成型工藝的優缺點19
2.3熔融沉積成型20
2.3.1熔融沉積成型原理20
2.3.2熔融沉積成型使用的材料21
2.3.3熔融沉積成型技術的優缺點22
2.4選擇性激光燒結成型技術22
2.4.1選擇性激光燒結成型的工藝過程22
2.4.2選擇性激光燒結成型使用的材料24
2.4.3金屬粉末燒結成型中的一些工藝措施和改進方法25
2.4.4選擇性激光燒結工藝的特點25
2.4.5選擇性激光燒結3D打印機的硬件25
2.5三維打印成型26
2.5.1三維打印成型的原理和工藝特點26
2.5.23DP技術的應用實例28
2.5.3熔融材料噴墨三維打印成型28
2.6激光近淨成型29
2.6.1激光近淨成型的原理29
2.6.2激光近淨成型的工藝特點30
2.7電子束熔絲沉積成型和3D打印成型技術分類30
2.7.1電子束熔絲沉積成型30
2.7.23D打印成型技術分類31
第3章3D打印建築與打印建築的材料33
3.13D打印建築在國內外的發展及應用現狀33
3.1.13D打印建築的起源與國外的應用情況33
3.1.23D打印建築在國內的發展和應用現狀36
3.23D打印建築技術41
3.2.13D打印建築的內容41
3.2.23D打印建築設備及原理41
3.2.3打印頭噴嘴的位置控制方式和噴頭的流量控制46
3.3打印建築的材料49
3.3.1打印建築使用材料的要求49
3.3.2幾種新開發的3D建築打印材料51
3.3.3再造石材料52
3.3.4混凝土材料53
3.3.5砂石材料54
3.3.6玻璃材料55
3.4使用混凝土打印建築56
3.4.1美國、荷蘭的3D打印混凝土建築項目56
3.4.2使用3D打印混凝土打印房屋57
3.4.3搭積木建造的裝配式建築61
3.53D建築打印機結構的多樣性62

3.5.1框架式結構63
3.5.2弔車臂式結構63
3.63D打印建築低碳環保65
3.6.13D打印建築不產生揚塵和建築垃圾65
3.6.23D打印建築的節能和抗震66
3.73D打印建築的安全性66
3.7.13D打印建造房屋的安全性66
3.7.2對傳統建造房屋的替代67
第4章3D建築打印機69
4.13D建築打印機的原理及應用69
4.1.13D建築打印機主要工作原理和成型工藝69
4.1.2與3D建築打印機成型工藝相近的其他3D打印機70
4.2熔融沉積成型3D打印機的硬件組成、結構與工作原理72
4.2.1熔融沉積成型3D打印機的硬件組成72
4.2.2熔融沉積成型3D打印機的結構與工作原理80
4.33D建築打印機的結構和工作原理83
4.3.13D建築打印機的定義及分類83
4.3.23D建築打印機與FDM3D打印機成型工藝的差異84
4.3.33D建築打印機的結構及打印工藝85
4.3.4打印建造小型房屋的案例92
4.4噴塗型3D建築打印機94
4.4.1什麼是噴塗型3D建築打印機94
4.4.2噴塗型3D建築打印機的技術基礎94
4.5小型3D建築打印機的打印頭噴口流量控制方法100
4.5.1小型3D建築打印機的打印頭噴口流量控制方案100
4.5.2簡化結構與控制方式101
第5章3D建築打印機的軟件及軟件配置技術103
5.13D打印機使用軟件類型103
5.1.13D打印的關鍵步驟103
5.1.2操作3D打印機必須使用的三類軟件104
5.2上位機控制軟件Repetier-Host和Pronterface105
5.2.1上位機控制軟件Repetier-Host105
5.2.2上位機控制軟件Pronterface107
5.3切片軟件Slic3r及設置109
5.3.1Slic3r簡介109
5.3.2Slic3r軟件的主界面介紹110
5.3.3Slic3r軟件設置110

5.4Cura切片軟件的使用及設置114
5.4.1Cura軟件的安裝114
5.4.2參數的中文釋義115
5.4.3載入模型後的操作115
5.4.4切片前期配置116
5.4.5切片設置（基礎）116
5.5主控板固件的設置117
5.5.1固件和G代碼命令117
5.5.2常用的主控板固件及特點119
5.5.3Marlin固件的設置120
5.63D建築打印機的軟件及軟件開發128
5.6.1將3D打印機的軟件技術應用於3D建築打印機129
5.6.23D建築打印機使用軟件及其配置129
5.6.33D建築打印機軟件技術的開發132
第6章3D模型設計與建模工具133
6.13D打印建模和常用的3D建模軟件133
6.1.13D打印建模133
6.1.2常用的3D建模軟件應用及注意事項134
6.23dsMax軟件建模基礎135
6.2.13dsMax中的基本幾何體和擴展幾何體135
6.2.2一個基本幾何體建模舉例136
6.3犀牛軟件建模基礎138
6.3.1犀牛軟件的功能138
6.3.2犀牛軟件的界面及部分工具138
6.3.3犀牛軟件簡單建模舉例141
6.4結構設計軟件SolidWorks建模143
6.4.1SolidWorks軟件簡介和建模基礎知識144
6.4.2SolidWorks建模的基礎知識144
6.5用Tinkercad創建三維模型149
6.5.1Tinkercad軟件基本情況150
6.5.2Tinkercad軟件操作151
6.5.3新版本的Tinkercad156
第7章3D打印建築技術中的三維反求工程159
7.1三維反求工程的原理和應用159
7.1.1三維反求工程的概念和原理159
7.1.2三維反求工程的應用161
7.2三維反求工程中的數據采集165

7.2.1接觸式和非接觸式測量165
7.2.2三坐標測量儀法166
7.2.3使用三維激光掃描儀的數據采集167
7.2.4對古建築和古人類遺址進行三維數據建檔171
7.3反求工程中的數據處理技術173
7.3.1反求工程中的數據處理173
7.3.2建築物及構件反求建模的數據處理和加工精度檢查175
7.3.3數字城市建設中的數據處理技術176
7.4使用123DCatch的反求建模177
7.4.1123DCatch的注冊177
7.4.2123DCatch的工作過程179
第8章BIM與3D打印建築180
8.1BIM技術及其在建築業中的應用180
8.1.1BIM技術180
8.1.2使用BIM技術進行踫撞檢測181
8.1.3BIM模型的架構185
8.1.4BIM技術在設施全生命周期的應用186
8.1.5BIM技術的應用187
8.2BIM與3D打印建築的結合及其在3D打印建築中的應用188
8.2.13D打印建築與BIM的結合188
8.2.2BIM與廣義的3D打印建築189
8.2.3BIM技術在3D打印建築中的預制構件裝配中的應用191
8.2.4三維管線綜合協調191
8.2.5采用鋼結構的3D打印建築中BIM的應用192
8.3BIM應用軟件192
8.3.1BIM應用軟件的格式、兼容性和BIM服務器192
8.3.2BlM應用的相關軟件193
8.3.3BIM應用中借助3D掃描技術對建築工程進行記錄、檢驗和階段驗收196
8.4BIM應用舉例196
8.4.1117大廈的BIM應用概述196
8.4.2BIM集成應用為項目建設帶來的成果198
8.5BIM在3D打印建築中的應用198
8.5.13D打印建築中BIM應用特點和內容198
8.5.2三維管線綜合協調和踫撞檢測與軟件使用199
8.5.33D打印建築中BIM模型在線應用方式和BIM軟件使用199
第9章建築模具的制造2019.1生產建築預制構件的模具201
9.1.1生產較大型混凝土建築預制構件的模具201
9.1.2使用3D打印建造模具生產裝飾性建築模塊及構件203
9.23D打印建造建築模塊及構件模具的優勢與構件模具207
9.2.13D打印建造建築模塊及構件模具的優勢207
9.2.23D打印快速建造建築模塊及構件模具207
9.33D打印生產模具與傳統模具制造技術的互補209
9.3.13D打印生產模具的現狀209
9.3.23D打印模具與傳統模具生產的互補209
第10章3D打印建築技術在裝配式建築中的應用211
10.1裝配式建築和模塊化建築211
10.1.1預制裝配式建築211
10.1.2模塊化建築216
10.23D打印建築技術與鋼結構建築218
10.2.1鋼結構建築的優勢218
10.2.2常用鋼結構建築的結構體繫218
10.2.33D打印建築和鋼結構建築的結合220
10.33D打印建築技術與模塊化建房221
10.3.1模塊化建築與3D打印建築的關繫221
10.3.2模塊化建築技術與3D打印建築技術的結合222
10.43D打印建築技術在裝配式建築中的深入應用及規範標準223
10.4.1裝配式建築的發展與標準224
10.4.2鋼承重柱間的填充牆體打印224
10.4.3帶保溫層的打印牆體225
10.4.4有保溫層的配筋牆體打印226
10.4.5噴塗型3D建築打印機打印牆體227
10.4.6沒有保溫層的牆體打印建造227
10.4.73D打印的內外裝一體牆228
10.4.8各種功能裝飾性構件和功能構件的打印建造228
10.4.93D打印建築的柱、梁等承重部件229
10.4.10設計和驗收規範229
10.4.113D打印工藝與現澆及預制的結合230
第11章3D打印建築面臨的問題和挑戰231
11.13D打印建築和傳統建築相互幫扶231
11.1.1關於3D打印建築認識的誤區231
11.1.23D打印建築技術和傳統技術互相幫扶232
11.23D打印建築技術存在的不足232
11.3深入發展3D打印建築的基本思路234
11.3.1基於3D打印技術的範疇深入發展234
11.3.2結合相關新技術突破3D打印技術的範疇進行發展234
11.3.3融合新技術的綠色建築235
11.4政策的扶持和相關技術標準規範的建立235
11.4.1國家政策的扶持235
11.4.2技術標準和規範的建立236
11.5成本核算、使用壽命及設備材料236
11.5.1成本核算和使用壽命236
11.5.2打印裝備和打印材料237
參考文獻238

本書用通俗的語言為讀者繫統地介紹了3D打印建築的基礎知識。全書共分11章，包括：3D打印技術與3D打印建築的基礎知識；3D打印和3D打印建築中的成型技術；3D打印建築與打印建築的材料；3D建築打印機；3D建築打印機的軟件及軟件配置技術；3D模型設計與建模工具；3D打印建築技術中的三維反求工程；BIM與3D打印建築；建築模具的制造；3D打印建築技術在裝配式建築中的應用；3D打印建築面臨的問題和挑戰等。本書可作為建築類院校電氣工程與自動化、建築電氣與智能化、自動化、建築工程技術、工程管理、建築類相關專業的本科生、研究生的3D打印建築技術教材，也可以作為建築行業設計、施工和管理人員學習3D打印建築技術的參考書。

前 言 3D 打印建築技術是一種有著極強生命力的新技術，該技術已經引起了業內人士的高度關 注，人們非常希望能夠更加深入地了解和學習這項新技術，但目前關於 3D 打印建築技術的 書籍很少。為了能夠較深入展示 3D 打印建築技術的基本理論、技術體繫和工程實現方法， 我們組織編寫了此書。 本書既重視基本理論、技術體繫和技術路線方法的講述，同時也注重貼近實際工程應用。 本書采用了一個合理的技術體繫，基於 3D 打印技術引申出 3D 打印建築技術，力求技術體繫 完整，涉及的技術鏈條完整。要掌握好 3D 打印建築的基本理論和技術體繫，作者建議：讀者應完整地讀完本書的前10 章，通過學習掌握 3D 打印建築較完整的技術路線。 （1）3D 打印的幾種主要成型技術，尤其是要熟悉與 3D 打印建築關聯非常緊密的熔融沉 積成型的工藝過程，熟悉熔融材料噴墨三維打印成型工藝過程。 （2）較深入地了解 3D 打印建築等