第1章 3D打印技术与3D打印建筑的基础知识 1
1.1 概述 1
1.2 3D打印技术 1
1.3 增材制造过程中的CAD数字模型和精细控制 2
1.3.1 增材制造过程中的CAD数字模型 2
1.3.2 增材制造过程中的精细控制 3
1.4 3D打印的应用领域和优势 4
1.4.1 3D打印的应用领域 4
1.4.2 3D打印的优势 5
1.5 3D打印中使用的打印原材料 6
1.5.1 ABS树脂 6
1.5.2 聚乳酸 7
1.5.3 聚乙烯醇 8
1.5.4 3D打印塑料 8
1.5.5 光敏树脂 9
1.5.6 Laywoo-D3材料 9
1.5.7 聚碳酸酯 10
1.5.8 大理石粉 11
1.5.9 金属材料的3D打印 11
1.5.10 材料的选择 13
1.6 3D打印建筑使用的打印材料 13
1.6.1 建筑模型的3D打印材料 13
1.6.2 3D打印建筑的基础 14
第2章 3D打印和3D打印建筑中的成型技术 18
2.1 3D打印技术与离散-堆叠成型 18
2.2 光敏树脂固化成型技术 18
2.2.1 光敏树脂固化成型的原理 18
2.2.2 光敏树脂固化成型工艺的优缺点 19
2.3 熔融沉积成型 20
2.3.1 熔融沉积成型原理 20
2.3.2 熔融沉积成型使用的材料 21
2.3.3 熔融沉积成型技术的优缺点 22
2.4 选择性激光烧结成型技术 22
2.4.1 选择性激光烧结成型的工艺过程 22
2.4.2 选择性激光烧结成型使用的材料 24
2.4.3 金属粉末烧结成型中的一些工艺措施和改进方法 25
2.4.4 选择性激光烧结工艺的特点 25
2.4.5 选择性激光烧结3D打印机的硬件 25
2.5 三维打印成型 26
2.5.1 三维打印成型的原理和工艺特点 26
2.5.2 3DP技术的应用实例 28
2.5.3 熔融材料喷墨三维打印成型 28
2.6 激光近净成型 29
2.6.1 激光近净成型的原理 29
2.6.2 激光近净成型的工艺特点 30
2.7 电子束熔丝沉积成型和3D打印成型技术分类 30
2.7.1 电子束熔丝沉积成型 30
2.7.2 3D打印成型技术分类 31
第3章 3D打印建筑与打印建筑的材料 33
3.1 3D打印建筑在国内外的发展及应用现状 33
3.1.1 3D打印建筑的起源与国外的应用情况 33
3.1.2 3D打印建筑在国内的发展和应用现状 36
3.2 3D打印建筑技术 41
3.2.1 3D打印建筑的内容 41
3.2.2 3D打印建筑设备及原理 41
3.2.3 打印头喷嘴的位置控制方式和喷头的流量控制 46
3.3 打印建筑的材料 49
3.3.1 打印建筑使用材料的要求 49
3.3.2 几种新开发的3D建筑打印材料 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 使用混凝土打印建筑 56
3.4.1 美国、荷兰的3D打印混凝土建筑项目 56
3.4.2 使用3D打印混凝土打印房屋 57
3.4.3 搭积木建造的装配式建筑 61
3.5 3D建筑打印机结构的多样性 62
3.5.1 框架式结构 63
3.5.2 吊车臂式结构 63
3.6 3D打印建筑低碳环保 65
3.6.1 3D打印建筑不产生扬尘和建筑垃圾 65
3.6.2 3D打印建筑的节能和抗震 66
3.7 3D打印建筑的安全性 66
3.7.1 3D打印建造房屋的安全性 66
3.7.2 对传统建造房屋的替代 67
第4章 3D建筑打印机 69
4.1 3D建筑打印机的原理及应用 69
4.1.1 3D建筑打印机主要工作原理和成型工艺 69
4.1.2 与3D建筑打印机成型工艺相近的其他3D打印机 70
4.2 熔融沉积成型3D打印机的硬件组成、结构与工作原理 72
4.2.1 熔融沉积成型3D打印机的硬件组成 72
4.2.2 熔融沉积成型3D打印机的结构与工作原理 80
4.3 3D建筑打印机的结构和工作原理 83
4.3.1 3D建筑打印机的定义及分类 83
4.3.2 3D建筑打印机与FDM 3D打印机成型工艺的差异 84
4.3.3 3D建筑打印机的结构及打印工艺 85
4.3.4 打印建造小型房屋的案例 92
4.4 喷涂型3D建筑打印机 94
4.4.1 什么是喷涂型3D建筑打印机 94
4.4.2 喷涂型3D建筑打印机的技术基础 94
4.5 小型3D建筑打印机的打印头喷口流量控制方法 100
4.5.1 小型3D建筑打印机的打印头喷口流量控制方案 100
4.5.2 简化结构与控制方式 101
第5章 3D建筑打印机的软件及软件配置技术 103
5.1 3D打印机使用软件类型 103
5.1.1 3D打印的关键步骤 103
5.1.2 操作3D打印机必须使用的三类软件 104
5.2 上位机控制软件 Repetier-Host和Pronterface 105
5.2.1 上位机控制软件Repetier-Host 105
5.2.2 上位机控制软件Pronterface 107
5.3 切片软件Slic3r及设置 109
5.3.1 Slic3r简介 109
5.3.2 Slic3r软件的主界面介绍 110
5.3.3 Slic3r软件设置 110
5.4 Cura切片软件的使用及设置 114
5.4.1 Cura软件的安装 114
5.4.2 参数的中文释义 115
5.4.3 载入模型后的操作 115
5.4.4 切片前期配置 116
5.4.5 切片设置（基础） 116
5.5 主控板固件的设置 117
5.5.1 固件和G代码命令 117
5.5.2 常用的主控板固件及特点 119
5.5.3 Marlin固件的设置 120
5.6 3D建筑打印机的软件及软件开发 128
5.6.1 将3D打印机的软件技术应用于3D建筑打印机 129
5.6.2 3D建筑打印机使用软件及其配置 129
5.6.3 3D建筑打印机软件技术的开发 132
第6章 3D模型设计与建模工具 133
6.1 3D打印建模和常用的3D建模软件 133
6.1.1 3D打印建模 133
6.1.2 常用的3D建模软件应用及注意事项 134
6.2 3ds Max软件建模基础 135
6.2.1 3ds Max中的基本几何体和扩展几何体 135
6.2.2 一个基本几何体建模举例 136
6.3 犀牛软件建模基础 138
6.3.1 犀牛软件的功能 138
6.3.2 犀牛软件的界面及部分工具 138
6.3.3 犀牛软件简单建模举例 141
6.4 结构设计软件SolidWorks建模 143
6.4.1 SolidWorks软件简介和建模基础知识 144
6.4.2 SolidWorks建模的基础知识 144
6.5 用Tinkercad创建三维模型 149
6.5.1 Tinkercad软件基本情况 150
6.5.2 Tinkercad软件操作 151
6.5.3 新版本的Tinkercad 156
第7章 3D打印建筑技术中的三维反求工程 159
7.1 三维反求工程的原理和应用 159
7.1.1 三维反求工程的概念和原理 159
7.1.2 三维反求工程的应用 161
7.2 三维反求工程中的数据采集 165
7.2.1 接触式和非接触式测量 165
7.2.2 三坐标测量仪法 166
7.2.3 使用三维激光扫描仪的数据采集 167
7.2.4 对古建筑和古人类遗址进行三维数据建档 171
7.3 反求工程中的数据处理技术 173
7.3.1 反求工程中的数据处理 173
7.3.2 建筑物及构件反求建模的数据处理和加工精度检查 175
7.3.3 数字城市建设中的数据处理技术 176
7.4 使用123D Catch的反求建模 177
7.4.1 123D Catch的注册 177
7.4.2 123D Catch的工作过程 179
第8章 BIM与3D打印建筑 180
8.1 BIM技术及其在建筑业中的应用 180
8.1.1 BIM技术 180
8.1.2 使用BIM技术进行碰撞检测 181
8.1.3 BIM模型的架构 185
8.1.4 BIM技术在设施全生命周期的应用 186
8.1.5 BIM技术的应用 187
8.2 BIM与3D打印建筑的结合及其在3D打印建筑中的应用 188
8.2.1 3D打印建筑与BIM的结合 188
8.2.2 BIM与广义的3D打印建筑 189
8.2.3 BIM技术在3D打印建筑中的预制构件装配中的应用 191
8.2.4 三维管线综合协调 191
8.2.5 采用钢结构的3D打印建筑中BIM的应用 192
8.3 BIM应用软件 192
8.3.1 BIM应用软件的格式、兼容性和BIM服务器 192
8.3.2 BIM应用的相关软件 193
8.3.3 BIM应用中借助3D扫描技术对建筑工程进行记录、检验和阶段验收 196
8.4 BIM应用举例 196
8.4.1 117大厦的BIM应用概述 196
8.4.2 BIM集成应用为项目建设带来的成果 198
8.5 BIM在3D打印建筑中的应用 198
8.5.1 3D打印建筑中BIM应用特点和内容 198
8.5.2 三维管线综合协调和碰撞检测与软件使用 199
8.5.3 3D打印建筑中BIM模型在线应用方式和BIM软件使用 199
第9章 建筑模具的制造 201
9.1 生产建筑预制构件的模具 201
9.1.1 生产较大型混凝土建筑预制构件的模具 201
9.1.2 使用3D打印建造模具生产装饰性建筑模块及构件 203
9.2 3D打印建造建筑模块及构件模具的优势与构件模具 207
9.2.1 3D打印建造建筑模块及构件模具的优势 207
9.2.2 3D打印快速建造建筑模块及构件模具 207
9.3 3D打印生产模具与传统模具制造技术的互补 209
9.3.1 3D打印生产模具的现状 209
9.3.2 3D打印模具与传统模具生产的互补 209
第10章 3D打印建筑技术在装配式建筑中的应用 211
10.1 装配式建筑和模块化建筑 211
10.1.1 预制装配式建筑 211
10.1.2 模块化建筑 216
10.2 3D打印建筑技术与钢结构建筑 218
10.2.1 钢结构建筑的优势 218
10.2.2 常用钢结构建筑的结构体系 218
10.2.3 3D打印建筑和钢结构建筑的结合 220
10.3 3D打印建筑技术与模块化建房 221
10.3.1 模块化建筑与3D打印建筑的关系 221
10.3.2 模块化建筑技术与3D打印建筑技术的结合 222
10.4 3D打印建筑技术在装配式建筑中的深入应用及规范标准 223
10.4.1 装配式建筑的发展与标准 224
10.4.2 钢承重柱间的填充墙体打印 224
10.4.3 带保温层的打印墙体 225
10.4.4 有保温层的配筋墙体打印 226
10.4.5 喷涂型3D建筑打印机打印墙体 227
10.4.6 没有保温层的墙体打印建造 227
10.4.7 3D打印的内外装一体墙 228
10.4.8 各种功能装饰性构件和功能构件的打印建造 228
10.4.9 3D打印建筑的柱、梁等承重部件 229
10.4.10 设计和验收规范 229
10.4.11 3D打印工艺与现浇及预制的结合 230
第11章 3D打印建筑面临的问题和挑战 231
11.1 3D打印建筑和传统建筑相互帮扶 231
11.1.1 关于3D打印建筑认识的误区 231
11.1.2 3D打印建筑技术和传统技术互相帮扶 232
11.2 3D打印建筑技术存在的不足 232
11.3 深入发展3D打印建筑的基本思路 234
11.3.1 基于3D打印技术的范畴深入发展 234
11.3.2 结合相关新技术突破3D打印技术的范畴进行发展 234
11.3.3 融合新技术的绿色建筑 235
11.4 政策的扶持和相关技术标准规范的建立 235
11.4.1 国家政策的扶持 235
11.4.2 技术标准和规范的建立 236
11.5 成本核算、使用寿命及设备材料 236
11.5.1 成本核算和使用寿命 236
11.5.2 打印装备和打印材料 237
参考文献 238