3D打印建造技术实训教程
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作者纪颖波 徐卫国
出版社机械工业出版社
ISBN9787111741909
出版时间2023-12
装帧平装
开本16开
定价35元
货号29669896
上书时间2024-10-21
商品详情
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前言
前 言
改革开放以来，我国工程建设取得了巨大成就，阿卡迪全球建筑资产财富指数表明，中国建筑资产规模已超过美国成为全球建筑规模最大的国家。然而，我国是建造大国，还不是建造强国，碎片化、粗放式的建造方式带来了产品性能欠佳、资源浪费较大、质量安全问题突出、生产效率低下等系列问题。同时，高速城镇化进程下的大建造，社会经济发展的新需求使得工程建造活动日趋复杂，亟须把握现代信息技术发展的新一轮科技改革机遇，提升建设行业的建造和管理水平，从粗放式、碎片化向精细化、集成化的建造方式转型升级，实现工程建造的高质量发展。
3D打印建造技术源于美国学者Joseph Pegna提出的一种适用于水泥材料逐层累加并选择性凝固的自由形态构件的建造方法，作为新型数字建造技术，是我国建筑业建造方式转型升级的一种有效解决途径。住建部发布《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》，提出“积极开展建筑业3D打印设备及材料的研究”“结合BIM技术应用，探索3D打印技术运用于建筑部品、构件生产，开展示范应用”。3D打印建造技术能够有效解决建筑传统施工中存在的手工作业多、模板用量大、复杂造型难以实现等问题，并且在建筑个性化设计、智能化建造等方面具有显著优势，目前我国整体尚处于起步阶段。国内高校、研究院所联合建筑单位正在研制和开发系列3D打印建造技术，并从建造逻辑、结构形式、建造技术方面与传统建造方式进行比对，从理论和实践上综合分析论证了3D打印建造技术的可行性和应用趋势。
本书由北方工业大学纪颖波教授、清华大学徐卫国教授任主编，北方工业大学姚福义、北京市住宅产业化集团股份有限公司杨思忠任副主编，其他参编人员还包括北京市燕通建筑构件有限公司任成传和卢造，北方工业大学宋小软、白玉星、齐园和叶建东等。本书在编写过程中，参考了许多其他相关领域的书籍和论著，在此为了行文方便不再逐一注明，特向相关作者表示诚挚的谢意。
由于认识局限、水平有限，编者对3D打印建造的理解难免存在偏差，甚至错漏之处，恳请读者批评指正。
编者
导语摘要
本书从理论、实践和应用三大部分，共分成六章，详细讲解了3D打印建造技术的基本原理与实践应用。本书前四章为理论篇，第1章对3D打印建造技术进行了概述，内容涵盖基本概念、发展历程及趋势、技术原理及优势、工程技术应用情况和技术发展面临的挑战；第2~4章则分别从常见工艺方法及流程、主要材料及性能特点和通用处理技术三个方面做了详细介绍。本书的第5章为实践篇，内容以工程实际案例介绍为主，包括项目简介、技术应用情况、打印建造过程和技术应用评价。最后一章为应用篇，从当前3D打印建造技术应用的三个主要方面展开，包括构件生产沙盘、构件生产管理系统和原位3D打印建造项目实训，详细介绍了各类技术应用的实训流程。
本书内容系统全面、图文并茂，层次由浅入深，适合作为高等院校、专科院校及职业学校的3D打印建造技术、快速成型与装配式建筑技术及管理、智能建造等相关课程的教材，也可以作为从事3D打印建筑产品设计人员和工程技术人员的参考资料。
作者简介
徐卫国，男，清华大学建筑学院教授、博导、前建筑系系主任，现任清华大学深圳国际研究生院未来人居研究院常务副院长；深圳市城市规划委员会委员，中国建筑学会建筑师分会理事，数字建造学术委员会副主任，计算性设计学术委员会副主任等职。
目录
目 录
前言
第1章概述
1.13D打印建造技术
1.1.13D打印技术的产生
1.1.23D打印建造技术的定义
1.1.33D打印建造技术的原理及系统构成
1.1.43D打印建造技术的技术优势
1.23D打印建造技术发展历程
1.2.13D打印技术的发展
1.2.2国外3D打印建造技术的发展历史
1.2.3国内3D打印建造技术的发展历史
1.2.43D打印建造技术的发展趋势
1.33D打印建造技术在建筑工程中的应用
1.3.1原位3D打印建筑
1.3.2装配式3D打印建筑
1.3.3其他工程领域的应用
1.43D打印建造技术的挑战
1.4.1设备与打印方式还不够成熟
1.4.2打印材料性能不足
1.4.3行业建设标准不够完善
1.4.4行业验收不够完善
1.4.5高层建筑打印有局限
思考题
第2章3D打印建造技术常见工艺方法及流程
2.13D打印建造技术工艺梳理分析
2.2基于混凝土分层喷挤叠加方法
2.2.1轮廓工艺
2.2.2轮廓工艺-带缆索（桁架）系统
2.2.3混凝土熔融沉积（FDC）技术
2.3基于砂石粉末分层粘合叠加方法
2.3.1D型
2.3.2数字异形体
2.4大型机械臂驱动的材料三维构造建造方法
2.4.1砖块堆叠
2.4.2展亭编织
2.53D打印建造技术应用的一般流程
2.5.13D打印建造系统基本组成
2.5.2原材料储存
2.5.3混凝土制备与输送
2.5.4打印
2.5.5养护
思考题
第3章3D打印建造的材料
3.13D打印建造的主要材料
3.1.1普通砂浆
3.1.2纤维砂浆
3.1.3再生砂浆
3.1.4含粗骨料混凝土
3.2混凝土强度设计
3.2.1混凝土强度影响因素
3.2.2配置强度设计
3.2.3设计参数
3.2.4配合比计算与调整
3.3打印材料的性能特点及要求
思考题
第4章3D打印建造的处理技术
4.13D建模方法
4.1.1建模概述
4.1.2计算机软件辅助设计的三维模型构造
4.1.3反求工程设计的三维模型构造
4.1.4常见3D建模软件介绍
4.23D模型的STL格式化数据处理
4.2.1STL格式文件规则
4.2.2数据转换及传输
4.2.3STL格式文件的错误和纠错软件
4.33D模型的分层切片处理
4.3.1成型方向选择
4.3.2主要切片方式
4.3.3切片工作流程
4.3.4常见切片处理软件介绍
4.4层片路径规划
4.4.1路径规划的早期探索
4.4.2常见的路径规划类型
4.4.3路径规划问题概述
4.4.4路径规划基础算法
4.4.5填充路径生成算法
4.4.6常见规划软件
4.5加工与后处理
4.5.1设备准备
4.5.2打印加工
4.5.3成型后处理
思考题
第5章3D打印建造技术的应用案例
5.1武家庄混凝土农宅3D打印项目
5.1.1项目简介
5.1.2技术应用情况
5.1.3打印建造过程
5.1.4技术应用评价
5.2智慧湾3D打印混凝土步行桥项目
5.2.1项目简介
5.2.2技术应用情况
5.2.3打印建造过程
5.2.4技术应用评价
5.3智慧湾3D打印混凝土书屋项目
5.3.1项目简介
5.3.2技术应用情况
5.3.3打印建造过程
5.3.4技术应用评价
5.4深圳国际会展中心3D打印混凝土公园项目
5.4.1项目简介
5.4.2技术应用情况
5.4.3打印建造过程
5.4.4技术应用评价
5.5北京城市副中心住房预制构件制作项目
5.5.1项目简介
5.5.2技术应用情况
5.5.3构件生产过程
5.5.4技术应用评价
思考题
第6章3D打印建造技术的工程实训
6.1预制构件生产沙盘实训
6.1.1实训沙盘介绍
6.1.2原材料准备
6.1.3构件加工
6.1.4构件养护
6.1.5构件储运
6.1.6构件吊装
6.2预制构件生产管理系统实训
6.2.1实训系统介绍
6.2.2图样深化及工期确认
6.2.3构件及物料需求准备
6.2.4构件制作与质量管理
6.2.5构件储运与出库交付
6.3原位3D打印建造项目实训
6.3.13D模型构建
6.3.2STL格式化数据处理
6.3.3分层切片处理
6.3.4层片打印路径规划
6.3.5打印及养护
思考题
参考文献
内容摘要
本书从理论、实践和应用三大部分，共分成六章，详细讲解了3D打印建造技术的基本原理与实践应用。本书前四章为理论篇，第1章对3D打印建造技术进行了概述，内容涵盖基本概念、发展历程及趋势、技术原理及优势、工程技术应用情况和技术发展面临的挑战；第2~4章则分别从常见工艺方法及流程、主要材料及性能特点和通用处理技术三个方面做了详细介绍。本书的第5章为实践篇，内容以工程实际案例介绍为主，包括项目简介、技术应用情况、打印建造过程和技术应用评价。最后一章为应用篇，从当前3D打印建造技术应用的三个主要方面展开，包括构件生产沙盘、构件生产管理系统和原位3D打印建造项目实训，详细介绍了各类技术应用的实训流程。
本书内容系统全面、图文并茂，层次由浅入深，适合作为高等院校、专科院校及职业学校的3D打印建造技术、快速成型与装配式建筑技术及管理、智能建造等相关课程的教材，也可以作为从事3D打印建筑产品设计人员和工程技术人员的参考资料。
主编推荐
徐卫国，男，清华大学建筑学院教授、博导、前建筑系系主任，现任清华大学深圳国际研究生院未来人居研究院常务副院长；深圳市城市规划委员会委员，中国建筑学会建筑师分会理事，数字建造学术委员会副主任，计算性设计学术委员会副主任等职。
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