近年来,作为制造业领域的一项新兴技术,3D打印技术发展迅速,带来了全球制造业经济格局的重大变革。进入21世纪,3D打印技术被应用到建筑工程领域。建筑3D打印技术可以实现无模板快速成型,创新了建筑施工工艺模式,是实现数字化建造的重要手段,为建筑行业带来了巨大突破。目前,由于建筑打印设备制造技术不成熟、打印材料昂贵、打印成型结构质量难以保证等问题,建筑3D打印技术的应用和发展受到限制。本文在国内外建筑3D打印和数字建模技术研究基础上,详细阐释了复杂造型混凝土构件打印成型建模理论和模型优化关键技术。本文结合轮廓工艺基本原理和3D打印建模技术一般原理,通过介绍正向建模和逆向重构两种建模方式,探究模型数据格式转化原理和方法,分析三维模型切片处理关键技术和常用软件,建立了一套基于轮廓工艺的数字建模技术理论体系。本文详细介绍了课题组自主研发的转臂式混凝土打印设备,对试验采用的打印混凝土材料工作性能进行细致测定;结合打印设备与材料研究了关键打印工艺参数,为模型建立与优化提供了数值依据。从模型分割和内部结构优化两个方面,探索复杂造型构件模型优化方式;针对打印混凝土工作性能,提出一种基于蚁群算法的完全遍历路径规划方法和优化调整原则;结合实际打印案例研究,讨论了三维模型优化设计的关键技术和具体实现方式。本文提出模型预调整和数据处理及打印的标准工作流程。本文设计了一个礼堂建筑模型,采用AutoCad精确建模,根据打印线宽、层厚等工艺参数的设置对模型进行预调整,按照打印机工作能力和模型特点,将模型合理分割;利用自主研发的转臂式混凝土打印设备完成模型打印。