3D混凝土打印技术无需建筑模板,可打破传统建筑设计限制,且具有自动高效、节约环保等优势。因此该技术逐渐成为土木领域高质量发展的核心,是建筑行业研究的前沿和热点。目前3D混凝土打印存在构件成形质量难以控制的关键问题亟需解决,限制了该技术的发展与应用。现阶段国内外研究者解决上述问题的方法主要聚焦于两大方面,分别为打印硬件设备的研发和施工工艺过程的改进。本文从改进打印工艺过程的角度切入,设计了一种双螺旋路径规划算法,可提高3D混凝土打印构件的成形质量。进一步搭建了施工作业系统,以控制混凝土打印过程,提高打印成功率。BIM技术贯穿于建筑施工的整个生命周期,但BIM模型缺乏打印信息,难以推广到3D混凝土打印领域。为拓展BIM模型信息,本文参照BIM技术底层IFC类框架,丰富机械臂族且添加了打印路径施工信息。为验证该扩展的可用性,进一步基于Revit平台开发了构件打印信息提取插件。以建筑模型花坛台为对象演示插件的使用效果,并将获取的打印信息用于后续实验。现今混凝土打印主要沿用传统树脂打印的路径规划算法,该算法未考虑混凝土特有的大尺寸成形和物料流变特性,直接使用会出现构件填充不实和欠过填充问题。基于混凝土理想打印路径应具有准确、充分、连续且平滑的特征,本文创建了评价路径规划算法的定量数学模型。进一步设计了一种针对混凝土打印的双螺旋路径规划算法,并通过打印对比实验证明了算法能有效提高构件成形质量。对上述打印过程仿真,分析机械臂笛卡尔空间与关节空间的加速度曲线,验证了该算法能大幅减小机械臂震动。建筑构件打印通常需要耗费大量混凝土材料,且打印过程需要结构支撑物辅助。为避免材料浪费和支撑物失效导致打印失败,本文研发了打印过程仿真平台。施工前对施工过程进行仿真,检查算法规划路径的合理性,确保打印质量,提高打印成功率。此外,为了应对施工过程中的各种突发情况,确保打印成功,进一步研发了施工反馈控制平台,平台实时视频反馈现场打印情况,并具有远程手动控制功能,以适应如抹缝等难以路径规划的特殊任务场景。