建筑3D打印，也稱為混凝土3D打印，是用混凝土材料打印結(jié)構(gòu)的過(guò)程。盡管這些打印機(jī)使用增材制造原理，但它們面臨著不同的挑戰(zhàn)，因此3D打印過(guò)程在使用的設(shè)備、要控制的參數(shù)和打印結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)方面略有不同。

混凝土3D打印階段

典型的混凝土3D打印過(guò)程遵循數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、混凝土材料準(zhǔn)備和3D打印三個(gè)階段。

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段涉及機(jī)械臂的路徑生成。噴嘴連接到機(jī)械臂上，它在巨大的導(dǎo)軌的幫助下四處移動(dòng)。這些也形成了打印區(qū)域的邊界。帶有噴嘴的機(jī)械臂以與 FDM3D打印機(jī)中的擠出機(jī)相同的方式在區(qū)域范圍內(nèi)移動(dòng)。

高級(jí)軟件可創(chuàng)建要3D打印的模型的各個(gè)切片。然后繪制路徑并優(yōu)化手臂的運(yùn)動(dòng)以3D打印混凝土結(jié)構(gòu)。

混凝土材料準(zhǔn)備

混凝土材料準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備用于3D打印機(jī)的材料。與其他傳統(tǒng)3D打印材料相比，混凝土材料更難加工。準(zhǔn)備、混合混凝土3D打印材料并將其裝入容器都是材料準(zhǔn)備階段的一部分。然后在打印過(guò)程中根據(jù)需要將這種新鮮制備的材料泵入噴嘴。在此階段，主要有四個(gè)因素影響打印質(zhì)量。

可泵送性： 材料通過(guò)泵輸送系統(tǒng)的容易程度。

可印刷性：使用沉積設(shè)備可以輕松和可靠地沉積材料。

可建造性： 沉積的濕材料在負(fù)載下對(duì)變形的抵抗力。

開(kāi)放 時(shí)間： 其他三個(gè)屬性在可接受的容差范圍內(nèi)保持一致的時(shí)間段。在混凝土3D打印過(guò)程中，新拌混凝土的性能，特別是其泵送性和可建造性，會(huì)隨著時(shí)間的推移而惡化，因此平衡它以獲得令人滿意的結(jié)果至關(guān)重要。流動(dòng)性也會(huì)隨著時(shí)間的推移而降低，這會(huì)導(dǎo)致材料沉積出現(xiàn)間歇性間隙。然而，這些特性難以控制，并且根據(jù)制造商的混凝土混合物、所使用的輸送系統(tǒng)和所使用的沉積設(shè)備而變化很大。這些元素中的任何一個(gè)的輕微變化都會(huì)對(duì)打印質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。

混凝土3D打印工藝

有多種建筑3D打印技術(shù)，但打印過(guò)程通常通過(guò)龍門(mén)系統(tǒng)或機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行。

在龍門(mén)系統(tǒng)中，操縱器是一種操縱混凝土材料的裝置，無(wú)需操作員進(jìn)行物理接觸，安裝在頂部以在 XYZ 坐標(biāo)中定位打印噴嘴。但這也限制了3D打印機(jī)的自由度。

在機(jī)械臂系統(tǒng)中，由于它消除了機(jī)械手的使用，系統(tǒng)為噴嘴提供了額外的自由度，允許更準(zhǔn)確的打印工作流程，例如使用切向連續(xù)性方法打印。

但是，無(wú)論用于建筑3D打印的系統(tǒng)如何，噴嘴行進(jìn)速度和材料流速之間的協(xié)調(diào)對(duì)于打印絲的結(jié)果至關(guān)重要。如果需要，可以對(duì)多個(gè)機(jī)械臂進(jìn)行編程以同時(shí)運(yùn)行以減少整體打印時(shí)間。

在3D打印之后，可以應(yīng)用后處理程序來(lái)去除作為支撐結(jié)構(gòu)或任何表面處理要求而創(chuàng)建的任何多余部件。在某些情況下，這也可以自動(dòng)化。

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