3D 打印工艺的原理。它的流程是这样的:一开始,在电脑上把咱们想要的那种三维模型给做出来。然后呢,用一种切片的软件把这个三维模型的信息变成二维的。接着,把这二维的信息传给一个控制板的东西,它就会去指挥三维的步进电机怎么动,还有那个螺杆泵怎么泵送。喷头是安装在三维步进电机带着的那个架子上的。螺杆泵会把搅拌好的混凝土通过输送的管道给送到喷头那里,这样一来,喷头就能按照那个三维模型把实实在在的构件给打印出来喽。
3D打印混凝土配合比的设计路线。做试验的时候,主要是把一开始的配合比的流动情况、力学性能,还有实际打印的状况都综合起来评价,一点一点地选出适合 3D 打印的配合比。纤维是按照在混凝土体积里占的比例,用内掺的办法加进去的。把水泥、硅灰还有矿渣微粉这些合在一起当成胶体,水、河砂还有减水剂都是按照在胶体里占的比重,用外掺的办法加进去。
混凝土流动度和 3D 打印挤出、堆积的难易程度的示意图。这个图里啊,可没有各个变量之间具体数量的关系,只是拿来大概分析分析的。要是混凝土的流动度太大,材料就很难堆出想要的形状,就算能堆起来,也不结实,打印的时候容易塌掉,下面那层材料被上面的压着,容易变形,这样打印出来的东西尺寸就不那么准了。随着混凝土流动度一点点变小,材料挤出来后堆起来的效果就越来越好,打印的过程也越来越稳,每一层堆起来的混凝土厚度下沉得越来越少,打印出来的东西尺寸就越来越准。不过呢,同时材料在输送管道里受到的阻力就越来越大,喷头那里把材料挤出来的难度也越来越高。当流动度小到一定程度的时候,挤出来的材料就不是一条一条连续的了,而是一节一节的。流动度要是再接着变小,材料就根本挤不出来啦。