代尔夫特研究人员为3D打印建筑设计了新型煅烧粘土基水泥

时间：2020-08-11 10:07 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网8月11日讯，代尔夫特理工大学的一组研究人员配制了一种新的煅烧粘土基水泥，用于挤出3D打印。与传统水泥相比，新型陶瓷具有更高的流动稠度，改善的可建造性和增强的水合特性，这对于进行精确挤出至关重要。

低级（左）和高级（右）煅烧粘土的电子显微照片。图片来自TU Delft。
混凝土3D打印
         用混凝土进行3D打印是增材制造的一个较为特殊的领域之一，但与传统模板相比，它无疑具有优势。完全消除了实际构建模板的需要，而且看似不可能，复杂的建筑几何比以往任何时候都更容易。混凝土3D打印机还可以在很大程度上优化材料使用，削减成本并减少过程中的浪费。
       除打印机外，用于建造结构的水泥可能是影响其质量的最关键因素。 3D可打印混合物需要表现出一致的流动性和低粘度，这意味着它们应以恒定的速率挤出并在设置后保持原位。有时，质量较低的水泥混合物一旦在其上面堆叠更多的层，它们就会“流挂”，从而失去其形状稳定性和随后的尺寸精度。
煅烧粘土基水泥
      为了配制具有优异机械性能和适印性的水泥混合物，研究人员研究了煅烧的粘土-粘土在850°C的炉中经过长时间的喷砂处理。它以其出色的抗压强度和成本效益而闻名，使其成为标准混凝土的极具吸引力的替代品。
        该研究涉及试验两种不同等级的煅烧粘土，即高等级（95％偏高岭土含量）和低等级（50％偏高岭土含量）。将两种等级的硅酸盐水泥以不同的比例混合，并使用在大学实验室中设置的定制挤出技术进行印刷。该装置包括一个输送泵，该输送泵连接到大型CNC工作台上的物料软管和喷嘴。

实验室中的自定义打印设置。图片来自TU Delft。
有趣的是，研究小组发现，将高品位含量从0wt％增加到50wt％可使流动稠度最大化，同时增加了混合物的尺寸稳定性。可锻性的提高归因于较高的煅烧粘土含量导致平均颗粒间距离的减少。然而，这确实伴随着成本，因为发现印刷样品在7天的使用后抗压强度较弱。现在，研究人员相信他们可以在不牺牲强度的情况下微调配方，以最大程度地提高可印刷性。

煅烧的粘土水泥印刷试验。图片来自TU Delft。
混凝土的3D打印是学术界研究的热点。南洋理工大学的科学家们最近开发了一个专门用于3D混凝土打印的单机器人工业平台。 6轴机械臂能够打印不同大小的单件结构，并最终旨在促进整个领域的发展。
这也不只是学术界，总部位于德克萨斯州的建筑公司ICON最近与美国政府支持的国防创新部门合作，在彭德尔顿营海军陆战队基地3D打印混凝土结构。二人最初训练八名海军陆战队的船员使用ICON的混凝土3D打印机，他们设法在短短36小时内打印出整个车辆的皮革结构。

(责任编辑：admin)

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