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3D打印粘土砖强度研究与建筑应用

更新时间: 2024-12-10 17:26:24  查看次数: 67    
J.E. Aube 他们一帮人搞出了一个专门测试粘土砖抗压强度的程序。他们研究了好多不同的情况,像是试样尺寸不一样、方向不一样,还有是不是用聚四氟乙烯封盖,是不是用机械锯切割试样,然后在半块砖或者整块砖上做测试。结果发现,要对 3D 打印粘土砖做简单又有代表性的抗压强度测试,最好在试验前别做太多改动,而且直接对整块砖做抗压试验效果是最好的。Biranchi 他们发现,如果层间结合得好,那从不同方向测试抗压、抗折强度的时候,差别就不太大。Hambach 他们往 3D 打印材料里加了 1%的纤维,然后在不同的打印路径条件下,对试块从不同的外加荷载方向做抗折、抗压强度试验。还通过扫描电子显微镜拍 SEM 照片,研究 3D 打印试块里纤维的排布方向。他们发现,在挤出堆积式 3D 打印工艺里,纤维和包着它的浆体一起从打印喷嘴挤出来的时候,这个过程会改变纤维的方向,让纤维更偏向喷嘴的移动方向。虽然好多学者都对 3D 打印试块从不同荷载方向做了抗压、抗折强度测试,也发现 3D 打印试块有很明显的各向异性,但是都只是大概说说强度各向异性是咋回事,没有更深入地讨论,也没有进一步做定量的描述。所以啊,对 3D 打印粘土基材料抗压强度各向异性好好分析一下是很有必要的。国内外有一些企业也积极地参与到 3D 打印技术的实际应用和科学研究里去了。
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建筑企业和高校这些科研单位的目的不太一样。企业大多是想把建筑 3D 打印弄得能大规模生产、能商业化。所以建筑企业打印的构件尺寸比在室内做试验用的模型尺寸大多了,打印速度也更快,但是他们不太研究 3D 打印材料咋选,还有打印工艺的原理是啥。现在国内外的高校和企业在建筑 3D 打印这个领域已经有不少成功的探索和实践了。国内最早把建筑 3D 打印技术用到实际中的盈创公司,用一种和 ContourCrafting 差不多的 3D 打印方法,打印出了有承载能力的结构构件。在 2014 年 3 月的时候,他们打印好然后拼装起了 10 栋 1 到 2 层楼高的建筑。到了 2015 年 1 月,又成功打印拼装出了一栋面积有 1100 平方米的别墅和 6 层的居民楼。盈创公司是先把构件打印好,然后在现场拼装施工的办法来盖房子。就是先打印出外围轮廓,在轮廓里面加上桁架结构,然后把打印好的结构构件搬到施工现场组装起来。