3D打印建筑材料相关概念辨析

1、3D 打印建筑材料相关概念辨析3D 打印技术是第三次工业革命的重要标志，该种技术也被称为 是一种快速成型技术，在医疗、模具、航空航天、汽车等领域中应用 广泛。近年来， 3D 打印技术在建筑领域中的应用取得了较好的成绩， 如 3D 混凝土技术的应用，带动了建筑行业的发展。在未来， 3D 打印 建筑材料的应用将会更加的广泛，因此，对于该种技术的相关研究， 对于建筑领域的发展具有较为积极的意义。1 基本概念1.13D快速成型3D 打印快速成型技术的应用，有效的提升工业生产的效率。小 到日用的杯具，大到汽车发动机等复杂模型的生产，都可以在 3D 打 印成型技术支持下来实现。在 CAD 设计基础上，能够

2、直接打印出模 具产品，将产品从图纸设计中直接打印为实物，在该种 3D 打印技术 的支持下，工业生产实现了一体化 1。1.23D 打印建筑美国加州大学工业与系统工程教授洛克将 3D 打印建筑称为“轮廓工艺”3D打印建筑的产生是在龙门架支持下，借助空间 X轴、丫轴、Z 轴三个方面的结构变化，来产生建筑模型。龙门架实现在丫轴方向上 的运动，打印头实现X轴方向上的运动，悬挂杆实现Z轴方向的运动。 以此，在空间坐标系的变换下，产生平面层的堆积，最终产生不同类 型的建筑结构。1.33D 打印材料当前， 3D 打印建筑施工中所应用的材料研发还不成熟。在我国 上海的 3D 打印建筑施工中，所应用的打印材料为废

3、弃材料，将废弃 物研磨粉碎，搅拌水泥、纤维、以及有机粘合物，制成膏状“油墨” ， 进行建筑 3D 打印。美国则采用树脂砂浆类、 粘土类的材料进行打印。23D 打印建筑材料的性能分析3D 打印建筑材料的性能优越，与传统的建筑材料相比，其强度 有了一定的提升， 同时具备保温节能的特点。 从建筑材料的整体应用 上分析，3D打印建筑材料经济性能凸显。2.1 强度3D 打印建筑材料的强度高低决定了其在建筑中应用形式， 当前， 我国的 3D 打印建筑材料可以应用在 12层建筑施工中，该种建筑材料 的应用抗压强度为1.5MPa3.5MPa,该种建筑强度的建筑能够满足临 时应用和展览应用目的。由于我国的建筑类

4、型与国外建筑类型不同， 在美国 12 层建筑能够满足居民生活需求。而在小高层、超高层建筑 需求较大的情况下，应用 3D 打印建筑材料的抗压强度需要达到 20MPa 以上2。2.2 保温节能建筑节能是建设可持续发展社会的重点内容， 3D 打印建筑材料 的应用，其分为两种类型， 一种是保温节能建筑材料，另一种是非保 温节能建筑材料。 前者在材料研发中所采用的是树脂型材料打印墙体 蜂窝结构，该种结构能够起到较好的节能目的。 而非保温节能建筑材 料的应用是制造出空腔墙体， 该种墙体的灵活性比较高， 如果想要提 升其保温性能，也可以向其中填充泡沫材料或者是再次浇注发泡材 料。从 3D 打印建筑材料的发展

5、方向上分析，一次打印成型的 3D 打 印建筑材料有可能是多种材料也可能是多种功能的复合材料。基于 3D 打印建筑材料的多元化，能有效的满足建筑施工需求，还能够从 结构、保温、装饰等方面实现功能性打印。2.3 抗震性对于建筑领域而言，抗震性能的提升一直是建筑行业的研发重 点，那么如何将 3D 打印建筑材料从油墨状态转换为钢筋混凝土结构、 或者玻璃钢结构，是 3D 打印建筑材料研发的关键。从钢筋混凝土研 发的思路出发，预制钢筋混凝土构件、轻钢筋结构、木结构等都需要 与 3D 打印建筑材料相互结合，以提升建筑框架结构、剪力墙结构的 稳定性。33D 打印建筑材料的性能优化3D 打印建筑材料的性能决定着

6、建筑施工质量，那么为了提升 3D 打印建筑材料的性能，需要从 3D 打印材料的固化等方面进行优化。 3D 打印建筑材料的固化会受到温度、养护等条件的影响，因此，在 进行材料的固化环节中需要严格的控制好 3D 打印建筑材料的参数。 当环境温度为 2838 C时，配比类型为缓凝，打印速度需要控制在 100150mm/s,打印的厚度为80150mm;当环境温度为1428C时，配 比类型为正常，打印速度需要控制在150250mm/s，打印的厚度为5080mm;当环境温度为514C时，配比类型为加速，打印速度需要 控制在50100mm/s，打印的厚度为20mm。在打印材料养护环节中， 需要保障两个问题， 第一为强度的增强， 第二为避免材料的开裂。 通过水泥类无机凝胶材料拌合打印材料， 保 证环境的温度和湿度，避免建筑材料出现水化和凝结 3。4 结论3D 打印技术作为新兴产业已经在建筑行业小有应用。这种新兴 科技可以极大地提高工业生产效率，发展潜力巨大。 3D 打印建筑材 料的性能优越，与传统的