1、建筑3D打印材料,Building 3D Printing Materials,建筑3D打印 技术,建筑3D打印 材料 ,建筑3D打印 前瞻,Main,3D打印技术是什么？,利用“逐层”打印技术 在三维空间内 利用各类材料 打印三维实体产品 的技术,工业设计,汽车,航空航天,生物医学,电子,土木工程,建筑3D打印技术,建筑3D打印技术,建筑3D打印技术,建筑3D打印技术,建筑3D打印技术,建筑3D打印技术,建筑3D打印技术,Building 3D Printing Technology,技术原理,将混凝土构件利用计算机进行 3D 建模和分割生产三维信息，然后将配制好的混凝土拌合物通过挤出装置，
2、按照设定好的程序，通过机械控制，由喷嘴挤出进行打印，最后得到混凝土构件。,建筑3D打印技术,Building 3D Printing Technology,轮廓工艺是一项混合技术，主要包括外部轮廓和内部轮廓两部分，通过挤压成型形成外部轮廓，再通过挤压浇筑或注入来填充内部。,工艺,轮廓工艺,轮廓工艺,工艺,无 模 成 型,节 省 材 料,施 工 工 期 短,人 工 需 量 求 少,可 打 印 复 杂 结 构,建筑3D打印材料,Building 3D Printing Materials,材 料 催 生 技 术,技 术 催 生 材 料,Materials,凝结时间,骨料粒径,配合比,外加剂,建筑3
3、D打印技术特性对材料的要求,技术催生材料,技术催生材料,建筑3D打印技术特性对材料的要求,凝结时间,技术特性：无支撑 、逐层打印、轮廓工艺材料特性需求：相对较快的凝结时间；相对较快的强度发展。改良方法: 1. 改变水泥矿物组成、熟料细度等；2. 采用凝结与强度发展较快的水泥；（采用硫铝酸盐水泥、铝酸盐性硅酸盐水泥）,技术催生材料,建筑3D打印技术特性对材料的要求,技术特性：无支撑 、逐层打印、轮廓工艺材料特性需求：相对较快的凝结时间；相对较快的强度发展。改良方法: 1. 改变水泥矿物组成、熟料细度等；2. 采用凝结与强度发展较快的水泥；（采用硫铝酸盐水泥、铝酸盐性硅酸盐水泥）,技术催生材料,建
4、筑3D打印技术特性对材料的要求,骨料粒径,技术特性：喷嘴工艺施工材料特性需求: 合适的骨料粒径大小过大: 堵塞喷嘴；过小: 水化速率过快，水化热过高改良方法: 寻找合适的骨料粒径,技术催生材料,建筑3D打印技术特性对材料的要求,技术特性：喷嘴工艺施工材料特性需求: 合适的骨料粒径大小过大: 堵塞喷嘴；过小: 水化速率过快，水化热过高改良方法: 寻找合适的骨料粒径,技术催生材料,建筑3D打印技术特性对材料的要求,配合比,技术特性：无支撑 、逐层打印、轮廓工艺材料特性需求: 除了满足施工形态需求外，还 要满足耐久性与强度的需求。改良方法: 基于3D打印技术的特点，建立新的理论，开展新的研究。建立新
5、的计算模型，以及硬化理论模型、服役寿命预测模型等。,技术催生材料,建筑3D打印技术特性对材料的要求,技术特性：无支撑 、逐层打印、轮廓工艺材料特性需求: 除了满足施工形态需求外，还 要满足耐久性与强度的需求。改良方法: 基于3D打印技术的特点，建立新的理论，开展新的研究。建立新的计算模型，以及硬化理论模型、服役寿命预测模型等。,技术催生材料,建筑3D打印技术特性对材料的要求,外加剂,技术特性：无支撑 、逐层打印、轮廓工艺材料特性需求: 良好的出泵形态保持能力；良好的体积稳定性；较高的塑性粘度；不具有流淌性却具有好的可塑性改良方法: 加入促凝剂、早强剂、复合体积稳定剂（VS）、合成纤维等，改良胶
6、凝材料形态与体积稳定性,不具有流淌性却具有好的可塑性 同时应有较快的凝结时间和较高的早期强度。,技术催生材料,建筑3D打印技术特性对材料的要求,材料促进技术,地质聚合物水泥 Geopolymers Cement,材料促进技术,地质聚合物是由共价键相连的矿物分子所组成的链或网络。 Geopolymers are chains or networks of mineral molecules linked with co-valent bonds.,材料促进技术,波特兰水泥与地质聚合物水泥 Portland Cement Chemistry VS. Geopolymer Chemistry,矿物聚
7、合材料水泥,材料促进技术,绝缘性,高冻融循环耐受性,高冻融循环耐受性,触变性,可调整的凝结时间,热冲击耐受性,耐火性,流动性,稳定的高强度,盐碱、酸耐受性,建筑3D打印前瞻,Building 3D Printing Preview,值得期待的未来,更少的建筑垃圾,更为广泛的原材料,更少的劳动力投入,更智能化的建筑过程,更短的建设周期,更多的结构可能性,更低的建造成本,使星际建筑成为可能,值得期待的未来,值得期待的未来,值得期待的未来,尚需解决的问题,水泥材料的合适配方,配套软件的开发,打印精度不足,打印设备成本较高,无法适应大规模制造,结构耐久性问题,杨建江, 陈响. 3D打印建筑技术及应用趋
8、势J. 施工技术, 2015, 44(10):84-88. Cesaretti G, Dini E, Kestelier X D, et al. Building components for an outpost on the Lunar soil by means of a novel 3D printing technologyJ. Acta Astronautica, 2014, 93(1):430-450. 范诗建, 杜骁, 陈兵. 磷酸盐水泥在3D打印技术中的应用研究J. 新型建筑材料, 2015, 42(1):1-4. 蔺喜强, 张涛, 霍亮,等. 水泥基建筑3D打印材料的关键技
9、术及应用研究C/ 全国特种混凝土技术. 2015. 张大旺, 王栋民. 3D打印混凝土材料及混凝土建筑技术进展J. 硅酸盐通报, 2015, 34(6):1583-1588. Prof. Dr. Joseph Davidovits Geopolymer Institute 02100 Saint-Quentin, France, Environmentally Driven Geopolymer Cement Applications. www.geopolymer.org RENCA-geocement Wikipedia: Geopolymer; https:/en.wikipedia.org/wiki/Geopolymer,Thanks,
