DELFT 研究人員配製了用於3D打印的新型煅燒粘土基水泥

Delft University of Technology 一組研究人員配製了一種新的煅燒粘土基水泥，用於擠出3D打印。與傳統水泥相比，新型陶瓷具有更高的流動稠度，改善的可建造性和增強的水合特性，這對於進行精確擠出至關重要。

3D混凝土印刷

用混凝土進行3D打印是增材製造的一個較為特殊的領域之一，但是與傳統模板相比，它無疑具有優勢。完全消除了實際構建模板的需要，而且看似不可能，複雜的建築幾何比以往任何時候都更容易。混凝土3D打印機還可以在很大程度上優化材料使用，削減成本並減少過程中的浪費。

除打印機外，用於建造結構的水泥可能是影響其質量的最關鍵因素。3D可打印混合物需要表現出一致的流動性和低粘度，這意味著它們應以恆定的速率擠出並在放置後保持原位。有時，質量較低的水泥混合物一旦在其上面堆疊其他層，就會“流掛”，從而失去其形狀穩定性和隨後的尺寸精度。

煅燒粘土基水泥

為了配製具有優異機械性能和適印性的水泥混合物，研究人員研究了煅燒粘土-粘土在850 °C 的爐中經過長時間噴砂處理後的情況。它以其出色的抗壓強度和成本效益而聞名，使其成為標準混凝土的極具吸引力的替代品。

該研究涉及試驗兩種不同等級的煅燒粘土，即高等級（95％偏高嶺土含量）和低等級（50％偏高嶺土含量）。將兩種等級的矽酸鹽水泥以不同的比例混合，並使用在大學實驗室中設置的定制擠出技術進行印刷。該裝置包括一個輸送泵，該輸送泵連接到大型CNC工作台上的物料軟管和噴嘴。

有趣的是，研究小組發現，將高品位含量從0wt％增加到50wt％可使流動稠度最大化，同時增加了混合物的尺寸穩定性。可鍛性的提高歸因於較高的煅燒粘土含量導致平均顆粒間距離的減少。然而，這確實伴隨著成本，因為發現印刷樣品在7天后的抗壓強度較弱。現在，研究人員相信他們可以在不犧牲強度的情況下微調配方，以最大程度地提高可印刷性。

該研究的更多細節可以在題為“的論文中找到對的三維印刷三元複合膠凝材料的新鮮和硬化性煅燒粘土的不同等級水平的影響 ”

混凝土的 3D打印 是學術界研究的熱點。南洋理工大學的科學家最近開發了專門用於3D混凝土打印的單機器人工業平台。6軸機械臂能夠打印不同大小的單件結構，並且最終旨在促進整個領域的發展。

這也不只是學術界，因為總部位於德克薩斯州的建築公司 ICON 最近與美國政府支持的國防創新部門合作，在彭德爾頓營海軍陸戰隊基地 3D打印混凝土結構。二人最初訓練八名海軍陸戰隊的船員使用 ICON 的混凝土3D打印機，他們設法在36小時內打印出整個車輛的皮革結構。