基于3d打印技术的建筑材料优化设计文献综述

 2022-11-09 11:11

文献综述

摘要3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。

3D打印技术被认为是“第三次工业革命”的技术代表,到目前为止,该技术在众多领域的应用均较为广泛,然而在建筑领域却刚刚是是崭露头角。究其原因,最主要的是目前适用于这一技术的建筑材料种类少,而材料又是决定3D打印技术发展的基础。因此,如何突破材料对3D打印技术制约的瓶颈,进而推动3D打印发展显得至关重要。[1]

混凝土是一种由胶凝材料将骨料胶结成为整体的建筑材料,是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。混凝土为人类社会的发展做出了巨大的贡献。

随着社会科学技术的发展,混凝土在生产应用过程中的高能耗、高污染等问题日益凸显,成为了制约混凝土材料发展的一大阻力。为了适应社会可持续发展的需要,混凝土材料性能逐渐在向高强度、高性能发展,与此同时,新兴建筑技术的出现也为混凝土材料的可持续发展提供了新的方向。3D打印技术与混凝土技术相结合的3D打印混凝土技术,必将成为混凝土发展历程上一次重大的转折点[2]

关键词混凝土 3D打印 3D打印混凝土技术

  1. 课题背景

3D打印是制造业领域一项发展迅速的新兴技术,它被称作“具有工业革命意义的制造技术”。

3D打印作是一种通俗化名称,从成型方法方面来说其属于快速成型,实质是增材制造技术。

3D打印不仅仅是一种全新的建筑方式,更可能是一种颠覆传统的建筑模式。与传统的建筑技术相比,3D打印建筑的优势主要体现在以下几个方面:1、更快的打印速度;2、不再需要使用模版,可以大幅节约成本;3、更加绿色环保,减少建筑垃圾和建筑粉尘,降低噪声污染;4、减少建筑工人的使用,降低工人的劳动强度;5、节约建筑材料的同时,内部结构根据声学、力学原理达到最优化;6、给建筑师更广阔的设计空间。[3]

混凝土材料是目前最为典型的结构工程材料,在土木工程中应用最为广泛,应用量也最大。为跟上高端装备和智能制造的需求,将建筑业最为常见的混凝土材料与3d打印技术相结合的前景十分广阔。未来的3d打印新型建筑迫切需要高性能的3d打印混凝土出现。速凝剂与快硬水泥这两大技术,开辟了获得具有优异性能、又符合3d打印建筑的混凝土的有效途径。

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