建筑3D打印技術(shù)的發(fā)展課件

建筑3D打印材料Building3DPrintingMaterials建筑3D打印材料Building3DPrinti1建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印材料?建筑3D打印前瞻Main建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印材料?建筑3D打印前23D打印技術(shù)是什么？利用“逐層”打印技術(shù)在三維空間內(nèi)利用各類材料打印三維實(shí)體產(chǎn)品的技術(shù)工業(yè)設(shè)計(jì)汽車航空航天生物醫(yī)學(xué)電子土木工程……3D打印技術(shù)是什么？利用“逐層”打印技術(shù)工業(yè)設(shè)計(jì)汽車航空航3建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)4建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)5建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)6建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)7建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)8建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)9建筑3D打印技術(shù)Building3DPrintingTechnology建筑3D打印技術(shù)Building3DPrinti10技術(shù)原理「」將混凝土構(gòu)件利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行3D建模和分割生產(chǎn)三維信息，然后將配制好的混凝土拌合物通過擠出裝置，按照設(shè)定好的程序，通過機(jī)械控制，由噴嘴擠出進(jìn)行打印，最后得到混凝土構(gòu)件。建筑3D打印技術(shù)Building3DPrintingTechnology技術(shù)原理「」將混凝土構(gòu)件利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行3D11建筑3D打印技術(shù)的發(fā)展課件12「」輪廓工藝是一項(xiàng)混合技術(shù)，主要包括外部輪廓和內(nèi)部輪廓兩部分，通過擠壓成型形成外部輪廓，再通過擠壓澆筑或注入來填充內(nèi)部。工藝輪廓工藝「」輪廓工藝是一項(xiàng)混合技術(shù)，主要包括外部輪廓和13輪廓工藝「」工藝輪廓工藝「」工藝14無模成型節(jié)省材料施工工期短人工需量求少可打印復(fù)雜結(jié)構(gòu)無模成型節(jié)省材料施工工期短人工需量15建筑3D打印材料Building3DPrintingMaterials建筑3D打印材料Building3DPrinti16材料催生技術(shù)技術(shù)催生材料Materials建筑3D打印材料Building3DPrintingMaterials材料技術(shù)Materials建筑3D打印材料Build17凝結(jié)時(shí)間骨料粒徑配合比外加劑建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)催生材料凝結(jié)時(shí)間骨料粒徑配合比外加劑建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求18技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求凝結(jié)時(shí)間技術(shù)特性：無支撐

、逐層打印、輪廓工藝材料特性需求：相對較快的凝結(jié)時(shí)間；

相對較快的強(qiáng)度發(fā)展。改良方法:1.改變水泥礦物組成、熟料細(xì)度等；

2.采用凝結(jié)與強(qiáng)度發(fā)展較快的水泥；

（采用硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽性

硅酸鹽水泥）技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求凝結(jié)時(shí)間技術(shù)特性19技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：無支撐

、逐層打印、輪廓工藝材料特性需求：相對較快的凝結(jié)時(shí)間；

相對較快的強(qiáng)度發(fā)展。改良方法:1.改變水泥礦物組成、熟料細(xì)度等；

2.采用凝結(jié)與強(qiáng)度發(fā)展較快的水泥；

（采用硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽性

硅酸鹽水泥）技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：無支撐20技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求骨料粒徑技術(shù)特性：噴嘴工藝施工材料特性需求:合適的骨料粒徑大小

過大:堵塞噴嘴；

過小:水化速率過快，水化熱過高改良方法:尋找合適的骨料粒徑技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求骨料粒徑技術(shù)特性21技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：噴嘴工藝施工材料特性需求:合適的骨料粒徑大小

過大:堵塞噴嘴；

過小:水化速率過快，水化熱過高改良方法:尋找合適的骨料粒徑技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：噴嘴工22技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求配合比技術(shù)特性：無支撐

、逐層打印、輪廓工藝材料特性需求:除了滿足施工形態(tài)需求外，還

要滿足耐久性與強(qiáng)度的需求。改良方法:基于3D打印技術(shù)的特點(diǎn)，建立新的

理論，開展新的研究。建立新的計(jì)

算模型，以及硬化理論模型、服役

壽命預(yù)測模型等。技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求配合比技術(shù)特性：23技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：無支撐

、逐層打印、輪廓工藝材料特性需求:除了滿足施工形態(tài)需求外，還

要滿足耐久性與強(qiáng)度的需求。改良方法:基于3D打印技術(shù)的特點(diǎn)，建立新的

理論，開展新的研究。建立新的計(jì)

算模型，以及硬化理論模型、服役

壽命預(yù)測模型等。技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：無支撐24技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求外加劑技術(shù)特性：無支撐

、逐層打印、輪廓工藝材料特性需求:良好的出泵形態(tài)保持能力；

良好的體積穩(wěn)定性；

較高的塑性粘度；不具有流淌性卻具有好的可塑性改良方法:加入促凝劑、早強(qiáng)劑、復(fù)合體積穩(wěn)定

劑（VS）、合成纖維等，改良膠凝材

料形態(tài)與體積穩(wěn)定性技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求外加劑技術(shù)特性：25不具有流淌性卻具有好的可塑性同時(shí)應(yīng)有較快的凝結(jié)時(shí)間和較高的早期強(qiáng)度。技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求不具有流淌性卻具有好的可塑性技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性26材料促進(jìn)技術(shù)地質(zhì)聚合物水泥GeopolymersCement材料促進(jìn)技術(shù)地質(zhì)聚合物水泥27材料促進(jìn)技術(shù)地質(zhì)聚合物是由共價(jià)鍵相連的礦物分子所組成的鏈或網(wǎng)絡(luò)。Geopolymersarechainsornetworksofmineralmoleculeslinkedwithco-valentbonds.材料促進(jìn)技術(shù)地質(zhì)聚合物是由共價(jià)鍵相連的礦物分子所組成的鏈或網(wǎng)28材料促進(jìn)技術(shù)波特蘭水泥與地質(zhì)聚合物水泥PortlandCementChemistryVS.GeopolymerChemistry材料促進(jìn)技術(shù)波特蘭水泥與地質(zhì)聚合物水泥29礦物聚合材料水泥材料促進(jìn)技術(shù)絕緣性高凍融循環(huán)耐受性高凍融循環(huán)耐受性觸變性可調(diào)整的凝結(jié)時(shí)間熱沖擊耐受性耐火性流動性穩(wěn)定的高強(qiáng)度鹽堿、酸耐受性礦物聚合材料水泥材料促進(jìn)技術(shù)絕緣性高凍融循環(huán)耐受性高凍融循環(huán)30建筑3D打印前瞻Building3DPrintingPreview建筑3D打印前瞻Building3DPrinti31建筑3D打印前瞻Building3DPrintingPreview值得期待的未來更少的建筑垃圾更為廣泛的原材料更少的勞動力投入更智能化的建筑過程更短的建設(shè)周期更多的結(jié)構(gòu)可能性更低的建造成本使星際建筑成為可能建筑3D打印前瞻Building3DPrinti32建筑3D打印前瞻Building3DPrintingPreview值得期待的未來建筑3D打印前瞻Building3DPrinti33建筑3D打印前瞻Building3DPrintingPreview值得期待的未來建筑3D打印前瞻Building3DPrinti34建筑3D打印前瞻Building3DPrintingPreview值得期待的未來建筑3D打印前瞻Building3DPrinti35建筑3D打印前瞻Building3DPrintingPreview尚需解決的問題水泥材料的合適配方配套軟件的開發(fā)打印精度不足打印設(shè)備成本較高無法適應(yīng)大規(guī)模制造結(jié)構(gòu)耐久性問題建筑3D打印前瞻Building3DPrinti36參考文獻(xiàn)Reference楊建江,陳響.3D打印建筑技術(shù)及應(yīng)用趨勢[J].施工技術(shù),2015,44(10):84-88.CesarettiG,DiniE,KestelierXD,etal.BuildingcomponentsforanoutpostontheLunarsoilbymeansofanovel3Dprintingtechnology[J].ActaAstronautica,2014,93(1):430-450.范詩建,杜驍,陳兵.磷酸鹽水泥在3D打印技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].新型建筑材料,2015,42(1):1-4.藺喜強(qiáng),張濤,霍亮,等.水泥基建筑3D打印材料的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[C]//全國特種混凝土技術(shù).2015.張大旺,王棟民.3D打印混凝土材料及混凝土建筑技術(shù)進(jìn)展[J].硅酸鹽通報(bào),2015,34(6):1583-1588.Prof.Dr.JosephDavidovitsGeopolymerInstitute02100Saint-Quentin,France,EnvironmentallyDrivenGeopolymerCementApplications.RENCA-geocementWikipedia:Geopolymer;/wiki/Geopolymer參考文獻(xiàn)Reference楊建江,陳響.3D打印建筑技術(shù)37ThanksThanks38建筑3D打印技術(shù)的發(fā)展課件39建筑3D打印材料Building3DPrintingMaterials建筑3D打印材料Building3DPrinti40建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印材料?建筑3D打印前瞻Main建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印材料?建筑3D打印前413D打印技術(shù)是什么？利用“逐層”打印技術(shù)在三維空間內(nèi)利用各類材料打印三維實(shí)體產(chǎn)品的技術(shù)工業(yè)設(shè)計(jì)汽車航空航天生物醫(yī)學(xué)電子土木工程……3D打印技術(shù)是什么？利用“逐層”打印技術(shù)工業(yè)設(shè)計(jì)汽車航空航42建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)43建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)44建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)45建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)46建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)47建筑3D打印技術(shù)建筑3D打印技術(shù)48建筑3D打印技術(shù)Building3DPrintingTechnology建筑3D打印技術(shù)Building3DPrinti49技術(shù)原理「」將混凝土構(gòu)件利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行3D建模和分割生產(chǎn)三維信息，然后將配制好的混凝土拌合物通過擠出裝置，按照設(shè)定好的程序，通過機(jī)械控制，由噴嘴擠出進(jìn)行打印，最后得到混凝土構(gòu)件。建筑3D打印技術(shù)Building3DPrintingTechnology技術(shù)原理「」將混凝土構(gòu)件利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行3D50建筑3D打印技術(shù)的發(fā)展課件51「」輪廓工藝是一項(xiàng)混合技術(shù)，主要包括外部輪廓和內(nèi)部輪廓兩部分，通過擠壓成型形成外部輪廓，再通過擠壓澆筑或注入來填充內(nèi)部。工藝輪廓工藝「」輪廓工藝是一項(xiàng)混合技術(shù)，主要包括外部輪廓和52輪廓工藝「」工藝輪廓工藝「」工藝53無模成型節(jié)省材料施工工期短人工需量求少可打印復(fù)雜結(jié)構(gòu)無模成型節(jié)省材料施工工期短人工需量54建筑3D打印材料Building3DPrintingMaterials建筑3D打印材料Building3DPrinti55材料催生技術(shù)技術(shù)催生材料Materials建筑3D打印材料Building3DPrintingMaterials材料技術(shù)Materials建筑3D打印材料Build56凝結(jié)時(shí)間骨料粒徑配合比外加劑建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)催生材料凝結(jié)時(shí)間骨料粒徑配合比外加劑建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求57技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求凝結(jié)時(shí)間技術(shù)特性：無支撐

、逐層打印、輪廓工藝材料特性需求：相對較快的凝結(jié)時(shí)間；

相對較快的強(qiáng)度發(fā)展。改良方法:1.改變水泥礦物組成、熟料細(xì)度等；

2.采用凝結(jié)與強(qiáng)度發(fā)展較快的水泥；

（采用硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽性

硅酸鹽水泥）技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求凝結(jié)時(shí)間技術(shù)特性58技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：無支撐

、逐層打印、輪廓工藝材料特性需求：相對較快的凝結(jié)時(shí)間；

相對較快的強(qiáng)度發(fā)展。改良方法:1.改變水泥礦物組成、熟料細(xì)度等；

2.采用凝結(jié)與強(qiáng)度發(fā)展較快的水泥；

（采用硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽性

硅酸鹽水泥）技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：無支撐59技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求骨料粒徑技術(shù)特性：噴嘴工藝施工材料特性需求:合適的骨料粒徑大小

過大:堵塞噴嘴；

過小:水化速率過快，水化熱過高改良方法:尋找合適的骨料粒徑技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求骨料粒徑技術(shù)特性60技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：噴嘴工藝施工材料特性需求:合適的骨料粒徑大小

過大:堵塞噴嘴；

過小:水化速率過快，水化熱過高改良方法:尋找合適的骨料粒徑技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：噴嘴工61技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求配合比技術(shù)特性：無支撐

、逐層打印、輪廓工藝材料特性需求:除了滿足施工形態(tài)需求外，還

要滿足耐久性與強(qiáng)度的需求。改良方法:基于3D打印技術(shù)的特點(diǎn)，建立新的

理論，開展新的研究。建立新的計(jì)

算模型，以及硬化理論模型、服役

壽命預(yù)測模型等。技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求配合比技術(shù)特性：62技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：無支撐

、逐層打印、輪廓工藝材料特性需求:除了滿足施工形態(tài)需求外，還

要滿足耐久性與強(qiáng)度的需求。改良方法:基于3D打印技術(shù)的特點(diǎn)，建立新的

理論，開展新的研究。建立新的計(jì)

算模型，以及硬化理論模型、服役

壽命預(yù)測模型等。技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求技術(shù)特性：無支撐63技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求外加劑技術(shù)特性：無支撐

、逐層打印、輪廓工藝材料特性需求:良好的出泵形態(tài)保持能力；

良好的體積穩(wěn)定性；

較高的塑性粘度；不具有流淌性卻具有好的可塑性改良方法:加入促凝劑、早強(qiáng)劑、復(fù)合體積穩(wěn)定

劑（VS）、合成纖維等，改良膠凝材

料形態(tài)與體積穩(wěn)定性技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求外加劑技術(shù)特性：64不具有流淌性卻具有好的可塑性同時(shí)應(yīng)有較快的凝結(jié)時(shí)間和較高的早期強(qiáng)度。技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性對材料的要求不具有流淌性卻具有好的可塑性技術(shù)催生材料建筑3D打印技術(shù)特性65材料促進(jìn)技術(shù)地質(zhì)聚合物水泥GeopolymersCement材料促進(jìn)技術(shù)地質(zhì)聚合物水泥66材料促進(jìn)技術(shù)地質(zhì)聚合物是由共價(jià)鍵相連的礦物分子所組成的鏈或網(wǎng)絡(luò)。Geopolymersarechainsornetworksofmineralmoleculeslinkedwithco-valentbonds.材料促進(jìn)技術(shù)地質(zhì)聚合物是由共價(jià)鍵相連的礦物分子所組成的鏈或網(wǎng)67材料促進(jìn)技術(shù)波特蘭水泥與地質(zhì)聚合物水泥PortlandCementChemistryVS.GeopolymerChemistry材料促進(jìn)技術(shù)波特蘭水泥與地質(zhì)聚合物水泥68礦物聚合材料水泥材料促進(jìn)技術(shù)絕緣性高凍融循環(huán)耐受性高凍融循環(huán)耐受性觸變性可調(diào)整的凝結(jié)時(shí)間熱沖擊耐受性耐火性流動性穩(wěn)定的高強(qiáng)度鹽堿、酸耐受性礦物聚合材料水泥材料促進(jìn)技術(shù)絕緣性高凍融循環(huán)耐受性高凍融循環(huán)69建筑3D打印前瞻Building3DPrintingPreview建筑3D打印前瞻Building3DPrinti70建筑3D打印前瞻Building3DPrintingPreview值得期待的未來更少的建筑垃圾更為廣泛的原材料更少的勞動力投入更智能化的建筑過程更短的建設(shè)周期更多的結(jié)構(gòu)可能性更低的建造成本使星際建筑成為可能建筑3D打印前瞻Building3DPrinti71建筑3D打印前瞻Building3DPrintingPreview值得期待的未來建筑3D打印前瞻Building3DPrinti72建筑3D打印前瞻Building3DPrinting