3D打印混凝土技術作為新興技術，由于其不需要模板，節省大量勞動力和可打印復雜造型的特點，得到了大家的關注。但是，利用3D打印技術建造想要的結構，成型精度是必須考慮的一個問題。成型精度受材料性能、打印設備及打印工藝等的影響，研究了工藝參數對成型精度的影響。

3D打印混凝土過程中，需要設定的工藝參數有很多，例如進給速度、擠出速度、噴頭內徑、空走時間、分層厚度、搭接寬度、打印路徑以及成型方向等。打印工藝參數是決定成型精度的關鍵因素，而且工藝參數設置值發生變化，打印成型精度、整體結構穩定性也會發生很大變化。

進給速度影響材料離開噴頭時的初速度，對打印材料的擠出成型狀態產生影響；擠出速度影響噴頭單位時間內出料量的多少；分層厚度是產生臺階效應誤差的主要因素；搭接寬度對打印構件的黏結性能產生影響；打印路徑影響打印構件整體穩定性；供料速度影響擠出材料的密實度，進而影響打印成型精度。

從可控可測量的角度出發，參考國內外3D打印裝置，在研制特定打印設備及打印材料的前提下，確定進給速度、擠出速度、分層厚度及搭接寬度為主要工藝參數，探究這四種參數對成型精度的影響規律。

分層厚度對成型精度的影響

分層厚度指打印噴頭每走完一層的厚度，受打印材料特性(塑性、流變性等)影響，不同層厚條件下打印段產生的沉降變形也會不同。因此，分層厚度對打印構件最終的成型精度有重要影響。

在保證打印構件設計尺寸統一的前提下，分層厚度越小，構件成型的層高沉降變形越小，成型精度越高；分層厚度越小，構件體積偏差率越小，構件成型精度越高。

搭接寬度對成型精度的影響試驗

搭接寬度是指并列擠出段之間的重疊部分。搭接寬度太大，會造成相鄰擠出段之間堆疊隆起；堆疊寬度太小，則會造成相鄰擠出段之間產生空隙，不能保證兩段之間有效黏結，從而對構件的結構穩定性產生影響。

擠出速度和進給速度對成型精度的影響試驗

3D打印將三維構件轉化為二維數據繼而生成數控系統所識別的G代碼。擠出速度與進給速度在研發的極坐標3D打印混凝土裝置中分別由G代碼中的ΔA值與F值確定。兩者與坐標變化值相關聯，如果擠出速度大于進給速度，則擠出量大、噴頭移動速度慢，打印線段的線寬會很大。如果擠出速度小于進給速度，則擠出量小、噴頭移動速度快，打印線寬變小，甚至造成斷絲現象。

結論

(1)可打印的分層厚度會在一定范圍內變化，但當分層厚度小時，成型精度高。

(2)當搭接寬度約為噴頭內徑的1/4時成型精度最好。

(3)擠出速度和進給速度的匹配關系作為影響成型精度的一個重要因素，需通過工藝試驗確定。通過數學建模分析研究，階梯效應誤差可通過調整打印構件的分層厚度與打印底角進行控制。

摘自《混凝土與水泥制品》雜志

總結

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