
刚开始做研究的时候,要搞清楚 3D 打印混凝土里各种材料该怎么搭配,也就是确定配合比。这时候就用快速测试法,先对没有加纤维的 3D 打印混凝土基体进行测试,看看这种材料能不能顺利完成 3D 打印,能不能做出合格的试件。等把 3D 打印纤维增强混凝土的流动和变形这些特性,也就是流变性能研究完之后,又在已有的打印质量评价方法的基础上,搞出了新的 3D 打印混凝土打印质量评价法和可打印性稳定评价法,这样就能更全面、更系统地测试加了纤维的 3D 打印混凝土到底能不能很好地打印。而且这两种新方法得到的结果,和材料本身的流变性能有很紧密的联系,背后也都有很完善的理论依据。

在确定 3D 打印混凝土基体配合比的时候,用的是可打印性快速评价法来判断混凝土材料能不能打印。这个方法是根据塑性承载力测试法来的,就是把用模具做好的湿的混凝土坯放在那,让它在自己重量的作用下塌下去,然后根据它塌落的程度,也就是坍落度,来判断这材料好不好打印。

Babak Zareiyan 他们在研究里发现,材料层与层之间粘得牢不牢、能承受多大压力,和 3D 打印机设计的每层高度、材料挤出来的速度有关系。Y.W.D Tay 也说过,材料挤出来的速度不一样,打印出来的东西质量就不一样。比如说可以用 3D 打印机打出悬空的挑梁结构,然后把质量不好的支撑部分去掉,就得到了最后想要的样子。这些研究都说明,材料打印出来的质量好不好,和 3D 打印机把材料挤出来的速度关系特别大。在这两位作者研究的基础上,这篇文章打算这么做:先保证打印出来的东西质量都一样,然后看看不同流动和变形特性的材料,它们适合的挤出速度是多少,用这个来判断 3D 打印混凝土能不能打印。就是说,如果不同特性的材料在不同的挤出速度下,都能达到相同的打印质量,那需要挤出速度大的材料,就说明它不容易挤出来,需要挤出速度小的材料,就说明它容易挤出来。从这个想法出发,要先搞出一个 3D 打印混凝土打印质量的评价标准,然后再用 3D 打印机的挤出速度来评价材料能不能打印。