[发明专利]3D打印水泥基材料弯曲性及伸出性测试方法

说明书

本发明公开了一种3D打印水泥基材料弯曲性及伸出性测试方法，包括以下步骤：步骤一、水泥基材料的弯曲性测试；挤出装置在工作台上按照规定的折线路径或者曲线路径挤出水泥基材料打印条，折线形打印条的折线转角值随着检测次数的增加呈梯度逐渐减小，记录打印条在折线转角处出现裂缝时的折线转角值，曲线形打印条的曲线转角的曲率值随着检测次数的增加呈梯度逐渐增加，记录打印条在曲线转角出现裂缝时的曲率值；步骤二、水泥基材料的弯曲性比较；步骤三、水泥基材料的伸出性测试。本发明对3D打印水泥基材料打印具有倾斜度或伸出性结构的能力做出检测和评价，有助于量化打印材料适用于打印的性能，对3D打印水泥基材料的配制具有指导作用。

技术领域

本发明属于建筑3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印水泥基材料弯曲性及伸出性测试方法。

背景技术

近年来，建筑3D打印技术开始发展起来，建筑3D打印技术是一种跨学科的数字化建造技术，对建筑材料的要求不同于往，用于建筑3D打印的材料主要是水泥基材料。伴随着对水泥基材料性能要求的改变，以及应用场景的不同，材料的相关检测方法也需要更新和补充。对此，国内外学者展开了大量研究工作，制定了或正在制定一些用于3D打印水泥基材料的性能检测规范标准，这些标准多集中在3D打印水泥基材料的管道输送性，喷头挤出性，从喷头挤出后的堆积性以及堆积后的稳定性。

3D打印水泥基材料若配制不合理，在打印转弯处易出现裂缝，影响打印质量，但现在并没有针对这一材料质量问题的相关检测方法或标准；建筑3D打印技术已经可以打印出具有一定倾斜度的结构，但目前没有针对水泥基材料是否适合打印倾斜结构或伸出结构的检测方法或标准，无法判断水泥基材料是否适用于打印倾斜结构或伸出结构。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种3D打印水泥基材料弯曲性及伸出性测试方法，本发明能够以定量方式对3D打印水泥基材料的弯曲性和伸出性做出检测和评价。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种3D打印水泥基材料弯曲性及伸出性测试方法，包括以下步骤：

步骤一、水泥基材料的弯曲性测试；挤出装置在工作台上按照规定的折线路径或者曲线路径挤出水泥基材料打印条，折线形打印条的折线转角值随着检测次数的增加呈梯度逐渐减小，记录打印条在折线转角处出现裂缝时的折线转角值，曲线形打印条的曲线转角的曲率值随着检测次数的增加呈梯度逐渐增加，记录打印条在曲线转角处出现裂缝时的曲率值；

步骤二、水泥基材料的弯曲性比较；设置折线形打印条的折线转角值或曲线形打印条曲线转角的曲率值，测量并记录多个折线形打印条在转角顶点处的裂缝宽度或多个曲线形水泥基打印条在规定曲率处的裂缝宽度，按照裂缝宽度从小到大进行排列；

步骤三、水泥基材料的伸出性测试；挤出装置在带有凹槽的工作台上挤出水泥基材料打印条，打印条跨越凹槽，记录凹槽沿打印条长度方向的宽度及打印条在凹槽处下垂距离，下垂距离用于表征水泥基材料的伸出性。

作为优选的技术方案，所述步骤一或步骤三中，保持工作台静止，通过挤出装置的移动完成规定路径的打印条的打印工作，或保持挤出装置静止，通过工作台的移动完成规定路径的打印条的打印工作，或通过挤出装置和工作台的共同移动完成规定路径的打印条的打印工作。

作为优选的技术方案，所述步骤二中，通过折线形打印条在转角顶点处的裂缝深度或曲线形水泥基打印条在规定曲率处的裂缝深度表征水泥基材料的弯曲性。

作为优选的技术方案，水泥基材料在挤出时，保持喷嘴直径、喷嘴形状、打印条挤出速度、测试环境的温度及湿度相同。

作为优选的技术方案，所述步骤三中，所述打印条在凹槽处的下垂距离等于工作台上打印条上表面到打印条最低处上表面之间的距离或工作台上表面到打印条最低处下表面之间的距离。