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挤出速度与表观密度的动态关联及纤维影响解析

更新时间: 2024-11-26 11:53:22  查看次数: 144    
3D 打印试件看起来的密度会随着挤出速度变快而降低。这个变化是有一定规律的,在最开始变化的时候,材料的表观密度受 3D 打印挤出速度改变的影响不大,趋势线会有一个早期比较平稳的区域,就像一个平台一样。之后随着挤出速度继续提高,材料的表观密度就会明显下降,然后到一个比较低的稳定平台区域。就像前面研究结果说的那样,每组材料在合适的挤出速度下能达到最好打印质量的时候,对应的表观密度值是在每组变化曲线早期平台值的后半部分,也是曲线下降阶段的最高点,也就是试件表观密度随着挤出速度变化曲线上,早期平台区域开始下降的那个转折点的值。另外,从图里还能看到,试件表观密度的最大值会随着纤维掺量增加而降低。纤维掺量增加了,材料的可打印性就变差了,为了能有相同的打印质量,就得用更快的挤出速度来打印,挤出头螺旋桨快速搅拌就会让材料里的空气变多,这样试件硬化后里面的孔隙就变多了,最后材料的表观密度就降低了。而且,随着纤维掺量增加,表观密度变化的曲线就被“横向拉长”了。意思就是材料表观密度对 3D 打印挤出速度参数变化的反应没那么灵敏了。
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纤维掺量增加会让材料的塑性粘度变大,材料颗粒和纤维之间的摩擦力也变大了,这样材料就得在更大的挤出速度变化范围里去找材料表观密度变化的转折点,和纤维掺量小的材料比起来,挤出速度每变化一点对材料打印质量的影响就变小了。这个试验结果更能说明柔性纤维对 3D 打印混凝土形状稳定性有增强的作用。上面这些研究结论就是说,柔性纤维可能会让新拌状态下 3D 打印混凝土里的空气变多,然后影响材料硬化后的孔隙率,这样就影响了成型试件的表观密度,而且挤出速度越大,材料的表观密度降低得就越明显。在实际的 3D 打印混凝土施工过程中,可以通过检测材料的表观密度来判断试件的打印质量。在这个研究的基础上,再结合第四章不同种类纤维长度和掺量对 3D 打印混凝土流变性能的影响结果,给不同的试验组选不同的挤出速度。通过选不同的挤出速度,就能把不同流变性能的 3D 打印混凝土都以最好的打印质量打印出来,避免不同组 3D 打印试件的表面性能或者内部性能受到影响,不然就会影响力学性能测试的结果。 
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