用于3D打印的复合水泥体系材料及其制备方法以及应用技术

本申请涉及增材制造技术领域，涉及一种用于3D打印的复合水泥体系材料及其制备方法以及应用。该材料，按照重量份数计，包括普通硅酸盐水泥400

【技术实现步骤摘要】
用于3D打印的复合水泥体系材料及其制备方法以及应用


[0001]本申请涉及增材制造
，具体而言，涉及一种用于3D打印的复合水泥体系材料及其制备方法以及应用。

技术介绍

[0002]目前，随着全球经济发展的猛烈趋势，各行各业都需要进行提高产品竞争力，缩短生产周期，提高企业创新能力等技术升级，传统的生产制造方式都在一定程度上存在工作环境差，生产周期较长、生产效率差、制造成本高，劳动强度大、对工人个人技术要求较高等多种因素。这样一来，传统的生产制造业似乎已经不能满足各行各业快速发展的需求。随着新技术革命和工业革命正在逐渐兴起，智能制造技术作为一种新的制造模式和技术手段能够极大的提高产品的生产效率，为产品的设计和制造模式带来颠覆性变革。智能制造技术是借助计算机来实现生产的数字化、信息化和智能化制造，是现在各国关注的重要领域，同时也是我国实现经济转型和产业结构优化的重要方式。
[0003]3D打印技术(即增材制造技术)作为智能制造技术中最为重要的一个环节，可以构建具有独特结构和多种属性的3D对象，适用于复杂结构、可定制、快速制造等要求，且生产过程简单，生产的产品可以多样化，生产方式也较为灵活，同时，工作环境也相对较好，机械化生产的情况下，也可以大大节约劳动力，从而降低产品的成本。3D打印技术本质上也是一种快速成型技术，可以有效的缩短工期，提高生产效率。3D打印技术作为一项极具创新性的绿色、高效的新兴技术，以数字化、智能化为基础，极大程度上改变了原有的生产方式和制造形式，其本身十分具有前沿性和先导性。已在生物医疗、航天航空领域等尖端领域广泛应用。
[0004]建筑材料3D打印技术可以实现免模免拆，塑形能力强，可大大降低成本、节约材料，提升施工速度，节省人力，提高建造精度，特别适合于结构复杂的异型和功能装饰构件或制品，同时可以避免粉尘和建筑垃圾的污染，实现建筑环保和绿色制造。建筑材料3D打印技术也可以应用于极端条件，如严寒及高原地区，甚至外星空间站等建设环境，实现无人施工。
[0005]当前3D打印设备按其打印规模可分为大型和小型(桌上)3D打印机，大型3D打印机的打印规模大、机械加载功率大，3D打印材料出料速度快、单层打印时间短、总体打印层数大等，因此要求3D打印材料凝结时间短；小型(桌上)3D打印机的打印规模小，机械加载功率小，3D打印材料出料速度慢、单层打印时间长、总体打印层数少等，因此要求3D打印材料凝结时间较长。
[0006]目前，本领域没有能够较准确地控制砂浆的凝结时间的3D打印材料，不能灵活适应不同规模的3D打印设备。

技术实现思路

[0007]本申请实施例的目的在于提供一种用于3D打印的复合水泥体系材料及其制备方
法以及应用。
[0008]第一方面，本申请提供一种用于3D打印的复合水泥体系材料，按照重量份数计，包括：
[0009]普通硅酸盐水泥400
‑
450重量份；高贝利特硫铝酸盐水泥100
‑
50重量份；硅灰25
‑
50重量份；膨胀剂20
‑
30重量份；骨料450
‑
700重量份。
[0010]本申请提供的用于3D打印的复合水泥体系材料，能够较准确地控制凝结时间，而且本申请提供的用于3D打印的复合水泥体系材料具有较好的流动度和稠度，能够满足3D打印需求，灵活适用于3D打印。本申请提供的用于3D打印的复合水泥体系材料用于建筑材料3D打印技术，有望实现免模免拆，调高塑形能力，降低成本、节约材料，提升施工速度，节省人力，提高建造精度的效果。本申请的用于3D打印的复合水泥体系材料特别适合于结构复杂的异型和功能装饰构件或制品，同时可以避免粉尘和建筑垃圾的污染，实现建筑环保和绿色制造。本申请的用于3D打印的复合水泥体系材料有望实现应用于极端条件，如严寒及高原地区，甚至外星空间站等建设环境，实现无人施工。
[0011]本申请的其他实施方式中，按照重量份数计，材料还包括：
[0012]减水剂1.5
‑
5重量份；乳胶粉5
‑
10重量份；消泡剂0.5
‑
1重量份；润滑剂1
‑
5重量份。
[0013]本申请的其他实施方式中，按照重量份数计，材料还包括：
[0014]纤维1
‑
30重量份；纤维素醚0.1
‑
1.5。
[0015]本申请的其他实施方式中，按照重量份数计，骨料包括第一骨料和第二骨料；第一骨料的粒径在24
‑
48目范围内；第二骨料的粒径在48
‑
70目范围内。
[0016]本申请的其他实施方式中，按照体积百分比计，第一骨料和第二骨料的含量分别在40％
‑
60％范围内。
[0017]本申请的其他实施方式中，纤维包括聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维中的至少一种。
[0018]本申请的其他实施方式中，纤维的直径≤5mm，纤维的长度≤15mm。
[0019]本申请的其他实施方式中，按照质量百分比计，高贝利特硫铝酸盐水泥的含量为高贝利特硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥总量的10％
‑
20％；
[0020]本申请的其他实施方式中，高贝利特硫铝酸盐水泥的含量为高贝利特硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥总量的10％
‑
18％。
[0021]本申请的其他实施方式中，高贝利特硫铝酸盐水泥的含量为高贝利特硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥总量的10％
‑
16％。
[0022]第二方面，本申请提供一种用于3D打印的复合水泥体系材料的制备方法，将前述任一项的用于3D打印的复合水泥体系材料中的各个组分混合均匀。
[0023]第三方面，本申请提供一种用于3D打印的复合水泥体系材料在增材制造技术中的应用。
具体实施方式
[0024]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]因此，以下提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]本申请的一些实施方式提供一种用于3D打印的复合水泥体系材料，按照重量份数计，包括：
[0027]普通硅酸盐水泥400
‑
450重量份；高贝利特硫铝酸盐水泥100
‑
50重量份；硅灰25
‑
50重量份；膨胀剂20
‑
30重量份；骨料450
‑
700重量份。
[0028]需要说明的是，上述的普通硅酸盐水泥(O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印的复合水泥体系材料，其特征在于，按照重量份数计，包括：普通硅酸盐水泥400
‑
450重量份；高贝利特硫铝酸盐水泥100
‑
50重量份；硅灰25
‑
50重量份；膨胀剂20
‑
30重量份；骨料450
‑
700重量份。2.根据权利要求1所述的用于3D打印的复合水泥体系材料，其特征在于，按照重量份数计，所述材料还包括：减水剂1.5
‑
5重量份；乳胶粉5
‑
10重量份；消泡剂0.5
‑
1重量份；润滑剂1
‑
5重量份。3.根据权利要求1所述的用于3D打印的复合水泥体系材料，其特征在于，按照重量份数计，所述材料还包括：纤维1
‑
30重量份；纤维素醚0.1
‑
1.5。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的用于3D打印的复合水泥体系材料，其特征在于，所述骨料包括第一骨料和第二骨料；所述第一骨料的粒径在24
‑
48目范围内；所述第二骨料的粒径在48
‑
70目范围内。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋民，张永虹，武逸群，刘泽，刘涛，王璜琪，白亚飞，周宇航，王吉祥，
申请(专利权)人：北京空间智筑技术有限公司，
类型：发明
国别省市：