3D打印喷嘴结构的优化以及工艺参数对水下混凝土成型性能的影响
Kun Yang1, Jingbo Yuan1, Yibo Wang1
1School of Mechanical Engineering and Automation, Liaoning University of Technology, Jinzhou 121000, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|April 24, 2025
概括
这项研究通过改进喷嘴尺寸和工艺参数来优化水下混凝土3D打印 (3DPC). 最佳设置可确保均的材料挤出,并增强船舶建筑的机械性能.
科学领域:
- 海洋工程 海洋工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 水下混凝土3D打印 (3DPC) 对海洋应用具有前景,但由于环境而面临质量挑战.
- 优化喷嘴设计和打印参数对于结构完整性至关重要.
研究的目的:
- 为了优化喷嘴结构和水下混凝土3D打印的过程参数.
- 提高3D打印水下结构的质量和机械性能.
主要方法:
- 使用响应表面方法和ANSYS Fluent来优化喷嘴尺寸.
- 采用直角实验设计来研究螺丝速度,打印速度和喷嘴高度效应.
- 分析了内部流场和机械性能 (压力和屈曲强度).
主要成果:
- 确定最佳喷嘴尺寸:直径55毫米,倾斜角度20度,长度34毫米,用于均挤出.
- 确定了最佳的打印参数:16 mm/s的打印速度,10 mm的喷嘴高度,50 r/min的螺丝速度.
- 实现了高效的印刷,同时保持了水下结构的机械性能.
结论:
- 为水下3DPC喷嘴和参数优化提供了科学和实际指导.
- 为海洋资源开发和水下建筑挑战提供创新解决方案.
