[發明專利]建筑3D打印材料的流變性能測試方法

有效

• 申請號: 202010248855.1
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111366494B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 連春明;韓立芳;楊燕;王進
• 申請（專利權）人: 中國建筑第八工程局有限公司
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G01N33/38
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 宋小光

本發明涉及一種建筑3D打印材料的流變性能測試方法，包括：提供基準面，將打印頭置于基準面上方的設定標高處；開啟3D打印機并同時開始計時，該打印頭向下擠出材料直至材料受重力而斷裂并掉落至基準面，停止計時，以測得時間tsubgt;1/subgt;；將打印頭向上抬高設定距離，開啟3D打印機并同時開始計時，打印頭向下擠出材料直至材料受重力而斷裂并掉落至基準面，停止計時，以測得時間tsubgt;2/subgt;；計算得出時間將時間tsubgt;2/subgt;和時間tsubgt;1/subgt;的差值Δt，將差值Δt與參照范圍進行比對，從而判斷出材料的流變性能是否達標。本發明有效地解決了材料流變性能測試速度慢的問題，減少了測試成本，能夠快速判斷出材料是否能夠打印出合格的構件，有助于提升施工效率，降低施工成本。

技術領域

本發明涉及建筑3D打印領域，特指一種建筑3D打印材料的流變性能測試方法。

背景技術

建筑3D打印材料是典型的賓漢流體，在打印頭螺桿旋轉產生的應力下，會想粘性流體一樣流動，從打印頭擠出后處于低應力狀態，但又需要具有一定剛度，才能保證打印的建筑構件不坍塌，為了保證打印的建筑構件不坍塌，目前通常采用的方法是利用流變儀測出材料的具體數值，從而判斷該材料是否能夠打印出合格的構件，然而流變儀測試的時間較長且成本較高，難以快速判斷材料的流變性能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種建筑3D打印材料的流變性能測試方法，解決了材料流變性能測試速度慢的問題，減少了測試成本，能夠快速判斷出材料是否能夠打印出合格的構件，有助于提升施工效率，降低施工成本。

實現上述目的的技術方案是：

本發明提供了一種建筑3D打印材料的流變性能測試方法，用于測試3D打印機的打印頭擠出材料的流變性能，該測試方法包括如下步驟：

S11.提供一水平的基準面，將打印頭置于基準面上方的設定標高處；

S12.開啟3D打印機并同時開始計時，該打印頭向下擠出材料直至材料受重力而斷裂并掉落至基準面，暫停3D打印機并停止計時，以測得時間t₁；

S13.將打印頭向上抬高設定距離，開啟3D打印機并同時開始計時，打印頭向下擠出材料直至材料受重力而斷裂并掉落至基準面，停止計時，以測得時間t₂；

S14.計算得出時間將時間t₂和時間t₁的差值Δt，將差值Δt與參照范圍進行比對，從而判斷出材料的流變性能是否達標。

本發明采用建筑3D打印材料的流變性能測試方法，通過打印頭向基準面擠出材料，材料受重力的影響，當材料受到由重力產生的剪切應力大于材料的屈服應力時會產生頸縮的現象并斷裂而向下掉落至基準面上，記錄材料從擠出到掉落至基準面的時間t₁，進而將打印頭向上抬高設定距離，記錄材料從擠出到掉落至基準面的時間t₂，計算時間t₂和時間t₁的差值Δt，將差值Δt與參照范圍進行比對，若差值Δt在參照范圍內，則符合流變性要求，若差值Δt大于參照范圍的上限值，則流變性能較弱，容易堵塞打印頭，若差值Δt小于參照范圍的下限值，則流變性能較強，建筑構件有坍塌的風險，有效地解決了材料流變性能測試速度慢的問題，減少了測試成本，能夠快速判斷出材料是否能夠打印出合格的構件，有助于提升施工效率，降低施工成本。

本發明建筑3D打印材料的流變性能測試方法的進一步改進在于，擠出材料前，還包括：

將打印頭的出料口與基準面相貼，進而利用3D打印機控制打印頭上升至設定標高處，以使得打印頭的出料口正對基準面。

本發明建筑3D打印材料的流變性能測試方法的進一步改進在于，設定標高為基準面上方30cm處。