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利用月壤进行月球基地建设的3D打印技术 总被引:2,自引:0,他引:2
近年来快速成型(3D打印)技术因其能直接建造出任何形状的实体建筑而在建筑领域广受关注,其中更有一部分技术可以通过一种特殊的"墨水"来克服沙类凝聚材料的凝聚惰性使其凝聚成形。在太空研究领域,这种就地取材的技术尤具吸引力,因为就地取材能推进载人航空探索研究的进步。此研究的目的在于评估利用月球表层土壤结合3D打印技术建造月球基地的潜在可能性。研究初期,针对D-SHAPE打印技术工作原理对月壤和利用地球土壤制造的模拟物相关物理与化学特性进行测试,研究中发现了一种取自意大利的Bolsena火山灰制成的新型月壤模拟物,几乎能与美国著名的JSC-1A模拟物呈现相同特性。为了证明这种新型月壤模拟物能实现网状物的加工处理,在空气与真空中都进行了测试,真空测试还表明采用适当的喷射方法,可以预防墨水的蒸发或冻结。与此同时,部分基地的墙体将使用D-SHAPE技术和月壤模拟物进行全尺寸加工,打印出不同材料制造的网状组织"混凝土"测试样本并对它们的力学性能进行比较。最终的研究结果将为未来空间化、打印自动化和月球基地的设计与3D打印提供参考。 相似文献
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3D打印月球基地可行性研究 总被引:1,自引:0,他引:1
3D打印技术具有直接打印任意形状的建筑物和复杂结构体系的能力,在建筑界受到越来越多的关注.3D打印技术将惰性材料打印为建筑物,极大提高了建构太空空间可能.本文通过实验手段,验证了在月球恶劣的环境下,利用3D打印技术和月球土壤建设月球基地的可能性. 相似文献
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《Planning》2014,(6)
3D打印技术作为当今的先进的制造技术,它的应用面相当的广泛,而且现正逐渐被用于一些产品的直接制造,这意味着这项技术正在普及。本文就以3D打印技术的原理,3D打印技术的发展状况,以及3D打印技术在生活中的应用这几个方面进行讨论。 相似文献
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为了实现混凝土3D打印技术在建筑行业中的运用,设计并制造了大尺度混凝土3D打印龙门运动平台。由于条件限制无法将相关辅助设备(混凝土搅拌设备、混凝土供料设备、冲洗设备等)安装于龙门结构上,遂设计了重载主动跟随小车用于安装辅助设备。但龙门响应速度远大于小车,小车额定工作速度大于龙门额定工作速度,在小车主动跟随龙门的过程中必然存在迟滞性。因此需要分析重载小车主动跟随的可行性,分析小车的同步跟随误差,以指导小车与龙门连接线缆管的预留长度。 相似文献
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3D打印技术是混凝土行业发展的一大机遇,3D打印混凝土技术也必将成为混凝土行业发展的一个重要方向。本文简单介绍了3D打印技术,综述了国内外3D打印混凝土技术与其材料、施工的发展现状与最新进展,指出3D打印混凝土技术目前存在的技术难题,并对3D打印混凝土技术的未来进行展望,提出可能的研究方向。 相似文献
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3D打印技术具有快速成型、无需模具、可精细化制作复杂结构的特点,近年来被应用在建筑行业,来更快更好地完成工程建设。3D打印建筑材料多为水泥基材料,其工作性能和力学性能与普通混凝土有一定的区别。为得到适用于3D打印的混凝土材料,本研究基于3D打印材料的性能指标,利用PVA纤维改善混凝土性能,进一步调整配合比后,最终得出适用于3D打印的早强混凝土材料。 相似文献
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为了研究3D打印混凝土硬化后的断裂机理,针对常规浇筑混凝土和三种不同打印路径混凝土,开展了劈裂抗拉强度和三点弯试验,利用声发射技术监测了断裂过程。结果表明:打印混凝土的劈裂抗拉强度、抗弯强度、延性和断裂能均小于常规浇筑混凝土;当平行于荷载方向上条间界面(水平条带之间界面)数量增加时,断裂面上材料完整性被削弱的程度愈大,劈裂抗拉强度、抗弯强度、延性和断裂能愈小;打印混凝土内部界面对微裂缝的开裂模式有影响,随着材料完整性削弱程度的增大,剪切裂缝数量占比愈大;通过衰减系数反映微观断裂与打印混凝土宏观断裂力学性能之间的关系,发现随着剪切微裂缝数量占比衰减系数的增加,抗弯强度、延性、断裂能衰减系数减小,两者近似呈线性关系。 相似文献
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为了研究3D打印混凝土硬化后的断裂机理,针对常规浇筑混凝土和三种不同打印路径混凝土,开展了劈裂抗拉强度和三点弯试验,利用声发射技术监测了断裂过程。结果表明:打印混凝土的劈裂抗拉强度、抗弯强度、延性和断裂能均小于常规浇筑混凝土;当平行于荷载方向上条间界面(水平条带之间界面)数量增加时,断裂面上材料完整性被削弱的程度愈大,劈裂抗拉强度、抗弯强度、延性和断裂能愈小;打印混凝土内部界面对微裂缝的开裂模式有影响,随着材料完整性削弱程度的增大,剪切裂缝数量占比愈大;通过衰减系数反映微观断裂与打印混凝土宏观断裂力学性能之间的关系,发现随着剪切微裂缝数量占比衰减系数的增加,抗弯强度、延性、断裂能衰减系数减小,两者近似呈线性关系。 相似文献
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3D打印混凝土可实现数字设计、一体化快速打印建造成型,具有整体性好、气水密闭、保温隔热、灵活定制、经济耐用以及安全可靠等技术优越性。基于负压医疗标准和技术参数,提出一种可拼接组装、快速就位、安全耐久的3D打印混凝土负压医疗舱空间胶囊结构。基于打印工艺和材料参数开展数值模拟,分析了负压医疗舱结构在承载能力极限状态、正常使用极限状态和建造安装阶段的结构性能,并通过模态分析研究了不同激励工况下的结构振动舒适度。结果表明:3D打印胶囊型混凝土负压医疗舱最大拉压应力小于其抗拉与抗压强度,具有良好的安全性;正常使用极限状态下结构变形满足使用限定条件,适用性良好;负压医疗舱吊装过程中结构具有很好的安全储备,施工安全可行。与传统装配式负压病房相比,3D打印混凝土负压医疗舱的一阶竖向自振频率提高了99.95%,更不易在日常使用工况下产生激励共振。在行走激励下,3D打印负压医疗舱均满足振动舒适度要求;在奔跑激励下,3D打印负压医疗舱的加速度响应处于振动有感阶段;而传统负压舱病房在行走激励下难以满足振动舒适度要求,在奔跑激励工况下的加速度响应超出人体对于振动响应的忍受范围。 相似文献
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3D打印混凝土可实现数字设计、一体化快速打印建造成型,具有整体性好、气水密闭、保温隔热、灵活定制、经济耐用以及安全可靠等技术优越性。基于负压医疗标准和技术参数,提出一种可拼接组装、快速就位、安全耐久的3D打印混凝土负压医疗舱空间胶囊结构。基于打印工艺和材料参数开展数值模拟,分析了负压医疗舱结构在承载能力极限状态、正常使用极限状态和建造安装阶段的结构性能,并通过模态分析研究了不同激励工况下的结构振动舒适度。结果表明:3D打印胶囊型混凝土负压医疗舱最大拉压应力小于其抗拉与抗压强度,具有良好的安全性;正常使用极限状态下结构变形满足使用限定条件,适用性良好;负压医疗舱吊装过程中结构具有很好的安全储备,施工安全可行。与传统装配式负压病房相比,3D打印混凝土负压医疗舱的一阶竖向自振频率提高了99.95%,更不易在日常使用工况下产生激励共振。在行走激励下,3D打印负压医疗舱均满足振动舒适度要求;在奔跑激励下,3D打印负压医疗舱的加速度响应处于振动有感阶段;而传统负压舱病房在行走激励下难以满足振动舒适度要求,在奔跑激励工况下的加速度响应超出人体对于振动响应的忍受范围。 相似文献