「列印」鋼筋混凝土？你是在逗我么？

3D列印是近年來興起的一種工業製造技術，其有別於傳統的衝壓、鑄造等減材工藝，而是通過逐層列印的方式完成產品的製造過程，因而又稱「增材製造」（Additive Manufacturing）。小到汽車零件，大到房屋建築，3D列印技術正逐步應用到各個製造領域。

3D列印鋼筋混凝土

提到混凝土，你第一時間想到的大概是攪拌機、輸送泵、運輸車，而絕不會是印表機。而事實上，以混凝土為「墨水」，採用3D列印技術已經可以「列印」出橋樑建築了。

近期，來自紐西蘭埃因霍溫理工大學(Eindhoven University of Technolog)的Dr. Freek P. Bos團隊改裝的3D印表機甚至可以直接輸出鋼筋混凝土、列印鋼混構建。為改善現有3D技術製造的混凝土結構力學性能較差的問題，該團隊將3D印表機進行改裝，在原有不鏽鋼列印噴頭的基礎上加裝了「強化吸入裝置」（Reinforcement Entraining Device）。該裝置在列印時可以同步實現將「增強介質」（Reinforcement）引入到混凝土中，以輸出鋼混材料。

其實驗選用了三種型號的鋼筋作為列印時的增強介質，並設計了「拉拔測試」（Pull-Out Test）對列印混凝土和澆築混凝土的粘結性能進行了對比。結果表明：列印混凝土具有較高的極限粘結強度，但由於混凝土基材特性及增強介質分散性的差異，列印混凝土的粘結強度要低於澆築混凝土。對列印混凝土的「四點」彎曲測試結果則表明其具有較好的抗開裂性和較高的抗失效強度。

作者指出，通過引入增強介質的3D列印方法可得到與澆築混凝土有相似結構特性的列印混凝土，進一步提高增強介質在列印混凝土中的分散性可有望實現3D列印混凝土的實際應用。

該研究成果發表在MDPI旗下期刊Materials的特刊NextGen Materials for 3D Printing中。論文中詳細介紹了改裝3D噴頭的工作原理，並深入闡述了所得鋼混材料的結構及力學性能的測試裝置與方法。

「四點」彎曲測試

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