
3D 打印水泥基材料的打印性能不光和砂浆的配比以及打印装置本身有关,还和喷嘴尺寸、喷嘴高度、行走速度、挤出速度、延迟时间以及打印路径这些打印参数密切相关。不同的设备、不同的浆料配比都有各自最适合的打印参数,所以选好砂浆配比之后还得调试相关的打印参数。实验室现有的打印机喷嘴是直径 40 毫米的圆形喷嘴,这个尺寸不太好调整。

Venkatesh Naidu 等人在研究中指出,喷嘴高度太高的话,会对打印出来的单个条带产生拉应力,让打印不连续。而喷嘴高度太低的话,会对打印出来的材料产生挤压,在一定程度上能增加打印样品的密实性,但是打印出来的料层高度会下降,外形也没法保证。这次实验把喷嘴高度设置为每层的自然厚度,这样保证了打印出来的样品是完整的。

喷嘴的行走速度和挤出速度是两个相关的变量。挤出速度太高,和行走速度不匹配的话,浆料会在喷嘴那里堆积。所以需要让行走速度和挤出速度这两个参数相匹配。延迟时间是影响可建造性的重要参数。因为砂浆的强度会随着时间增加而增加,所以延迟时间直接影响样品的可堆积性。但是延迟时间增加的话,会让已经打印的砂浆条带表面水分蒸发,导致层间结合力下降。所以选一个合适的延迟时间对打印体的整体性能非常重要。因为这次实验不涉及大尺寸样品和可堆积性能的研究,所以每层打印之间不设置延迟时间,采用连续打印来让样品成型。