韧性转变、强度规律与打印性能协同之道

3D 打印粘土试件有个麻烦事儿，就是它的压密阶段没什么明显规律。不过呢，有人想出了一种处理这个初始压密阶段的办法，还拿这个办法把试验测出来的应力应变关系曲线给修正了。在单轴受压的情况下，和加了水泥粉末的 3D 打印粘土试件比起来，加了稻草纤维的试件，它的应力 - 应变曲线在达到最高的峰值应力之后，下降的速度要慢很多哦。这种试件的塑性屈服阶段特别明显，到最后发生塑性破坏的可能性很大。而加了水泥的 3D 打印粘土试件呢，它的曲线上升那一段很陡，达到应力峰值点之后，曲线下降段也很陡，应力一下子就衰减好多，软化阶段很短甚至都没有了，最后很容易发生脆性破坏。加了水泥粉末的 3D 打印粘土试件，它的破坏应变在 1.4%到 3.3%之间，和普通水泥土 1%到 2%的破坏应变相比，差不多提高了 1.5 倍呢。所以啊，试验结果显示 3D 打印粘土试件的材料韧性比普通水泥土要好。还有哦，0.5 和破坏应变都会随着水泥掺量、试件的年龄（也就是龄期）、抗压强度的增加而变小，这就说明 3D 打印粘土试件里的水泥石结构会让它从韧性材料慢慢变成脆性材料，它强度增加了，但是韧性却变差了。

3D 打印粘土试件的平均变形模量，会随着抗压强度变高而直线上升，这两者关系很紧密。对于加了稻草纤维的 3D 打印粘土试件来说，它的破坏应变在 3.1%到 5.5%之间，比普通水泥土的破坏应变高了 3 倍还多，所以 3D 打印粘土试件的韧性比普通水泥土材料好得多。破坏应变随着稻草纤维增加是先变大后变小的。这是因为加了稻草纤维就好像给受压的 3D 打印粘土试件加了个侧向的压力，能很好地阻止它横向变形，也不让纵向裂缝随便出现和变大，这样塑性变形能力就大大提高了。3D 打印粘土试件平均变形模量和抗压强度的关系搞清楚了，在实际工程里就可以参考这个来做事。

粘土浆体的 3D 打印工作性能主要有三个方面，就是能不能顺利地泵送、能不能顺利地挤出、能不能顺利地堆积起来。通过流变试验呢，就能把粘土浆体的 3D 打印工作性能全面地用数字表示出来。增加水泥掺量，粘土浆体的屈服应力和塑性粘度就会提高，这就是说它堆积起来更容易了，但是泵送就难了。增加稻草纤维量呢，也会提高粘土浆体的屈服应力和塑性粘度，这样它的泵送和挤出性能就变差了，不过堆积性能变好了。最后呢，根据实际打印出来的粘土试件表面看起来怎么样，提出了能满足 3D 打印工作性能的粘土浆体流变参数范围，还搞清楚了粘土浆体屈服应力、塑性粘度和水泥掺量、稻草纤维掺量之间的关系，以后要是设计粘土浆体的材料配比，就可以拿这个当基础参数了。用万能试验机还知道了不同水泥掺量和稻草纤维掺量对 3D 打印粘土试件抗压强度有啥影响规律，还弄出了个各向异性指数来表示 3D 打印粘土试件抗压强度在不同方向上的差异。增加水泥粉末掺量，3D 打印粘土试件抗压强度会提高，但是试件会变得更脆。增加稻草纤维掺量，3D 打印粘土试件抗压强度会提高，不过有个最高点，就是掺量 3%的时候抗压强度最高，这和稻草纤维能不能在粘土浆体里均匀分散有关系。 

• 上一篇：液态光固化树脂大揭秘
• 下一篇：SLM技术的优势与实践应用全解析