3D打印技術在建築行業(ye) 和混凝土領域的應用越來越普遍，因為(wei) 工業(ye) 家們(men) 意識到它的巨大優(you) 勢，人們(men) 對此進行了加強空間結構的試驗，檢查了3D打印的混凝土中的參數，甚至使用了3D打印的水泥自修複膠囊。

在最近發表的《3D打印地質聚合物混凝土的生命周期評估：事前研究》中，作者嶽瑤（荷蘭(lan) 萊頓大學)、胡明明（重慶大學），Francesco Di Maio（荷蘭(lan) 代爾夫特工業(ye) 大學）和Stefano Cucurachi（荷蘭(lan) 萊頓大學）等人研究了混凝土中地質聚合物的發展，並進一步探討了3D打印技術在建築行業(ye) 中的應用。

考慮到環境因素，作者正在評估使用3D打印和地質聚合物（如矽酸鹽水泥）代替傳(chuan) 統製造方法的效果。通過生命周期的事前評估（LCA）對環境績效進行了評估，製造商數據用於(yu) 查明需要改進的地方，並在研究人員在研究需要改進的地方時與(yu) 公司合作創建了“放大方案”。

氣候變化的貢獻分析

就建築和水泥方麵的3D打印而言，減少浪費是最重要的好處之一，盡管地質聚合物可能比普通混凝土對環境的影響更大，但研究表明，通過多方麵改進，可以減少碳足跡。研究人員能夠通過降低地質聚合物“配方”中的矽酸鹽含量來實現這一目標。

先前的研究表明，3D打印的建築效率更高、排放更低、產(chan) 生的廢物更少、能耗更低。事前評估可幫助研究人員評估通過噴墨3D打印製造地質聚合物混凝土物體(ti) 的優(you) 點。

“這項研究旨在將環境管理與(yu) 技術開發相結合，並與(yu) 技術開發人員密切合作，研究表明，事前評估不僅(jin) 可以估算潛在的環境影響，更重要的是，從(cong) 目前的實驗室規模實驗中，可以為(wei) 未來3D打印地質聚合物混凝土技術的部署提供指導。”研究人員說。

但是，建議的改進仍然存在一些方麵，在不久的將來很難加以整合：

研究人員說：“這項研究中的3D打印地質聚合物混凝土技術的技術準備水平（TRL； Moorhouse，2002）估計為(wei) 6級，已處於(yu) 技術論證階段。這意味著，即使在TRL軌跡的較早階段也要使用LCA，以保證在技術的核心組件更加靈活的情況下，對技術創新提供更大的支持。”

就像跟隨市場動向一樣，正在探索的技術正在興(xing) 起，但是研究人員指出，它也相當複雜。研究人員與(yu) 技術開發人員就未來的下列潛力進行了合作：

·技術景觀

·市場滲透

·商業(ye) 數據

·整體(ti) 可行性

研究人員還創建了許多場景，包括題為(wei) “假設條件”的場景。

“要生成“假設分析”方案，首先要進行熱點分析，然後根據改進後的熱點，使用熱點作為(wei) 構建基塊，開發出四個(ge) 方案。因此，熱點分析是在事前LCA研究中開發按比例放大方案的一種結構化方法。為(wei) 了將事前LCA方法論的框架應用於(yu) 其他技術係統，需要考慮其他情景類型和生成方法，因為(wei) 需要進行更多的案例研究和方法論上的貢獻。”研究人員說。

LCA幫助研究人員和分析人員盡早了解環境績效，並突出可能的挑戰。作者在分析3D打印地質聚合物混凝土技術係統的三個(ge) 階段時，將這項研究描述為(wei) “從(cong) 搖籃到大門”：

·原料

·運輸

·3D打印地質聚合物混凝土製造

研究過程摘要

本研究中使用的四種方案的詳細信息

總體(ti) 而言，研究人員擔心的是3D打印有關(guan) 的“差異”——原材料之間的差異，以及不同的硬件。然而，矽酸鹽在製造過程中產(chan) 生了“巨大的影響”，並取得了更好的效果。

“目前的研究設置不包括這兩(liang) 種技術係統的使用階段和生命終止階段。盡管在使用階段3D打印地質聚合物混凝土和普通混凝土對環境的影響相似，但這兩(liang) 種替代品的收集、處理和潛在的循環利用率可能會(hui) 有所不同。”研究人員總結說。

“從(cong) 原材料運輸的角度來看，3D打印地質聚合物混凝土並不比普通混凝土有優(you) 勢。對於(yu) 普通混凝土來說，由於(yu) 市場的成熟性，原材料的供應處於(yu) 完整的商業(ye) 規模。普通混凝土的原料運輸距離不長。這些方麵的確在資源使用方麵仍然沒有多少改善和合理化的餘(yu) 地。”

3D打印地質聚合物混凝土的流程圖