來(lái)自荷蘭的研究人員正在探索使用混凝土進(jìn)行3D打印的更多潛力，并在最近發(fā)表的“3D打印地質(zhì)聚合物混凝土生命周期評(píng)估：一項(xiàng)事前研究”中概述了他們的發(fā)現(xiàn)。隨著3D打印和地質(zhì)聚合物的成長(zhǎng)對(duì)于那些參與建筑業(yè)的人來(lái)說(shuō)，有吸引力的企業(yè)，波特蘭等地區(qū)正在努力取代普通水泥用于環(huán)境目的，減少材料的使用和產(chǎn)生的廢物量。
在研究人員依賴(lài)的先前研究中使用了四種類(lèi)型的模芯，提供了通過(guò)3D打印和更傳統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)建的樣品混合物。通過(guò)3D打印制造的模具顯示出更好的環(huán)境性能。對(duì)于這項(xiàng)研究，該團(tuán)隊(duì)的重點(diǎn)是繼續(xù)研究環(huán)境系統(tǒng)分析，與之前的工作相比 - 尤其是在開(kāi)發(fā)與事前框架相關(guān)的新方案時(shí)。
“我們讓研究過(guò)程中的技術(shù)開(kāi)發(fā)人員參與進(jìn)來(lái)，并與他們討論了潛在的未來(lái)技術(shù)前景，潛在的市場(chǎng)滲透，以及未來(lái)的商業(yè)數(shù)據(jù)和情景的可行性?！毖芯咳藛T表示。
生命周期評(píng)估（LCA）通常用于評(píng)估現(xiàn)有“產(chǎn)品或服務(wù)系統(tǒng)”的環(huán)境影響，而事先將LCA用于新產(chǎn)品系統(tǒng)，然后再投入使用。
研究過(guò)程摘要
對(duì)于3D打印的地質(zhì)聚合物，粉末和粘合材料是混凝土生產(chǎn)的關(guān)鍵，需要爐渣，粉煤灰和沙子。將粉末分層，然后將硅酸鹽水添加劑混合并混合，然后將粘合液體在3D打印機(jī)中擠出。研究人員分析了該系統(tǒng)的三個(gè)階段，從原材料生產(chǎn)到運(yùn)輸再到混凝土制造。
研究人員表示，“該分析基于對(duì)評(píng)估中考慮的所有影響類(lèi)別進(jìn)行特征描述后的影響評(píng)分。”
氣候變化的貢獻(xiàn)分析。用于創(chuàng)建此圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以在支持信息中找到。
研究人員指出影響熱點(diǎn)為：
用于3D打印的電力
運(yùn)輸距離長(zhǎng)
硅酸鹽的制造
創(chuàng)建了四個(gè)方案來(lái)改善熱點(diǎn)。見(jiàn)下表。
四個(gè)場(chǎng)景的細(xì)節(jié)
研究人員還致力于定義用于商業(yè)用途的地質(zhì)聚合物生產(chǎn)的環(huán)境概況，而對(duì)于技術(shù)，他們還包括典型的原材料，如水泥、礫石、玻璃纖維、添加劑等。
普通混凝土面板流程圖
“我們假設(shè)，在不干擾從標(biāo)準(zhǔn)生命周期評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)和文獻(xiàn)中獲得的背景過(guò)程的情況下，可能會(huì)發(fā)生滿(mǎn)足四種確定情景條件所需的技術(shù)改進(jìn)。因此，改變對(duì)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模3DGP技術(shù)的影響只會(huì)影響前景系統(tǒng)?！毖芯咳藛T說(shuō)。
他們還根據(jù)三種改進(jìn)方案，對(duì)技術(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)期評(píng)估。
比較表征導(dǎo)致四種情況。用于創(chuàng)建此圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以在支持信息中找到
此處提供的事前LCA研究結(jié)果顯示，與之前的3D打印研究存在一些差異。這主要是由于結(jié)合3D打印技術(shù)評(píng)估的原材料不同。在這里介紹的情況下，配方中的一種原材料，即硅酸鹽，對(duì)制造工藝有相當(dāng)大的影響，與3D打印中的普通原材料相比，結(jié)果更高。
從原材料運(yùn)輸?shù)慕嵌葋?lái)看，3DGP混凝土與普通混凝土相比沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。對(duì)于普通混凝土，由于市場(chǎng)的成熟性，原材料供應(yīng)以完全商業(yè)規(guī)模運(yùn)作。普通混凝土的原材料運(yùn)輸距離不長(zhǎng)。這些方面確實(shí)為資源的使用提供了改善和合理化的空間。
3D打印現(xiàn)在趨向于不僅允許快速建造房屋和辦公室（甚至是汽車(chē)），而且還在材料科學(xué)中，因?yàn)樵谄渌?xiàng)目中研究混凝土也從創(chuàng)造創(chuàng)新的增強(qiáng)材料到優(yōu)化參數(shù)，甚至是自愈膠囊。
