3D concrete printing
3डी कंक्रीट प्रिंटिंग, या बस कंक्रीट प्रिंटिंग, कई अलग-अलग 3डी प्रिंटिंग तकनीकों में से एक के आधार पर सीमेंट सामग्री के लिए डिजिटल निर्माण प्रक्रियाओं को संदर्भित करता है। 3डी मुद्रित कंक्रीट फॉर्मवर्क की आवश्यकता को समाप्त करता है, सामग्री अपशिष्ट को कम करता है और जटिल संरचनाओं में अधिक ज्यामितीय स्वतंत्रता की अनुमति देता है। पिछले दशक में मिश्रित डिजाइन और 3डी मुद्रण प्रौद्योगिकी में हाल के विकास के साथ, 1990 के दशक में इसके उद्भव के बाद से 3डी कंक्रीट मुद्रण में तेजी से वृद्धि हुई है। 3डी-मुद्रित कंक्रीट के वास्तुकला और संरचनात्मक अनुप्रयोगों में बिल्डिंग ब्लॉक, बिल्डिंग मॉड्यूल, स्ट्रीट फर्नीचर, पैदल चलने वाले पुल और कम ऊंचाई वाली आवासीय संरचनाओं का उत्पादन शामिल है। स्वचालित निर्माण प्रक्रियाएँ 20वीं शताब्दी से वास्तुकला और सिविल इंजीनियरिंग में अनुसंधान का एक क्षेत्र रहा है। प्रारंभिक दृष्टिकोण स्वचालित चिनाई पर केंद्रित थे। 1904 में अमेरिका में जॉन थॉमस को ईंट बिछाने वाली मशीन का पेटेंट दिया गया था। 1960 के दशक तक, प्रौद्योगिकी ने महत्वपूर्ण रूप से विकास किया और कार्यात्मक उपकरण, जैसे मोटर-मेसन, निर्माण स्थलों पर उपयोग में थे। साथ ही, स्वचालित कंक्रीट निर्माण प्रक्रियाओं को भी विकसित किया जा रहा था। स्लिप फॉर्मिंग, ऊंची इमारतों के लिए ऊर्ध्वाधर कंक्रीट कोर बनाने के लिए आज एक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक, 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में साइलो और अनाज लिफ्ट बनाने के लिए विकसित की गई थी। इस अवधारणा का नेतृत्व मैकडोनाल्ड इंजीनियरिंग शिकागो के जेम्स मैकडोनाल्ड ने किया था और 1907 में मिल्को एस. केचम द्वारा एक सचित्र पुस्तकः द डिज़ाइन ऑफ़ वॉल्स, बिन्स एंड ग्रेन एलिवेटर्स में प्रकाशित किया गया था। बाद में, मैकडोनाल्ड ने 1911 में एक वैज्ञानिक लेखः मूविंग फॉर्म्स फॉर रीइनफोर्स्ड कंक्रीट स्टोरेज बिन प्रकाशित किया। अंत में, 24 मई 1917 को, मैकडोनाल्ड को एक ऊर्ध्वाधर तल में एक ठोस रूप को स्थानांतरित करने और ऊपर उठाने के लिए एक उपकरण के लिए एक अमेरिकी पेटेंट प्रदान किया गया था। कंक्रीट प्रक्रियाओं के स्वचालन में नवाचार पूरे 20वीं शताब्दी में जारी रहे। 3डी मुद्रण प्रक्रियाएँ पहली बार 1980 के दशक में फोटोपॉलिमर और थर्मोप्लास्टिक्स के लिए विकसित की गई थीं। कुछ समय के लिए, 3 डी प्रिंटिंग तकनीक सामग्री की उच्च लागत के कारण एयरोस्पेस और बायोमेडिकल उद्योगों जैसे उच्च मूल्यवर्धन क्षेत्रों तक सीमित थी। हालाँकि, जैसे-जैसे 3डी प्रिंटिंग के लिए ज्ञान का आधार बढ़ा, कंक्रीट सहित अन्य सामग्रियों के लिए नई योजक निर्माण प्रक्रियाएँ विकसित की गईं। 3डी मुद्रित कंक्रीट तकनीक की उत्पत्ति न्यूयॉर्क में रेंससेलेर पॉलिटेक्निक इंस्टीट्यूट (आरपीआई) से हुई जब जोसेफ पेग्ना ने पहली बार 1997 में कंक्रीट में योजक निर्माण लागू किया। यह प्रयोग केवल अवधारणा का एक प्रमाण था, लेकिन पेग्ना ने विकासशील रोबोटिक्स उद्योग को मान्यता दी और इसे निर्माण प्रक्रिया को स्वचालित करने के अवसर के रूप में देखा, साथ ही लागत और अपशिष्ट उत्पादन को भी कम किया। पेग्ना का शोध बाद में बाइंडर जेटिंग, या पाउडर आधारित 3 डी कंक्रीट प्रिंटिंग का आधार बन गया। 1998 में, दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में बेहरोहक खोशनेविस ने समोच्च शिल्प विकसित किया, जो कंक्रीट के लिए पहला स्तरित एक्सट्रूज़न उपकरण था। प्रणाली ने डालने की प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए एक कंप्यूटर नियंत्रित क्रेन का उपयोग किया और चिकनी समोच्च सतह बनाने में सक्षम थी। खोशनेविस ने शुरू में इस प्रणाली को प्राकृतिक आपदा से उबरने के लिए तेजी से घर के निर्माण के रूप में काम करने के लिए डिज़ाइन किया था, और उन्होंने दावा किया कि यह प्रणाली एक ही दिन में एक घर को पूरा कर सकती है। सामग्री, मिश्रित डिजाइन और मुद्रण प्रौद्योगिकी में नवाचारों के साथ, शोधकर्ताओं और इंजीनियरों ने इन दो मुद्रण तकनीकों पर विस्तार किया है, जिन पर अगले खंड में आगे चर्चा की जाएगी। निर्माण विधियाँ आज तक कई अलग-अलग दृष्टिकोणों का प्रदर्शन किया गया है, जिसमें औद्योगिक रोबोट, गैन्ट्री सिस्टम और बंधे हुए स्वायत्त वाहनों का उपयोग करके निर्माण तत्वों या पूरी इमारतों का ऑन-साइट और ऑफ-साइट निर्माण शामिल है (3 डी प्रिंटर पर अनुभाग देखें)। 3डी प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियों के निर्माण के प्रदर्शनों में आवास, निर्माण तत्वों (आवरण, संरचनात्मक पैनल और स्तंभ), पुलों, नागरिक बुनियादी ढांचे, कृत्रिम चट्टानों, मूर्खता और मूर्तियों का निर्माण शामिल है। वर्तमान में 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग में तीन अलग-अलग निर्माण विधियों का उपयोग किया जाता हैः बाइंडर जेटिंग, रोबोटिक शॉटक्रिट और स्तरित सामग्री एक्सट्रूज़न। बाइंडर जेटिंग बाइंडर जेट 3डी प्रिंटिंग, जिसे पाउडर बेड और बाइंडर 3डी प्रिंटिंग के रूप में भी जाना जाता है, मूल रूप से मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में स्टार्च या जिप्सम पाउडर को बाइंडर के रूप में पानी के साथ सक्रिय करने के लिए विकसित किया गया था, इससे पहले कि जोसेफ पेग्ना ने कंक्रीट पर सिस्टम लागू किया। बाइंडर जेटिंग में, एक प्रिंट हेड चुनिंदा रूप से एक पाउडर सब्सट्रेट पर एक तरल बाइंडर जमा करता है, परत दर परत। परत की ऊँचाई आम तौर पर 0 और 2 मिमी के बीच भिन्न होती है और तैयार भाग में गति और विस्तार के स्तर दोनों को निर्धारित करती है। एक बार स्तरित निर्माण पूरा हो जाने के बाद बाइंडर-जेटिंग में प्रसंस्करण के बाद के कदम आवश्यक हैं। सबसे पहले, असंहत पाउडर को ब्रश और वैक्यूम ट्यूबों का उपयोग करके यांत्रिक रूप से हटाने की आवश्यकता होती है। नियंत्रित आर्द्रता और तापमान या सूक्ष्म तरंगों वाले ओवन में अतिरिक्त उपचार कदम भी आवश्यक हो सकते हैं। अंत में, सतह की छोटी विशेषताओं को मजबूत करने या हिस्से की सतह की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए सतह पर कोटिंग्स भी लगाए जा सकते हैं। कोटिंग्स के लिए उपयोग की जाने वाली विशिष्ट सामग्री पॉलिएस्टर या एपॉक्सी राल है। डी-शेप के साथ एनरिको दीनी द्वारा बड़े पैमाने पर बाइंडर जेटिंग तकनीकों के साथ 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग का प्रदर्शन किया गया है। डी-शेप एक गैर-हाइड्रोलिक सोरेल सीमेंट पर निर्भर करता है जो पाउडर बेड में मैग्नीशियम ऑक्साइड के साथ सक्रिय रेत और बाइंडर के रूप में एक तरल मैग्नीशियम क्लोराइड समाधान पर आधारित होता है। तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से फर्नीचर बनाने के लिए किया गया है, जैसे कि एक कॉफी टेबल और 2009 में के. ओ. एल./एम. ए. सी. एल. एल. सी. आर्किटेक्चर + डिज़ाइन द्वारा डिज़ाइन की गई रूट चेयर। इसके अलावा, डी-शेप ने बड़े वास्तुशिल्प भागों का उत्पादन किया, जैसे कि 2008 में शिरो स्टूडियो द्वारा डिजाइन किया गया 3 × 3 × 3 मीटर रेडियोलेरिया मंडप, 2010 में ट्रायनेल डी मिलानो के लिए फेरेरी हाउस, और 2017 में मैड्रिड में एकियोना द्वारा डिजाइन किया गया बारह मीटर लंबा पैदल पुल। बाइंडर-जेट 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग का एक अन्य प्रतिपादक कैलिफोर्निया स्थित फर्म इमर्जिंग ऑब्जेक्ट्स है। 2015 में बनाए गए अपने ब्लूम मंडप के लिए, कंपनी ने लोहे के ऑक्साइड मुक्त सीमेंट और जैविक बंधनक का उपयोग किया। हालांकि यह स्पष्ट नहीं है कि इस प्रक्रिया में कोई सीमेंट जलयोजन शामिल है या नहीं, पाउडर बेड में सीमेंट के उपयोग के कारण इस परियोजना को अक्सर अन्य बाइंडर-जेट 3 डी कंक्रीट प्रिंटिंग परियोजनाओं के बीच उद्धृत किया जाता है। डी-शेप की संरचनाओं के विपरीत, जो एक टुकड़े में गढ़े गए थे, इमर्जिंग ऑब्जेक्ट्स ने 840 छोटे बिल्डिंग ब्लॉक बनाए जिन्हें 3.6x3.6x2.7 मीटर संरचना बनाने के लिए ढेर किया गया था। वास्तुकला अनुप्रयोगों के लिए अन्य 3 डी मुद्रण विधियों की तुलना में, बाइंडर जेटिंग उच्च स्तर की ज्यामितीय स्वतंत्रता की अनुमति देता है, जिसमें असमर्थित कैंटिलीवर या ओवरहैंग और खोखले भाग बनाने की संभावना शामिल है। सहायक समर्थन संरचनाओं की आवश्यकता वाली अन्य 3डी मुद्रण प्रक्रियाओं के विपरीत, बाइंडर जेटिंग निर्माण के दौरान लगातार परतों के लिए निरंतर समर्थन सुनिश्चित करने के लिए असंबद्ध पाउडर के तल पर निर्भर करती है। आमतौर पर, बाइंडर जेट 3डी प्रिंटिंग में, बचे हुए पाउडर का भविष्य के भागों के लिए पुनः उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, परिवेशी आर्द्रता के संपर्क में आने के कारण सीमेंट और कुल पाउडर की पुनर्चक्रण क्षमता समस्याग्रस्त है, जो जलयोजन प्रक्रिया को ट्रिगर कर सकती है। इसलिए, बाइंडर जेट 3डी प्रिंटिंग ऑन-साइट निर्माण के लिए उपयुक्त नहीं है। लेयरड एक्सट्रूज़न 3डी प्रिंटिंग कंक्रीट लेयरड एक्सट्रूज़न 3डी प्रिंटिंग में एक संख्यात्मक रूप से नियंत्रित नोजल शामिल होता है जो परत दर परत एक सीमेंट पेस्ट परत को सटीक रूप से बाहर निकालता है। परतें आम तौर पर 5 मिमी और कुछ सेंटीमीटर मोटाई के बीच होती हैं। एक्सट्रूज़न नोजल एक स्वचालित ट्रॉलिंग उपकरण के साथ हो सकता है जो 3डी-मुद्रित परतों को चपटा करता है और इंटरलेयर इंटरफेस पर खांचे को कवर करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक चिकनी कंक्रीट सतह होती है। मॉड्यूलर स्टील सुदृढीकरण पट्टियों या एकीकृत भवन सेवाओं, जैसे नलसाजी या विद्युत नलिकाओं के एक निर्माण चरण में एकीकरण के लिए अतिरिक्त स्वचालन कदम प्रस्तावित किए गए हैं। इस प्रक्रिया के लिए, प्रक्रिया योजना और निक्षेपण गति महत्वपूर्ण मापदंड हैं जो सामग्री की कठोरता और कठोरता दर को प्रभावित करते हैं। लेयरड एक्सट्रूज़न 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग का उपयोग आमतौर पर ऑन-साइट निर्माण में किया जाता है, और इसके साथ बड़े पैमाने पर 3डी प्रिंटर होते हैं (3डी प्रिंटर पर अनुभाग देखें)। तकनीक ने हाल ही में बढ़ती रुचि देखी है, कई विश्वविद्यालयों, स्टार्ट-अप और प्रमुख स्थापित निर्माण कंपनियों ने कंक्रीट एक्सट्रूज़न 3 डी प्रिंटिंग के लिए समर्पित हार्डवेयर, कंक्रीट मिश्रण और स्वचालन सेटअप विकसित किए हैं। अनुप्रयोगों में पुल, स्तंभ, दीवारें, फर्श के स्लैब, सड़क का फर्नीचर, पानी की टंकी और पूरी इमारतें शामिल हैं, दोनों पूर्वनिर्मित या इन-सीटू सेटअप में। लाभ और सीमाएं पारंपरिक कंक्रीट कास्टिंग और छिड़काव के विपरीत, स्तरित एक्सट्रूज़न 3 डी प्रिंटिंग के लिए किसी फॉर्मवर्क की आवश्यकता नहीं होती है। यह इस तथ्य पर विचार करते हुए एक महत्वपूर्ण लाभ है कि कंक्रीट निर्माण में फॉर्मवर्क कच्चे माल, सुदृढीकरण और श्रम संयुक्त से अधिक संसाधनों के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। स्तरित कंक्रीट निष्कर्षण की मुख्य चुनौतियों में कंक्रीट की मांग रियोलॉजी, सुदृढीकरण का एकीकरण और लगातार परतों के बीच इंटरफेस पर ठंडे जोड़ों का गठन शामिल है। स्लिप फॉर्मिंग रोबोटिक स्लिप-फॉर्मिंग, ई. टी. एच. ज्यूरिख में स्मार्ट डायनेमिक कास्टिंग के नाम से विकसित एक प्रक्रिया, कभी-कभी कंक्रीट 3 डी प्रिंटिंग प्रक्रियाओं के परिवार में शामिल की जाती है, जिसमें स्तरित एक्सट्रूज़न और बाइंडर-जेटिंग शामिल होते हैं। यह प्रक्रिया 3डी प्रिंटिंग की परिभाषा के अनुरूप है, इसकी योगात्मक प्रकृति के कारण, सामग्री को धीरे-धीरे एक सक्रिय सांचे के माध्यम से निकाला जा रहा है जो इसके खंड को बदल सकता है। हालाँकि, अन्य 3डी मुद्रण प्रक्रियाओं के विपरीत, पर्ची बनाना एक निरंतर प्रक्रिया है, और असतत या परत-आधारित नहीं है, और इसलिए यह कास्टिंग और एक्सट्रूज़न जैसी रचनात्मक प्रक्रियाओं से अधिक निकटता से संबंधित है। कंक्रीट के लिए प्रौद्योगिकी 3डी प्रिंटर रोबोट की कुछ मुख्य श्रेणियां हैं जिनका उपयोग 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग के लिए किया जाता है, जो अनुप्रयोग, परियोजना के पैमाने और मुद्रण तकनीक पर निर्भर करता है। सभी निर्माण 3डी प्रिंटरों में आम तौर पर एक समर्थन संरचना और एक प्रिंटर हेड होता है जिसमें एक नोजल होता है जो कंक्रीट को बाहर निकालता है। प्रिंटर का उपयोग आमतौर पर मॉडलिंग सॉफ्टवेयर के साथ किया जाता है जो भवन की योजनाओं को सीधे प्रिंटर पर अपलोड करता है। गैन्ट्री रोबोटः 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग में गैन्ट्री रोबोट सबसे आम हैं, जिनमें मिश्रण और निक्षेपण प्रणालियों के साथ एक मोबाइल गैन्ट्री प्रणाली होती है। वे पूर्ण घटकों या संरचनाओं को छापने के लिए छोटे प्रयोगशाला मॉडल से लेकर बड़े पैमाने के प्रिंटर तक हो सकते हैं। ये प्रिंटर आम तौर पर ऊर्ध्वाधर निष्कर्षण तक सीमित होते हैं लेकिन बड़ी परियोजनाओं के लिए उच्च स्थिरता और आसान मापनीयता का लाभ देते हैं। गैन्ट्री रोबोट एकत्रित संरचना से बड़े होने चाहिए, जो परिवहन में लागत बढ़ा सकते हैं और लागत निर्धारित कर सकते हैं। हालाँकि, वे सभी 3डी प्रिंटरों को नियंत्रित करने के लिए सबसे आसान हैं। केबल-चालित प्रणालीः एक केबल-संचालित प्रणाली में, प्रिंट हेड को एक फ्रेम के भीतर कई निश्चित बिंदुओं के बीच लटकाया जाता है। इसमें गैन्ट्री प्रणाली की तुलना में अधिक ज्यामितीय स्वतंत्रता है और यह अधिक हल्का और परिवहन योग्य है। हालाँकि, इसके लिए उपकरणों के लिए एक विस्तृत क्षेत्र की आवश्यकता होती है और योजना बनाना आवश्यक है ताकि केबल मुद्रित संरचना के साथ ओवरलैप न हो। रोबोटिक भुजाः यह असेंबली लाइनों में देखी जाने वाली रोबोटिक भुजाओं के समान है, जिसमें छह-अक्ष आंदोलन और 3 डी प्रिंटिंग सिस्टम की सबसे अधिक स्वतंत्रता होती है। ये कंक्रीट जमा करने, रीबार जैसे घटकों को एम्बेड करने और कंक्रीट सेट के बाद आवश्यक किसी भी पोस्ट-प्रोसेसिंग को करने में भी सक्षम हैं। रोबोटिक हथियार सबसे सघन प्रणाली हैं, लेकिन आमतौर पर इनका उपयोग छोटे पैमाने के अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। मुद्रक मापदंड मुद्रक प्रकार के अलावा, विशिष्ट मुद्रक मापदंड 3डी मुद्रित कंक्रीट के अंतिम प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं और 3डी मुद्रण निर्माण की योजना बनाते समय सावधानीपूर्वक चयन किया जाना चाहिए। इन मापदंडों को प्रिंट हेड डिजाइन और प्रिंट गति में विभाजित किया जा सकता है। प्रिंट हेड डिजाइन प्रिंट हेड का चयन किया जाना चाहिए ताकि ठोस मिश्रण आसानी से नोजल से गुजर सके और प्रत्येक परत के बीच बंधन प्रभाव पैदा कर सके, साथ ही ठोसकरण प्रक्रिया भी शुरू हो। प्रिंटर चयन के समान, नलिका के आकार और आकार अनुप्रयोग के आधार पर भिन्न होते हैं। आयताकार छेद वाले नोजल से 3डी मुद्रित कंक्रीट के नमूनों में आमतौर पर गोलाकार नोजल के साथ मुद्रित नमूनों की तुलना में अधिक ताकत होती है, क्योंकि प्रत्येक मुद्रित परत के बीच कम अंतराल होते हैं। हालाँकि, वृत्ताकार नलिकाएँ जटिल ज्यामितियों को छापने के लिए अधिक निपुण हैं। समान नोजल प्रकार से मुद्रित नमूनों के लिए, जब एक बड़े नोजल का उपयोग किया जाता है तो यांत्रिक गुणों में सुधार होता है। प्रिंट हेड की ऊँचाई प्रिंटिंग प्लेटफॉर्म के सापेक्ष नोजल की ऊँचाई है। यह पैरामीटर बंधन शक्ति सहित परतों के बीच सतह की गुणवत्ता को प्रभावित करता है, और इसे सटीक रूप से समायोजित किया जाना चाहिए। एक प्रिंट हेड जो बहुत अधिक सेट किया गया है, परतों के बीच बंधन की ताकत को कम कर देगा, जिससे एक अस्थिर आकार पैदा होगा। मुद्रण सतह के बहुत करीब एक नोजल मुद्रण प्रक्रिया में हस्तक्षेप कर सकता है और कंक्रीट पर अतिरिक्त भार डाल सकता है। शोध नोजल की चौड़ाई के बराबर एक प्रिंट ऊंचाई का प्रस्ताव करता है। प्रिंट की गति जिस गति से प्रिंट हेड सेट किया जाता है, वह बंधन की ताकत को भी प्रभावित करता है। नोजल की गति बढ़ाने से आम तौर पर चिपकने की ताकत कम हो जाती है, क्योंकि कंक्रीट को स्थापित करने के लिए बहुत कम समय मिलता है। हालांकि, क्रमिक परतों को छापने में बहुत अधिक समय लेने से अंतः परत बंधन कम हो जाता है, इसलिए एक संतुलन स्थापित किया जाना चाहिए जो समय से पहले टूटने के बिना ताकत के लिए जिम्मेदार हो। 3डी मुद्रित कंक्रीट की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले अन्य कारकों में प्रिंटर की निगरानी के लिए उपयोग किए जाने वाले पंप और नियंत्रण के साथ-साथ कंक्रीट मिश्रण डिजाइन (मिक्स डिजाइन पर खंड देखें) शामिल हैं। 3डी प्रिंटर आपूर्तिकर्ता 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग तकनीक पिछले एक दशक में तेजी से बढ़ी है, और इसके बढ़ने की उम्मीद है क्योंकि शोधकर्ता इन प्रिंटरों के सॉफ्टवेयर, हार्डवेयर और निर्माण क्षमताओं के बारे में अधिक सीखते हैं। नीचे कुछ उल्लेखनीय कंपनियाँ और 3डी प्रिंटर हैं जो विश्व स्तर पर उपयोग किए जाते हैंः 3डी मुद्रित कंक्रीट के लिए मिक्स डिज़ाइन क्रिटिकल मिक्स गुण, निर्माण क्षमता और बहिर्वेशन क्षमता एक मिश्रण के लिए सबसे महत्वपूर्ण डिज़ाइन गुणों में से दो हैं। निष्कर्षण क्षमता मिश्रण की मुद्रण शीर्ष में नलिकाओं से गुजरने की क्षमता है, जबकि निर्माण क्षमता अतिरिक्त परतों का समर्थन करने की क्षमता है। ये गुण मिश्रण की स्थिरता, सामंजस्य और स्थिरता द्वारा नियंत्रित होते हैं, जो मिश्रण डिजाइन और चयनित सामग्रियों से उत्पन्न होते हैं। दोनों गुणों के लिए, कठोरता और व्यवहार्यता के बीच एक संतुलन पूरा किया जाना चाहिए। एक कठोर मिश्रण ताकत बढ़ाएगा, लेकिन प्रवाह दर और मुद्रण की गति को कम कर देगा, संभावित रूप से प्रिंटर के सिर को अवरुद्ध कर देगा। इसके विपरीत, कठोरता को बहुत कम करने से शक्ति और निर्माण क्षमता की कीमत पर कार्यशीलता और बहिर्वेशन क्षमता में वृद्धि हो सकती है। चूँकि कंक्रीट परतों में मुद्रित होता है, इसलिए उचित उपचार और पूर्ण-शक्ति क्षमता के लिए परतों को एक दूसरे के साथ पर्याप्त रूप से जुड़ना चाहिए। 3डी प्रिंटिंग के लिए एक इष्टतम मिश्रण बनाने के लिए महत्वपूर्ण शोध किया गया है, हालांकि कोई वर्तमान उद्योग मानक नहीं हैं। हालांकि, पूरक सीमेंट सामग्री (एससीएम) जैसे मेटाकोलिन, फ्लाई ऐश, सिलिका फ्यूम और सुपरप्लास्टिसाइज़र का उपयोग सभी 3डी मुद्रित कंक्रीट मिश्रणों में आम है (मिश्रण पर खंड देखें)। सीमेंट सामग्री सीमेंट सामग्री किसी भी ठोस मिश्रण डिजाइन का अभिन्न अंग है। ये पदार्थ बंधनक के रूप में कार्य करते हैं जो मिश्रण को एक साथ रखता है, क्योंकि वे रासायनिक रूप से उपचार प्रक्रिया से गुजरने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। पोर्टलैंड सीमेंट अपनी कम लागत और व्यापक उपलब्धता के कारण 3डी मुद्रित और पारंपरिक कंक्रीट दोनों अनुप्रयोगों के लिए निर्माण में सबसे आम सामग्री है। हालाँकि, इसकी उच्च सेटिंग समय और कम बंधन क्षमता 3 डी मुद्रित अनुप्रयोगों के लिए नुकसानदेह है। इसलिए, सिकुड़न को कम करने और आसंजन में सुधार करने के लिए अक्सर पॉलिमर और अन्य मिश्रण जोड़े जाते हैं। इनमें से कुछ पॉलिमरों में रबर, मिश्रित रेत समुच्चय, कार्बन-सल्फर पॉलिमर और जियोपॉलिमर शामिल हैं, जिनमें दरार की मरम्मत और प्रतिरोध के अतिरिक्त लाभ भी हैं। एक विकल्प सल्फोएल्यूमिनेट सीमेंट है जिसे पोर्टलैंड सीमेंट के साथ मिलाया जा सकता है ताकि जलयोजन प्रक्रिया को तेज किया जा सके और प्लेसमेंट के बाद जल्दी कंक्रीट की ताकत विकसित करने में मदद मिल सके। जबकि पोर्टलैंड सीमेंट की स्थापना का समय लगभग आधा घंटा है, सल्फोएल्यूमिनेट सीमेंट की स्थापना का समय केवल छह मिनट है। इसलिए, निर्माण क्षमता को बढ़ाते हुए, बहुत कम समय अवधि में उच्च शक्ति प्राप्त की जा सकती है। जब कंक्रीट मिश्रण डिजाइन की बात आती है तो कुल सामग्री और चयन उतने ही महत्वपूर्ण होते हैं जितना कि चयनित सीमेंट सामग्री। विशेष रूप से, 3 डी मुद्रित कंक्रीट मिश्रणों पर कण आकार का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। बहुत बड़े कण आकार 3डी प्रिंटर के नोजल को अवरुद्ध कर सकते हैं, जबकि बहुत छोटे समुच्चय मिश्रण की ताकत को कम कर सकते हैं और दरार पैदा कर सकते हैं। मिश्रण डिजाइन के लिए अंगूठे का एक नियम यह है कि चिकनी निकासी सुनिश्चित करने के लिए अधिकतम कुल कण आकार नोजल व्यास के 1/10 से कम होना चाहिए। 3डी मुद्रित कंक्रीट के लिए यांत्रिक गुणों पर कुल आकार के प्रभाव की जांच करने के लिए कई अध्ययन किए गए हैं। यह पाया गया कि मोटे समुच्चय को बढ़ाने से कंक्रीट की आयतन स्थिरता में सुधार होता है और जलयोजन गर्मी और संकुचन में कमी आती है, जो शुरुआती 3डी मुद्रित कंक्रीट मिश्रणों में आम समस्याएं थीं। मोटे समुच्चय का उपयोग ठोस निक्षेपण दर और प्रिंटहेड की गति को भी बढ़ाता है, जिससे मुद्रण दक्षता और उत्पादकता में वृद्धि हो सकती है। इसलिए, मुद्रित संरचना अधिक स्थिरता और शक्ति प्राप्त करती है, जैसा कि इवानोवा और मेचचेरिन द्वारा देखा गया है। समग्र सामग्री और आकार को मोटा करने की एक सीमा है, क्योंकि रियोलॉजी को नियंत्रित करने की चुनौती स्पष्ट हो जाती है। रेत और बजरी जैसे प्राकृतिक समुच्चय को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि उन्हें कृत्रिम समुच्चय की तुलना में उत्पादन करने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, लेकिन कुल चयन क्षेत्रीय जमा द्वारा सीमित किया जा सकता है। मिश्रण मिश्रणों में पानी, समुच्चय और सीमेंट सामग्री के बाहर की कोई भी सामग्री शामिल होती है, जो कंक्रीट मिश्रण गुणों को प्रभावित करती है। विशेष रूप से 3डी मुद्रित कंक्रीट में, ये मिश्रण निर्माण क्षमता, व्यवहार्यता और बहिर्वेशन क्षमता को संतुलित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं। फ्लाई ऐश उच्च प्रदर्शन वाले 3डी मुद्रित कंक्रीट के लिए मुख्य मिश्रण है, क्योंकि यह कार्य प्रदर्शन और स्थायित्व में सुधार करता है। हालांकि, बड़ी मात्रा में फ्लाईऐश से ताकत और निर्माण क्षमता का विकास धीमा हो सकता है, यही कारण है कि आकार की स्थिरता बनाए रखने के लिए इसे अक्सर मिट्टी जैसे अन्य मिश्रणों के साथ मिलाया जाता है। 3डी मुद्रित कंक्रीट मिश्रणों के लिए सिलिका धुआं एक और सामान्य मिश्रण है, क्योंकि यह कंक्रीट के ठीक होने के बाद मुद्रित कंक्रीट की प्रारंभिक ताकत के साथ-साथ लचीली ताकत को भी बढ़ाता है। सिलिका धुएँ का मुख्य लाभ यह है कि इसके छोटे कण बड़े समुच्चय के आसपास रिक्त स्थानों को भरते हैं, जिससे सीमेंट बाइंडर के साथ बंधन प्रदर्शन में सुधार होता है। यह मिश्रण के कण आकार वितरण को अनुकूलित करने में भी मदद करता है, जो उपज तनाव और निर्माण क्षमता को बढ़ाता है। यांत्रिक गुण मानक कंक्रीट मिश्रणों की तरह, 3डी मुद्रित कंक्रीट के लिए मिश्रणों का आमतौर पर उनकी संपीड़ित और लचीली ताकत के लिए परीक्षण किया जाता है। ये यांत्रिक गुण मिश्रण डिजाइन पर अत्यधिक निर्भर हैं, और उपरोक्त खंड में वर्णित मिश्रणों को जोड़कर सुधार किया जा सकता है। साधारण पोर्टलैंड सीमेंट, फ्लाई ऐश, सिलिका फ्यूम और महीन कांच के समुच्चय वाले मिश्रण के लिए, संपीड़न शक्ति लगभग 36 से 57 एमपीए है, जो सामान्य वजन कंक्रीट की संपीड़न शक्ति के बराबर है। सुपरप्लास्टिसाइज़र और अतिरिक्त रसायनों का उपयोग करके 100 एमपीए से अधिक की उच्च प्रदर्शन ठोस ताकत भी हासिल की गई है, लेकिन ये मिश्रण उत्पादन के लिए अधिक ऊर्जा गहन हैं। 3डी मुद्रित कंक्रीट के लिए, संरचनात्मक गुण काफी हद तक इंटरलेयर बॉन्डिंग प्रदर्शन से प्रभावित होते हैं। प्रिंट की गति और प्रिंटहेड की ऊंचाई बढ़ाने से इंटरलेयर बॉन्ड की ताकत कम हो सकती है, जबकि परतों के बीच एक मोर्टार जोड़ने से इस ताकत में सुधार हो सकता है। विशेष रूप से, काला लकड़ी का कोयला, सल्फर और रेत से बना एक राल मोर्टार प्रभावी पाया गया है। 3डी प्रिंटिंग के लिए कंक्रीट आपूर्तिकर्ता चूंकि 3डी प्रिंटिंग कंक्रीट मिश्रण डिजाइन के लिए कोई मानक निर्धारित नहीं हैं, इसलिए कंपनियां अक्सर अपने स्वयं के अनुसंधान और विकास को आगे बढ़ाती हैं यदि वे निर्माण सेवा के रूप में 3डी प्रिंटिंग की पेशकश करने का निर्णय लेती हैं। नीचे कुछ उल्लेखनीय कंपनियां दी गई हैं जिन्होंने अपनी सेवाओं के दायरे में 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग को सफलतापूर्वक लागू किया है। उल्लेखनीय परियोजनाएं और अनुप्रयोग मुद्रण प्रौद्योगिकी में सुदृढीकरण की चुनौतियों और सीमाओं के कारण, 3 डी मुद्रित कंक्रीट के अनुप्रयोग ज्यादातर बड़े वाणिज्यिक भवनों के विपरीत मॉडल और आवासीय घरों सहित छोटे पैमाने की परियोजनाओं तक सीमित रहे हैं। हालाँकि, दुनिया भर में कुछ उल्लेखनीय परियोजनाएं हैं जो 3 डी मुद्रित कंक्रीट की क्षमता को प्रदर्शित करती हैं। आइकॉनः 3डी प्रिंटेड होम्स आइकॉन जॉर्जटाउन, टेक्सास में 100 3डी प्रिंटेड घरों का एक समुदाय बना रहा है। आरक्षण 2023 में 400,000 डॉलर के मध्य में शुरुआती कीमतों के साथ शुरू होगा। वल्कन प्रिंटरों का बेड़ा 3 से 4 शयनकक्षों और 2 से 3 स्नानघरों की आठ अलग-अलग मंजिल योजनाओं का उत्पादन कर सकता है। मैग्मा के रूप में जानी जाने वाली एक कंक्रीट फीडिंग प्रणाली वल्कन प्रिंटर को आइकन के विकसित कंक्रीट मिश्रण की आपूर्ति करती है जिसे लैवाक्रीट के रूप में जाना जाता है, जो साइट की मौसम की स्थिति के लिए समायोजित कर सकता है और स्वचालित रूप से रीड-टू-प्रिंट कंक्रीट की आपूर्ति कर सकता है। 90 से 200 वर्ग मीटर के 3डी मुद्रित घरों को छापने में लगभग पांच से सात दिन लगते हैं, जबकि एक लकड़ी के फ्रेम को छापने में उसी क्षेत्र में 16 सप्ताह तक का समय लगता है। आईकॉन ने मार्च 2020 में ऑस्टिन, टेक्सास में सात 3डी मुद्रित घरों के लिए एक परियोजना भी पूरी की। प्रत्येक 400 फुट 2 घर को आईकॉन के वल्कन प्रिंटर का उपयोग करके केवल 27 घंटों में मुद्रित किया गया था। पहले निवासी 2020 में घरों में चले गए और शहर के 480 बेघरों के रहने का अनुमान है, जो शहर की बेघर आबादी का लगभग 40 प्रतिशत है। हैबिटेट फॉर ह्यूमैनिटीः अफोर्डेबल होम्स फास्ट 2021 में, हैबिटेट फॉर ह्यूमैनिटी, दुनिया के सबसे बड़े गैर-लाभकारी गृह निर्माता संगठन ने विलियम्सबर्ग, वर्जीनिया और टेम्पे, एरिज़ोना में दो 3डी मुद्रित घरों का निर्माण किया। वर्जीनिया का घर 1,200 फीट 2 का था और केवल 28 घंटों में एक सीओबीओडी 3डी प्रिंटर के साथ मुद्रित किया गया था, जो मानक निर्माण की तुलना में लगभग चार सप्ताह तेज था। संगठन ने अनुमान लगाया कि 3डी मुद्रित कंक्रीट की दीवारों ने निर्माण लागत में लगभग 15 प्रतिशत प्रति वर्ग फुट की बचत की। एरिजोना में 1,738 फीट 2 के घर का निर्माण गर्मियों में किया गया थाः एक ऐसा समय जब निर्माण आमतौर पर अत्यधिक गर्मी के कारण रुक जाता है। 80 प्रतिशत घर का निर्माण आंतरिक और बाहरी दीवारों सहित 3डी प्रिंटिंग का उपयोग करके किया गया था, जबकि शेष, जैसे कि छत, पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके बनाया जा रहा था। हैबिटेट फॉर ह्यूमैनिटी को उम्मीद है कि 3डी मुद्रित घर किफायती आवास के साथ-साथ चरम जलवायु और वातावरण में श्रम की कमी का समाधान हो सकते हैं। पेरीः परियोजना मील का पत्थर जर्मनी में पहली 3डी मुद्रित आवासीय इमारत का निर्माण सितंबर 2020 में पेरी द्वारा किया गया था, जिसमें सीओबीओडी के बीओडी2 प्रिंटर और हीडलबर्ग सीमेंट के कंक्रीट मिश्रण का उपयोग किया गया था। 24 ठोस तत्वों को एक सुविधा में मुद्रित किया गया और फिर असेंबली के लिए साइट पर ले जाया गया। प्रिंटर ने हर 5 मिनट में 1 वर्ग मीटर की दीवार बनाई, नवंबर 2020 तक 160 वर्ग मीटर के घर को पूरा किया। दीवारों को छापने के लिए केवल दो ऑपरेटरों की आवश्यकता थी, जिसमें पानी की व्यवस्था, बिजली और पाइप कनेक्शन शामिल थे। निजमेगेन, नीदरलैंडः पैदल यात्री पुल 2021 में, डच शहर निजमेगेन ने 29 मीटर तक फैले दुनिया के सबसे लंबे 3डी मुद्रित कंक्रीट पैदल यात्री पुल का खुलासा किया। यह अनुमान लगाया गया था कि 3डी मुद्रित सामग्री में लगभग 50 प्रतिशत की बचत हुई क्योंकि कंक्रीट को केवल वहीं रखा गया था जहां संरचनात्मक शक्ति की आवश्यकता थी। 3डी मुद्रित पुल के घटकों का निर्माण बी. ए. एम. और वेबर बीमिक्स ऑफसाइट द्वारा किया गया था, जहाँ इसे फिर परिवहन और साइट पर इकट्ठा किया गया था। सबसे लंबे 3डी मुद्रित कंक्रीट पुल का पिछला रिकॉर्ड धारक 26 मीटर का था, जिसका निर्माण शंघाई में सिंघुआ विश्वविद्यालय द्वारा किया गया था। आर्थिक प्रभाव लागत और अर्थशास्त्र के संदर्भ में, 3डी मुद्रित कंक्रीट का एक लाभ यह है कि इसमें फॉर्मवर्क की आवश्यकता नहीं होती है, जिसका उपयोग पारंपरिक कंक्रीट डालने के लिए मोल्ड बनाने के लिए किया जाता है। सामग्री और श्रम लागत के कारण फॉर्मवर्क कुल कंक्रीट निर्माण का 50 प्रतिशत तक हो सकता है। हालांकि, प्रिंट हेड नोजल और पूरक निगरानी उपकरणों सहित मशीनरी से जुड़ी लागतें हैं। इसके अलावा, 3डी मुद्रित कंक्रीट मिश्रण अक्सर नैनो-मिट्टी, नैनो-सिलिका और अन्य रासायनिक मिश्रणों के साथ पारंपरिक कंक्रीट से भिन्न होते हैं जो निष्कर्षण प्रक्रिया में सहायता करते हैं। उत्पादकता के मामले में 3डी मुद्रित कंक्रीट से अप्रत्यक्ष आर्थिक लाभ हैं। निर्माण क्षेत्र अक्सर अत्यधिक पारंपरिक होता है और अधिकांश भाग के लिए, प्रक्रियाएं पिछले दशकों में समान रही हैं। यह बड़े हिस्से में है क्योंकि वर्तमान प्रक्रियाएं अभी भी कई निर्माण अनुप्रयोगों में प्रभावी हैं। उदाहरण के लिए, गार्सिया डी सोटो के एक अध्ययन ने जटिलता की विभिन्न डिग्री के साथ एक रोबोटिक रूप से गढ़ी गई और पारंपरिक रूप से निर्मित दीवार असेंबली की तुलना की और पाया कि पारंपरिक निर्माण ने सरल दीवारों के लिए रोबोटिक निर्माण से बेहतर प्रदर्शन किया, जबकि ज्यामितीय जटिलता बढ़ने के साथ रोबोट अधिक उत्पादक था। रोबोटिक निर्माण के कारण कोई अतिरिक्त लागत नहीं थी और दोनों मामलों के लिए, निर्माण प्रक्रियाओं के विपरीत, सामग्री उत्पादन लागत के लिए प्रेरक कारक था। पर्यावरणीय प्रभाव 3डी मुद्रित कंक्रीट का पर्यावरणीय प्रभाव किसी दी गई परियोजना के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रियाओं और सामग्रियों पर बहुत अधिक निर्भर करता है। 3डी मुद्रित कंक्रीट में फॉर्मवर्क के उन्मूलन के कारण कंक्रीट के उत्पादन में सामग्री को कम करने की क्षमता है, लेकिन विशेष मिश्रण और आवश्यक तकनीक का पर्यावरण पर उतना ही प्रभाव पड़ सकता है जितना कि पारंपरिक कंक्रीट निर्माण का। 3डी मुद्रित कंक्रीट दीवार के साथ पारंपरिक रूप से निर्मित कंक्रीट दीवार के पर्यावरणीय प्रभाव की तुलना करने वाले गंभीर जीवन-चक्र मूल्यांकन (एलसीए) से पता चला कि 3डी मुद्रित विकल्प ने केवल पर्यावरणीय प्रभावों को कम किया जब कोई सुदृढीकरण का उपयोग नहीं किया गया था। पर्यावरणीय प्रभावों को मापने के लिए ग्लोबल वार्मिंग क्षमता, अम्लीकरण क्षमता, यूट्रोफिकेशन क्षमता और धुंध निर्माण क्षमता के एलसीए प्रभावों का उपयोग किया गया। एक बार जब 3डी मुद्रित कंक्रीट संरचना में सुदृढीकरण पेश किया गया, तो ये प्रभाव पारंपरिक निर्माण विधियों की तुलना में अधिक थे, विशेष रूप से ग्लोबल वार्मिंग और धुंध निर्माण क्षमता के लिए। एक अन्य एल. सी. ए. ने पारंपरिक और 3डी मुद्रित कंक्रीट की दीवारों की तुलना करते हुए एक समान अध्ययन किया, लेकिन संरचना की जटिलता में बदलाव किया। यह पाया गया कि जैसे-जैसे संरचना की जटिलता बढ़ती गई, 3डी मुद्रित विधि से पर्यावरण पर कम प्रभाव पड़ता है। यह ज्यादातर फॉर्मवर्क और कंक्रीट की मात्रा के मामले में निर्माण सामग्री की बचत करते हुए जटिल रूपों को प्राप्त करने के लिए 3 डी मुद्रित कंक्रीट की क्षमता के कारण था। कुल मिलाकर, 3डी मुद्रित कंक्रीट का पर्यावरणीय प्रभाव संरचना के डिजाइन से प्रभावित होता है और इंजीनियर सामग्री के उपयोग को कितनी अच्छी तरह से अनुकूलित कर सकता है। भौतिक आधार पर, पर्यावरणीय प्रभाव पारंपरिक कंक्रीट के समान हैं, क्योंकि सीमेंट बाइंडर की अभी भी आवश्यकता है। हालांकि, 3डी प्रिंटिंग के साथ आने वाली सुव्यवस्थित निर्माण प्रक्रिया सामग्री अपशिष्ट और ऑनसाइट उत्सर्जन को कम करती है। चुनौती और सीमाएँ ऐसी कई सीमाएँ हैं जो पूरे निर्माण उद्योग में 3डी कंक्रीट मुद्रण को व्यापक रूप से अपनाने से रोकती हैं। सबसे पहले, 3डी मुद्रित कंक्रीट के लिए उपयोग किया जाने वाला सामग्री पैलेट सीमित है, विशेष रूप से नोजल एक्सट्रूज़न और कंक्रीट परतों की निक्षेपण प्रक्रिया के कारण, जो समय से पहले ढहने की चुनौती पेश करता है। इसलिए, सामग्री गुणों पर अनुसंधान और उच्च गुणवत्ता वाली सीमेंट सामग्री विकसित करना जो संरचनात्मक कंक्रीट कोड 3 डी प्रिंटिंग अनुप्रयोगों दोनों का अनुपालन करता है, ध्यान केंद्रित करने का एक वर्तमान क्षेत्र है। एक ठोस मिश्रण की संवेदनशीलता के कारण, एक परिवर्तन सीमेंट प्रकार, समुच्चय, या मिश्रण ठोस गुणों और व्यवहार को प्रभावित करेगा। वर्तमान बिल्डिंग कोड मानते हैं कि कंक्रीट में एक समरूप सामग्री होती है, जबकि वास्तव में, कंक्रीट अनिसोट्रोपिक होता है। यह अनिसोट्रोपी मुद्रित परतों के साथ आगे उजागर होती है, इसलिए विकृतियों और दरारों का अनुमान लगाने के लिए नए तरीके विकसित किए जाने चाहिए। इसके अलावा, कंक्रीट के लिए वर्तमान सामग्री परीक्षण में एएसटीएम सी39 के अनुसार बेलनाकार नमूने शामिल हैं। वर्तमान में 3डी मुद्रित कंक्रीट के लिए कोई व्यवस्थित या सैद्धांतिक आधार नहीं है, विशेष रूप से जब मानक परीक्षण की बात आती है। वर्तमान 3डी मुद्रित परियोजनाएं 3डी प्रिंटर प्रौद्योगिकी में प्रतिबंधों के कारण उच्च-वृद्धि वाणिज्यिक भवनों के विपरीत मॉडल प्रोटोटाइपिंग और कम-वृद्धि, बड़े क्षेत्र की इमारतों तक सीमित हैं। प्रिंटर को इमारत की ऊंचाई के साथ संगत होने की आवश्यकता होती है, इसलिए 3डी प्रिंटर स्थिरता और डिजाइन में अतिरिक्त शोध की आवश्यकता होती है। 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग में सुदृढीकरण के साथ भी समस्याएं हैं, जो लंबी संरचनाओं के लिए आवश्यक है। अधिक जानकारी के लिए 3डी कंक्रीट मुद्रण के लिए सुदृढीकरण देखें। 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग के विषय पर अनुसंधान और विकास अग्रगामी अनुसंधान ई. टी. एच. ज्यूरिख, लॉफबोरो विश्वविद्यालय, स्विनबर्न प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय, आइंडहोवेन प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय और कैटेलोनिया के उन्नत वास्तुकला संस्थान सहित कई अन्य संस्थानों में आयोजित किया जाता है। सम्मेलन उद्योग और शिक्षाविदों दोनों की ओर से 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग में बढ़ती रुचि के कारण, अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर कई सम्मेलन शुरू हुए हैं। फरवरी और नवंबर 2017 में कोपनहेगन में 3डीपीप्रिंट द्वारा दो उद्योग-केंद्रित अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन आयोजित किए गए थे। इसके बाद, 2018 में ई. टी. एच. ज्यूरिख, 2020 में आइंडहोवेन प्रौद्योगिकी संस्थान और 2022 में लॉफबोरो विश्वविद्यालय में द्विवार्षिक डिजिटल कंक्रीट शैक्षणिक सम्मेलन का आयोजन किया गया। एशिया-प्रशांत क्षेत्र पर ध्यान केंद्रित करते हुए आवर्ती सम्मेलनों की एक समानांतर श्रृंखला 2018 में स्विनबर्न प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय, 2019 में तियानजिन विश्वविद्यालय और 2020 में शंघाई तोंगजी और हेबेई विश्वविद्यालयों में आयोजित की गई थी। संबंधित विषय कंक्रीट प्रिंटिंग का उपयोग सीधे अंतिम भाग का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है, या अप्रत्यक्ष रूप से, फॉर्मवर्क का उत्पादन करने के लिए जिसमें कंक्रीट डाला जाता है या छिड़का जाता है। 3डी-मुद्रित फॉर्मवर्क 3डी कंक्रीट मुद्रण की कुछ प्रमुख चुनौतियों का समाधान करते हैं। सुदृढीकरण पट्टियों को पारंपरिक रूप से एकीकृत किया जा सकता है, और पारंपरिक रूप से कास्ट या स्प्रेड कंक्रीट बिल्डिंग कोड का अनुपालन करता है। इसके अतिरिक्त, कंक्रीट की सतह की गुणवत्ता 3 डी कंक्रीट प्रिंटिंग की तुलना में काफी बेहतर है। एक चिकनी सतह प्राप्त करने के लिए, 3डी-मुद्रित फॉर्मवर्क को लेपित या पॉलिश किया जा सकता है। कास्टिंग कंक्रीट के लिए स्टे-इन-प्लेस फॉर्मवर्क का उत्पादन करने के लिए स्तरित एक्सट्रूज़न के साथ फॉर्मवर्क 3डी कंक्रीट प्रिंटिंग के रूप में 3डी-मुद्रित कंक्रीट का उपयोग किया गया है। इस दृष्टिकोण में, एक पतली परत, जिसमें एक या दो 3डी-मुद्रित आकृतियाँ होती हैं, पहले चरण में या तो एक पूर्व-निर्माण संयंत्र में या सीधे मूल स्थान पर उत्पादित की जाती हैं। इसके बाद, सुदृढीकरण पिंजरों को स्थापित किया जाता है और स्थिति में सुरक्षित किया जाता है। अंत में, कंक्रीट को खोल के अंदर डाला जाता है, या तो एक बार में, या कई चरणों में फॉर्मवर्क के निचले हिस्सों में हाइड्रोस्टैटिक दबाव के निर्माण को रोकने के लिए। संरचनात्मक गणना के लिए, 3डी-मुद्रित खोल को आमतौर पर नजरअंदाज कर दिया जाता है, और केवल कास्ट कंक्रीट को भार वहन करने वाला माना जाता है। हालांकि, 3डी-मुद्रित कवच को आवश्यक ठोस सुदृढीकरण आवरण के लिए माना जा सकता है जो इस्पात को क्षरण से बचाता है। कंक्रीट के लिए 3डी-मुद्रित फॉर्मवर्क वैकल्पिक रूप से, गैर-सीमेंट सामग्री के साथ 3डी प्रिंटिंग को कंक्रीट के लिए फॉर्मवर्क के उत्पादन के लिए नियोजित किया जा सकता है। मिट्टी, फोम, मोम और पॉलिमर के साथ एक्सट्रूज़न प्रिंटिंग के साथ-साथ रेत और स्टीरियोलिथोग्राफी के साथ बाइंडर जेटिंग का उपयोग वास्तुशिल्प कंक्रीट घटकों के लिए फॉर्मवर्क के निर्माण के लिए किया गया है। यह भी देखें कंक्रीट 3डी प्रिंटिंग में निर्माण 3डी प्रिंटिंग सुदृढीकरण 3डी प्रिंटिंग 3डी प्रिंटिंग प्रक्रियाएं 3डी प्रिंटिंग के अनुप्रयोग आवासीय निर्माण पर्ची बनाने वाली समोच्च शिल्प संदर्भ 3डी प्रिंटिंग भवन प्रौद्योगिकी कंक्रीट भवन इंजीनियरिंग उभरती प्रौद्योगिकियां