[发明专利]一种喷射増材成型岩土模型材料及其制备方法

说明书

一种喷射増材成型岩土模型材料，由以下质量份的原料组成：岩土材料60‑85份，添加剂15‑40份，所述岩土材料为微纳级粉末，所述添加剂能粘结岩土材料，同时使岩土材料能流动打印。本发明还包括喷射増材成型岩土模型材料的制备方法。本发明的岩土模拟材料满足物理和力学性能要求，仿真度高，本发明的方法通过数字化3D模型，结合粉末喷射及浆料注射，实现了实时混合，提高了模拟的精确性，提升工程及灾害的发生还原度，对灾害预测的发生和工程防护起到重要作用。

技术领域

本发明涉及3D打印技术及工艺领域，具体涉及一种喷射増材成型岩土模型材料及其制备方法。

背景技术

随着近年来3D打印技术的快速发展，其技术得到广泛应用，相比于传统物理模型模拟，大比例缩小模型为工程实施及自然灾害模拟重现提供了可控的定量分析手段，此技术可实现岩土材料的模拟，高效构建高精度参数化模型并打印，缩短模型制作工期，提升工程及灾害分析的可靠性，推动灾害研究和防护技术进步。

岩土材料是岩土模型材料模拟中主要应用的材料，其可打印性在地质领域具有极好的应用前景。目前，岩土模型材料的选取通常直接从工程及灾害发生地选取或者选取相似的材料进行人工配比，但是直接从工程及灾害发生地选取的量少，而且选取较危险和困难，选取相似的材料进行人工配比，选用的材料常常无法达到对物理和力学性能的要求，而且由于人工选材对于宏微观结构的不可控性，通常也易导致材料性能无法达到要求，进而导致人工模型在材料配比测试时间变长，同时模拟效果不能够达到高度还原，不利于工程及灾害的重现分析测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种物理和力学性能好，高度还原的喷射増材成型岩土模型材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种喷射増材成型岩土模型材料，由以下质量份的原料组成：岩土材料60‐85份，添加剂15‐40份，所述岩土材料为微纳级粉末，所述添加剂能粘结岩土材料，同时使岩土材料能流动打印。

进一步，所述岩土材料由以下质量份的原料组成：重金石35‐95份，高岭土5‐65份。

进一步，所述岩土材料由以下质量份的原料组成：重金石15‐85份，河沙15‐85份。

进一步，所述岩土材料由以下质量份的原料组成：重金石5‐65份，标准砂40‐85份。

进一步，所述岩土材料由以下质量份的原料组成：重金石10‐60份，高岭土30‐70份，标准砂10‐40份。

进一步，所述岩土材料还包括以下质量份的原料：粉煤灰2‐40份，双飞粉0‐20份和滑石粉5‐40份中的一种。

进一步，所述添加剂由以下质量份的原料组成：石蜡90‐100份，硬脂酸0‐10份。

进一步，所述添加剂由以下质量份的原料组成：石蜡77‐91份，棕榈蜡5‐15份，硬脂酸4‐8份。

进一步，所述添加剂由以下质量份的原料组成：液蜡38‐88份，石蜡6‐36份，棕榈蜡4‐18份，硬脂酸2‐8份。

进一步，所述添加剂由以下质量份的原料组成：液蜡45‐95份，石蜡5‐45份，硬脂酸0‐10份。

进一步，所述添加剂由以下质量份的原料组成：石蜡55‐95份，棕榈蜡5‐45份。

进一步，所述添加剂由以下质量份的原料组成：石蜡45‐85份，微晶蜡15‐55份。

进一步，所述添加剂由以下质量份的原料组成：棕榈蜡20‐60份，微晶蜡40‐80份。

进一步，所述添加剂由以下质量份的原料组成：棕榈蜡60‐90份，植物油10‐30份，硬脂酸0‐10份。