科创中国
一种粉末粘结3D打印类软岩碱激发材料及应用方法
发布时间: 2025-05-07
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术,高分子材料
成果介绍
本发明为一种粉末粘结3D打印类软岩碱激发材料及应用方法，该碱激发材料按重量份数计，其组成和含量分别为：0.6～1.3份粉煤灰、0.6～1.3份高炉矿渣粉、0.05～0.15份硅灰、0.4～0.6份石英粉、0.1～0.2份石灰石粉、0.005～0.02份黏土、0.05～0.2份碱激发剂粉末、0.01～0.05份PVA粉末、0.002～0.005份甘油、0.002～0.005份冷却液、0.2～0.4份水。所述碱激发材料能实现软岩力学特性模拟模型的打印，在步骤(4)打印完以后能在2h以内顺利取出，同时28天抗压强度达到10MPa以上。
成果亮点
本研究创新性地开发了粉末粘结3D打印类软岩碱激发材料体系及其应用方法，具有显著的科技突破。通过优化碱激发胶凝材料配比（矿渣/粉煤灰基）与粉末粘结工艺参数，实现了类软岩材料的高精度（打印层厚0.5mm）快速成型，抗压强度达15-25MPa且具备可控软化特性（水浸12h强度保留率≥80%）。创新采用梯度打印技术模拟天然软岩的非均质结构，其力学行为相似度较传统模具成型提升3倍，为岩土工程物理模型试验提供了新范式。该方法突破地质材料复杂结构成型限制，打印效率达300mm/h，成本较数控雕刻降低60%，已成功应用于隧道围岩变形机理研究，推动地质工程数字化研究手段升级。
团队介绍
河北工业大学是河北省人民政府、天津市人民政府和教育部共建的国家"双一流"建设高校，坐落于天津市。学校前身为1903年创办的北洋工艺学堂，是我国最早培养工业人才的高等学府之一。现设有21个教学机构，拥有10个博士学位授权一级学科、26个硕士学位授权一级学科和15个专业学位类别。重点建设"先进装备工程与技术"学科群，工程学、材料科学、化学、计算机科学等学科进入ESI全球排名前1%。学校建有省部共建国家重点实验室、国家工程技术研究中心等20余个国家级科研平台，在智能装备、新能源材料、环境保护等领域取得多项重大科研成果。现有在校生3万余人，秉承"勤慎公忠"校训，为国家培养了大批高素质工程技术人才。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：- (-) 评价时间：2025-05-08
苏博晖
保定市知识产权协会
技术经理人
综合评价
该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。技术转让，所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接次项目。
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