通过挤出工艺打印的混凝土柱出现结构故障，揭示了一个危险的弱点：冷缝。使用Creaform进行3D扫描并在Abaqus中进行仿真，量化了层间机械粘附力损失达40%。这一缺陷仅由打印过程中5分钟的延迟引起，证明了关键界面处的材料疲劳如何可能危及大规模增材结构的完整性。
工作流程：从扫描到接触仿真 🔬
该过程始于使用Creaform VXelements对故障柱进行扫描，生成高分辨率点云。利用CloudCompare对齐受影响层的几何形状，并提取冷缝的形态。该真实模型被导入Abaqus，定义了非线性接触分析。有限元仿真将界面建模为粘聚表面，揭示了最大剪切应力集中在延迟层的边缘，从而引发过早开裂。与正确水化的接缝相比，有效摩擦系数降低了40%。
对增材制造中材料疲劳的影响 ⚙️
冷缝在混凝土中充当疲劳缺口，在循环荷载下为裂纹扩展创造了优先路径。本研究表明，打印参数（如层间时间）对耐久性至关重要。集成3D扫描和数值仿真可以预测这些薄弱点，并调整挤出速度或环境湿度，从而避免高层柱的灾难性故障。
如何精确建模3D打印混凝土柱中冷缝的过渡区域，以通过有限元分析预测其在循环荷载下的行为？
(附注：材料疲劳就像你在模拟10小时后的状态一样。)