T_GRM 064-2023 含缺陷类岩石3D 打印制备规范.docx

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1、学兔兔标准下载ICS73.020CCSD00/09GRM中关村绿色矿山产业联盟团体标准T/GRM064-2023含缺陷类岩石3D打印制备规范SpecificationforPreparationof3DPrintingRock-likeSpecimenswithDefect2022-10-31发布2022-10-31实施中关村绿色矿山产业联盟发布学兔兔标准下载目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14工艺及材料选择.24.1工艺选择.24.2材料选择.25含缺陷模型建立.25.1含缺陷模型特征获取.25.2缺陷参数.35.3模型标记.36打印流程.36.1材料准备.36.2

2、打印参数及力学参数确定.36.3打印前准备.46.4试件打印.46.5试件养护.57试件运输、贮存要求.57.1试件贮藏.57.2试件运输.5附录.6附录A试件力学特性记录表.6I学兔兔标准下载前言本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中关村绿色矿山产业联盟提出。本文件由中关村绿色矿山产业联盟标准化工作委员会归口。本文件起草单位：山东科技大学、矿冶科技集团有限公司、安徽理工大学、中国矿业大学、河南理工大学、太原理工大学、济宁学院。复杂：本文件主要起草人：蒋力帅、

3、赵阳、郭利杰、刘光生、袁安营、李桂臣、贾后省、白锦文、黄万朋、武泉森。警告：本文件的应用可能涉及危险物质及其操作和设备。但本文件没有说明与其使用有关的所有安全问题。在使用本文件前，使用者有责任制定相应的安全和保护措施，并明确其限定的适用范围。II学兔兔标准下载含缺陷类岩石3D打印制备规范1范围本文件给出了含缺陷类岩石3D打印制备规范的术语和定义、材料及工艺选择、缺陷类岩石、打印流程、试件贮藏和运输等。本文件适用于3D打印技术制备含缺陷类岩石试件。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用

4、文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。DZ/T0276.18-2015岩石物理力学性质试验规程第18部分：岩石单轴抗压强度试验DZ/T0276.20-2015岩石物理力学性质试验规程第20部分：岩石三轴压缩强度试验DZ/T0276.21-2015岩石物理力学性质试验规程第21部分：岩石抗拉强度试验JGJ52-2006普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.13D打印3Dprinting利用打印头、喷嘴或其他打印技术，通过材料堆积的方式来制造零件或实物的工艺。3.2粘结剂喷射Binderjetting选择性喷射沉积液态粘结剂粘结粉末材料的增材制

5、造工艺。3.3缺陷Defects岩体内存在的裂隙、节理、孔洞等软弱面或不连续面。3.4喷墨量Inkjetquantity每平方厘米所喷射的液态粘结剂的体积，单位为ml/cm2。1学兔兔标准下载4工艺及材料选择4.1工艺选择4.1.1宜选用粘合剂喷射技术作为含缺陷类岩石3D打印制备的工艺。4.1.2打印方向有垂直打印（打印层与预加载方向垂直）和平行打印（打印层与预加载方向平行）两种，应采用垂直打印，见图1。图1试件打印方向4.2材料选择4.2.1粉末材料宜选用硅砂、石英砂、陶瓷砂等，粉末材料的形状、直径、含水量等应满足：a)宜选用颗粒形状为不规则球体或不规则椭圆体的粉末材料；b)粉末材料的颗粒直

6、径宜控制在80目300目；c)粉末材料含水量应低于0.2%，含水量的计算与检验方法按JGJ52-2006中的6.6；d）当粉末材料含有云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质时，其含量按JGJ52-2006中3.1.8的要求。4.2.2粘结剂宜选用呋喃树脂等热固性树脂，粘结剂溶剂应选择浓度为80%-90%的酒精或流动性较好的液体。5含缺陷模型5.1含缺陷模型特征获取5.1.1试件特征参数宜通过电子计算机断层扫描（CT扫描）或三维激光扫描直接由岩石试件获得，也可通过蒙特卡罗等随机模拟方法生成。5.1.2用于3D打印的含缺陷模型宜导出为STL格式、3MF等格式。5.2缺陷参数2兔学兔标准下载

7、cRtR5.2.1打印前应对试件模型内缺陷按尺寸进行筛选，如无特殊试验要求，所保留缺陷尺寸应至少满足：a)缺陷最大长度LQmax10mm；b)缺陷最大截面积SQmax10mm2；c)缺陷体积VQ10mm3；5.2.2缺陷总体积不宜大于试件体积的5%。5.3模型标记5.3.1若试件所含缺陷为内置缺陷，则应在模型侧面设置标记。5.3.2所做标记应凸于模型表面，且突出高度1mm2mm为宜。5.3.3所做标记面积不应超过模型侧表面积的10%。5.3.4在打印完成并贴附相应标签后，宜用500目1000目的砂纸将标记部位打磨平整。6打印流程6.1材料准备6.1.1粉末材料在打印前应进行筛选，宜进行烘干处理

8、，应确保其含水量满足4.2.1的要求。6.1.2粘合剂使用前应检查并保证无悬浮和沉淀颗粒。6.2打印参数及力学参数确定6.2.1选定打印材料和打印参数后，应在含缺陷类岩石试件制备前对完整类岩石试件的力学参数进行测定，并记录，见附录A。6.2.2打印参数的测定应至少包含抗压强度、抗拉强度、压-拉比，宜根据试验需求增加对弹性模量、粘聚力、内摩擦角等的测定。其中抗压强度、弹性模量的测定按DZ/T0276.18-2015，抗拉强度的测定按DZ/T0276.21-2015，粘聚力、内摩擦角的测定按DZ/T0276.20-2015，压-拉比则根据测定结果由式（1）得到。K=（1）式中：ctR抗压强度，单位

9、为兆帕(MPa)；R抗拉强度，单位为兆帕(MPa)；K压-拉比。3学兔兔标准下载6.2.3若需还原岩石试件力学参数，应对打印参数和打印材料进行标定，见图2。参数标定后的各项力学参数应满足：a)标定试件与被标定岩样的抗压强度均值之差不应大于0.5MPa；b)标定试件与被标定岩样的抗拉强度均值之差不应大于0.1MPa；c)标定试件与被标定岩样的压-拉比之差应控制在5%以内；d)标定试件与被标定岩样的弹性模量均值之差不应大于0.2GPa；e)标定试件与被标定岩样的粘聚力之差不应大于0.1MPa；f)标定试件与被标定岩样的内摩擦角之差不应大于2。图2参数标定流程6.3打印前准备6.3.1打印前应将催化

10、型固化剂与粉末颗粒充分搅拌，搅拌宜采用强制式搅拌机。6.3.2打印前应检查打印机工作平台和送料缸，确保其干净、整洁。6.3.3打印前宜先在工作平台铺设白色光面纸进行试打，确保打印机喷射的液态粘结剂均匀、稳定后方可打印。6.4试件及模型打印6.4.1含缺陷类岩石试件在打印过程中的试件间距应大于8mm。6.4.2打印环境应满足：a)试件的打印环境温度应控制在2030；b)试件的打印环境湿度应控制在50%60%；c)打印过程中应保持成形平台的稳定，避免打印过程中受到振动和冲击。6.5试件养护4学兔兔标准下载6.5.1打印完成后应在打印机工作缸内静置12h后方可取出，静置过程中应避免机器受到振动和冲击

11、。6.5.2试件均应从打印工作面一侧依次取出，试件取出后应立即进行标记，当试件有严重损坏时，应按废弃处理。6.5.3试件取出后应于室内静置使其充分氧化，试件静置过程应避免阳光照晒。6.5.4试件氧化完成后应对试件的精度进行检查，按DZ/T0276.18-2015中6.7进行检测，不满足精度要求时应进行打磨修整或弃用，具体要求如下：a)沿试件整个高度的直径或厚度测量允许偏差0.3mm；b)两端面不平行度允许偏差0.05mm；c)端面不平整度允许偏差0.02mm。7试件贮藏和运输7.1贮藏7.1.1贮藏环境应按5.4.3的规定。7.1.2当试件需要长期贮藏时，应用保鲜膜或蜡纸包裹、密封，且贮藏时间不宜超过1年。7.2运输7.2.1试件在运输前除应用保鲜膜或蜡纸包裹、密封外，还应用气泡纸包裹。7.2.2若试件存在外置缺陷，则应先在缺陷位置填充同类型砂粉后方可包装。7.2.3试件宜放于木质箱体内运输，且应在试件与试件之间填充满泡沫或气泡纸。5砂型粘结剂层厚喷墨量ml/cm2抗压特性抗拉特性压-拉比K抗剪特性编号抗压强度RcMPa均值RcMPa弹性模量EGPa平均弹性模量EGPa编号抗拉强度RtMPa均值RtMPa粘聚力CMPa内摩擦角描述：标准学兔兔下载附录A（资料性附录）试件力学特性记录表试验：计算：校核：年月日6