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龍圖騰網獲悉湖南建工集團有限公司;長沙理工大學申請的專利基于懸垂效應自支撐角旋轉曲面混凝土結構3D打印方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN117432071B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202311504572.9，技術領域涉及：E04B1/32；該發明授權基于懸垂效應自支撐角旋轉曲面混凝土結構3D打印方法是由陳朋;鐘凌宇;蔣友寶;劉艷;劉筱鈺;王曾光;董堃;周志堅設計研發完成，并于2023-11-13向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于懸垂效應自支撐角旋轉曲面混凝土結構3D打印方法在說明書摘要公布了：本發明公開了基于懸垂效應自支撐角旋轉曲面混凝土結構3D打印方法，屬于3D打印建造技術領域，包括基于懸垂效應自支撐角的確定和旋轉曲面混凝土結構3D打印過程；本發明方法通過對曲面構件進行合理劃分，能夠在保證構件成型的同時，減少額外的支撐結構，提高打印效率、節約建造成本；本發明方法結合懸垂效應原理，通過試驗找到結構的自支撐角，確保打印過程的穩定性和精度；本方法適用于各類旋轉曲面混凝土構件的打印，同時解決了部分曲面結構難于或不能直接打印的問題，為混凝土3D打印技術的發展提供一種創新的解決方案。

本發明授權基于懸垂效應自支撐角旋轉曲面混凝土結構3D打印方法在權利要求書中公布了：1.基于懸垂效應自支撐角旋轉曲面混凝土結構3D打印方法，其特征在于：包括基于懸垂效應自支撐角的確定和旋轉曲面混凝土結構3D打印兩過程； 所述基于懸垂效應自支撐角的確定，按以下步驟進行： 1）將目標旋轉曲面混凝土結構進行建模、切片、打印，通過觀察結構連續打印時缺陷的出現過程，當打印結構出現缺陷致使結構處于臨界破壞狀態時，記錄結構的臨界破壞狀態，測量結構出現嚴重缺陷處相對應起始點的垂直投影距離和水平投影距離； 2）根據1）所得的結構臨界破壞狀態及測量所得數據，繪制出該狀態下的3D打印結構自支撐角的計算簡圖； 3）根據2）所得的計算簡圖，以旋轉結構母線起始點為A點、旋轉結構母線終止點為B點，并以A點為原點擬合AB曲線得到曲線方程； 根據1）所得的垂直投影距離和水平投影距離，在根據2）所得的計算簡圖中確定A點、B點的坐標值，分別為A（0，0）、B（，）， 對求導，分別得到A點、B點處的斜率以及對應切線的角度、， ， ， 由幾何關系可知，， ， ， 此時通過幾何分析手段所得到的即為該工況下的極限自支撐角，極限自支撐角為曲線起始端點切線的垂線與曲線終止端點的切線的夾角，∠3為過曲線起始端點切線的垂線與曲線終止端點的切線交點的水平線與曲線起始端點切線的夾角，∠4為過曲線起始端點切線的垂線與曲線終止端點的切線交點的水平線與曲線起始端點切線的垂線的夾角； 4）根據3）所得到的極限自支撐角，為保證結構打印成型的高效精確同時建造過程偏于安全，防止3D打印混凝土實際自支撐能力的變異性對建造過程產生較大影響，故在結構切分中，所選取的自支撐角度不小于，同時不大于，即； 所述旋轉曲面混凝土結構3D打印，按以下步驟進行： 1）對目標旋轉曲面混凝土結構進行結構分析，依據目標旋轉曲面混凝土結構的旋轉母線各點斜率變化情況將結構分為常規打印部分和考慮懸垂效應部分； 2）對于常規打印部分，可以直接進行建模、切片；對于考慮懸垂效應部分要根據各凹凸性發生轉換處的位置進行進一步劃分，保證每個部分的母線斜率呈現單調遞增或遞減的狀態，以確保后續依據自支撐角切分的進行； 3）將2）中劃分得到的部分，以旋轉軸為分割線，將其劃分為N塊大小相同的模塊，N≥2，然后選取各劃分方案中的一塊模塊，分別進行第一次自支撐角度的切分，自支撐角度應滿足，切分平面應與該模塊中心處母線上所選自支撐角度對應點的切線垂直，為使按自支撐角切分后的各部分底面無不共面的平面，同時以旋轉軸為分割線所劃分的模塊數量盡可能少，故而選擇第一次切分平面不與該模塊底面相交中最小的N值作為劃分方案； 4）根據3）中所確定的劃分方案，對等分后的曲面結構進行切分，每塊試件的自支撐角度應滿足； 5）根據4）切分所得的各塊試件，依次打印建造成型，截面處預埋連接件或預留孔洞，打印完成后覆膜養護；養護完成后，將所得的打印完成的各塊試件，在孔洞內布置鋼筋或螺桿，使用環氧樹脂或高強砂漿進行填充和連接，完成曲面結構的組裝成型。

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