有限要素法による3Dプリンティングモルタルの積層安定性評価に関する基礎的検討
建設用3Dプリンティングにおける種々のプリント条件を複合的に考慮して積層安定性を解析的に評価することを目的とし，基礎検討として4ケースの積層実験とその再現解析を行った。解析には有限要素法を用い，材料構成則は弾塑性モデルとし，材料パラメータの時間依存変化も考慮した。積層実験では下部が塑性化して崩壊するパターンと上部の大変形が先行して崩壊するパターンが見られたが，解析で評価した崩壊モードはこれらと一致していた。また，崩壊前の変位分布や最大変位は実験と解析で概ね整合しており，本論文の材料パラメータの決定方法や解析方法の有効性を示唆する結果が得られた。
キーワード：T-3DP®，3Dプリンティング，積層安定性，弾塑性モデル，時間依存性，崩壊モード
＊１ 技術センター 社会基盤技術研究部 材工研究室
Fundamental Study on the Evaluation of 3D Printing Mortar Buildability Using the Finite Element Method
This study aimed to analytically evaluate buildability of 3D concrete printing, taking into account various printing conditions. As a fundamental study, four cases of piling-up experiments and their reproducible analyses were conducted. The finite element method was used for the analysis, and elasto-plastic model was used for the material constitutive law, and time-dependent changes in material parameters were also taken into account. In the piling-up experiments, two collapse modes were observed: a mode in which the lower part collapsed due to plasticization and a mode in which the upper part largely deformed and collapsed. The analyses successfully reproduced these collapse modes. The displacement distribution and maximum displacement before collapse generally agreed between the experiments and the analyses, suggesting the validity of the material parameter determination and analysis method used in this paper.
Keywords: T-3DP, 3D printing, buildability, elastoplastic model, time-dependent, collapse modes
*1 Structure and Material Research Section, Infrastructure Technology Research Department, Taisei Advanced Center of Technology