●技術簡介：
本技術含兩重要的項目，第一為新式可列印超高性能混凝土複合材料之開發，以超高性能混凝土為基礎，開發實際可運用於3D列印之超高性能混凝土；第二為混凝土3D列印過程之模擬分析及優化技術，採用自行研發之無限元素法來模擬3D列印過程，並優化積層列印路徑及參數。最後架設多軸型混凝土3D列印設備，以驗證前兩項技術
●技術之科學突破性：
本技術使用於3D列印之混凝土材料，有別於傳統混凝土漿體之流變性，其漿體的需達到建構性、堆疊性與流動性之平衡狀態。目前世界上已有許多3D列印混凝土建築的發展，但其多為一般傳統混凝土沙漿材料，許多力學缺點與耐久性仍有待解決。然而，本技術導入目前仍為混凝土材料研究領域前端之”超高性能混凝土”，此新型混凝土具有一般混凝土數倍之抗壓強度及拉力強度，因此可減少或免除列印成品內鋼筋之需求，其緻密結構也能降低環境侵蝕與耐久性提升，將此超高性能混凝土進行流變改質，保持原有超高強度之力學與耐久性能，並應用於3D列印中，相較於國際間一般3D列印建築，其力學強度提升約5~6倍，其耐久性指標如孔隙率為、透水性為與氯離子滲透，分別為一般混凝土之1/5、1/25與1/1000，實現更堅固更安全與耐久永續之3D列印建築材料。本技術建立了一套混凝土3D列印模擬分析軟體，所使用的模擬方法為自主開發之無限元素法，由於減少了模型自由度，可以有效的避免計算速度緩慢的情形，運算成本為傳統有限元素法的0.5倍。另外，無限元素法所生成之超級元素們，可依照其生成之時間來改變材料性質，亦由於其元素節點僅分布於表面，因此無網格品質之疑慮並可輕易的調整元素幾何外型，適合來模擬分析時變材料性質且幾何複雜之3D列印過程。值得一提的是，具相似形狀的超級元素們，其剛性矩陣具有比例關係，根據該特性建立一套材料性質資料庫，更可大大減少電腦的運算成本。
●技術之產業應用性：
本團隊所提出之「混凝土3D列印模擬分析及優化技術」是目前混凝土營建產品自動化、客製化所需要的顯示相關核心演算法，以3D列印混凝土建築為產品目標，可依需求製作與施行相關工程之製程規劃，以期能達成自動化、無人化系統之功能，提高混凝土產業產能的提升。在實際運用線上產能目標規劃上，以預鑄混凝土管為例，目前廠商一條產線一天(工時8小時)能生產200管混凝土管，本技術可24小時不停工生產，故目標協助廠商一天提升產能1~1.5倍，能源成本消耗降低10~18％。未來還可應用至生醫及國防等產業之客製化、自動化產線所使用。
本團隊開發之可列印新式混凝土材料，對此類材料與列印成品進行測試與性質掌握，其配比可經由廠商(技轉)或研究單位提供，在3D列印機台配合下，可提供做為列印材料。隨著更多實驗與驗證，此列印材料之性能符合力學與耐久性等標準後，應用程面極廣，可用於一般營建工程、臨時醫療或救援空間、基礎設施、民生用品等，大幅減低未來缺工問題，以及提升混凝土成品精密性、擴大混凝土材料應用範圍。

線上展網址：
https://tievirtual.twtm.com.tw/iframe/86c2bc58-66b2-4038-9949-c3723673a00b?group=23bfb1fa-dd5b-4836-81a1-4a1809b1bae5&lang=tw