卡内基梅隆大学计算工程与机器人实验室研发出新型混凝土3D打印模拟系统，可精准预测喷射混凝土在钢筋结构上的成型过程。该技术通过模拟材料粘弹性与凝固特性，为建筑自动化提供了新的数字化工具。

传统挤出式混凝土3D打印受限于喷嘴移动轨迹，难以在钢筋周围进行复杂作业。研究团队开发的模拟器能分析混凝土喷射过程中的滴落、扩散与固化现象，使承包商可通过虚拟测试评估施工方案。实验室负责人Kenji Shimada教授表示：“为使技术切实可行，必须准确预测混凝土喷射和干燥成最终形状的过程。”

研究团队在日本清水建设公司的实验场地进行了验证测试。数据显示，模拟器对喷射混凝土高度的预测准确率达90.75%，对钢筋覆盖厚度预测精度最高达97.9%。主要作者山川壮二指出：“通过简化复杂物理模型，我们实现了高效运算并保持模拟真实性。”

这项混凝土3D打印技术特别适用于地震频发地区的建筑加固需求。目前研究团队正致力于优化环境参数感知与表面处理算法，进一步提升成型精度。参与研究的博士候选人Kyshalee Vazquez-Santiago表示：“该技术仍存在较大发展空间，我们正在探索机器人应用的新可能。”

更多信息： Soji Yamakawa 等人，《用于喷嘴轨迹规划的混凝土喷涂 3D 打印模拟器》，IEEE 机器人与自动化快报(2025)。期刊信息： IEEE机器人与自动化快报