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龙图腾网获悉湖南建工集团有限公司;长沙理工大学申请的专利基于悬垂效应自支撑角旋转曲面混凝土结构3D打印方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117432071B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311504572.9，技术领域涉及：E04B1/32；该发明授权基于悬垂效应自支撑角旋转曲面混凝土结构3D打印方法是由陈朋;钟凌宇;蒋友宝;刘艳;刘筱钰;王曾光;董堃;周志坚设计研发完成，并于2023-11-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于悬垂效应自支撑角旋转曲面混凝土结构3D打印方法在说明书摘要公布了：本发明公开了基于悬垂效应自支撑角旋转曲面混凝土结构3D打印方法，属于3D打印建造技术领域，包括基于悬垂效应自支撑角的确定和旋转曲面混凝土结构3D打印过程；本发明方法通过对曲面构件进行合理划分，能够在保证构件成型的同时，减少额外的支撑结构，提高打印效率、节约建造成本；本发明方法结合悬垂效应原理，通过试验找到结构的自支撑角，确保打印过程的稳定性和精度；本方法适用于各类旋转曲面混凝土构件的打印，同时解决了部分曲面结构难于或不能直接打印的问题，为混凝土3D打印技术的发展提供一种创新的解决方案。

本发明授权基于悬垂效应自支撑角旋转曲面混凝土结构3D打印方法在权利要求书中公布了：1.基于悬垂效应自支撑角旋转曲面混凝土结构3D打印方法，其特征在于：包括基于悬垂效应自支撑角的确定和旋转曲面混凝土结构3D打印两过程； 所述基于悬垂效应自支撑角的确定，按以下步骤进行： 1）将目标旋转曲面混凝土结构进行建模、切片、打印，通过观察结构连续打印时缺陷的出现过程，当打印结构出现缺陷致使结构处于临界破坏状态时，记录结构的临界破坏状态，测量结构出现严重缺陷处相对应起始点的垂直投影距离和水平投影距离； 2）根据1）所得的结构临界破坏状态及测量所得数据，绘制出该状态下的3D打印结构自支撑角的计算简图； 3）根据2）所得的计算简图，以旋转结构母线起始点为A点、旋转结构母线终止点为B点，并以A点为原点拟合AB曲线得到曲线方程； 根据1）所得的垂直投影距离和水平投影距离，在根据2）所得的计算简图中确定A点、B点的坐标值，分别为A（0，0）、B（，）， 对求导，分别得到A点、B点处的斜率以及对应切线的角度、， ， ， 由几何关系可知，， ， ， 此时通过几何分析手段所得到的即为该工况下的极限自支撑角，极限自支撑角为曲线起始端点切线的垂线与曲线终止端点的切线的夹角，∠3为过曲线起始端点切线的垂线与曲线终止端点的切线交点的水平线与曲线起始端点切线的夹角，∠4为过曲线起始端点切线的垂线与曲线终止端点的切线交点的水平线与曲线起始端点切线的垂线的夹角； 4）根据3）所得到的极限自支撑角，为保证结构打印成型的高效精确同时建造过程偏于安全，防止3D打印混凝土实际自支撑能力的变异性对建造过程产生较大影响，故在结构切分中，所选取的自支撑角度不小于，同时不大于，即； 所述旋转曲面混凝土结构3D打印，按以下步骤进行： 1）对目标旋转曲面混凝土结构进行结构分析，依据目标旋转曲面混凝土结构的旋转母线各点斜率变化情况将结构分为常规打印部分和考虑悬垂效应部分； 2）对于常规打印部分，可以直接进行建模、切片；对于考虑悬垂效应部分要根据各凹凸性发生转换处的位置进行进一步划分，保证每个部分的母线斜率呈现单调递增或递减的状态，以确保后续依据自支撑角切分的进行； 3）将2）中划分得到的部分，以旋转轴为分割线，将其划分为N块大小相同的模块，N≥2，然后选取各划分方案中的一块模块，分别进行第一次自支撑角度的切分，自支撑角度应满足，切分平面应与该模块中心处母线上所选自支撑角度对应点的切线垂直，为使按自支撑角切分后的各部分底面无不共面的平面，同时以旋转轴为分割线所划分的模块数量尽可能少，故而选择第一次切分平面不与该模块底面相交中最小的N值作为划分方案； 4）根据3）中所确定的划分方案，对等分后的曲面结构进行切分，每块试件的自支撑角度应满足； 5）根据4）切分所得的各块试件，依次打印建造成型，截面处预埋连接件或预留孔洞，打印完成后覆膜养护；养护完成后，将所得的打印完成的各块试件，在孔洞内布置钢筋或螺杆，使用环氧树脂或高强砂浆进行填充和连接，完成曲面结构的组装成型。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人湖南建工集团有限公司;长沙理工大学，其通讯地址为：410004 湖南省长沙市天心区芙蓉南路一段788号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。