混凝土是一种具有优良结构品质的建筑材料，可以被塑造成任何形状。然而，它也占世界温室气体排放总量的8%左右。在混凝土结构的设计和施工过程中，需要减少材料的消耗。本研究为预制面板的设计和制造提出了一种新的生产流程。采用结构拓扑优化(TO)方法，根据面板与子结构的连接方式，设计出具有优化材料分布的穿孔面板。通过结构仿真验证了构件的刚度和强度。最后，柔性热塑性聚氨酯(TPU)模具是增材制造和反复铸造。研究结果表明，在保持令人满意的结构性能的同时，TO将面板的体积在预定义的WWR范围内减少了总体积的23%至30%。此外，该研究还证明了增材制造的TPU模具在可重复浇筑混凝土方面的潜力，同时还能适应复杂浇筑几何形状的凹口。这项研究是新颖的，因为以前没有使用TO来设计面板。此外，使用由TPU制成的3D打印柔性模具进行几何形状的可重复铸造仍处于早期阶段，在撰写本文时只有一份出版物报告了调查。这个工作流程整体上是创新的，因为它解决了通过TO在设计阶段节省材料的问题，以及在制造阶段创建可重复使用的3D打印模板
在使用Millipede的拓扑优化阶段，侧向风荷载作用于面板的中心平面，这使得材料可以从面板的表面和宽度上去除。这种设计方法对设计师创建穿孔板很有用。如果侧风荷载作用于面板的整个表面，该算法将使所有材料保持在面板上，并且只优化材料在宽度上的分布，从而使面板不再穿孔以允许光线进入。未来的研究可以确定改变风荷载作用下的表面面积对拓扑优化结果的影响。
在模具的设计阶段，浇注孔的位置进行了调整，使其与面板与子结构的连接位置对齐。这种设计方法允许使用铸件上的注册标记来集成连接硬件。
在制造阶段，在3D打印过程中，一些TPU模板在大于45度的角度边缘处出现故障。为了解决这个问题，这些模具在打印机床上的方向从水平改为垂直。垂直放置在床上的模具成功打印，同时具有高分辨率的表面纹理。
在铸造阶段，通过在模具部件的唇部之间添加粘土，然后将它们夹紧在一起，来控制Rockite的泄漏。这种方法有助于用较软的材料密封两个坚硬的表面，从而防止泄漏。模具部件之间没有使用填缝或其他密封剂，因为目标是容易地取出铸件并重复使用模具。
总的来说，通过挤压不同的长丝类型，以及使用不同的喷嘴，关于3D打印的知识越来越多，这将通过迭代实验提供他们独特的发现
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