تعتبر أشكال الخيوط المستخدمة في طباعة الهياكل الخرسانية ثلاثية الأبعاد (3D Concrete Printing) من العوامل الرئيسية التي تؤثر على الأداء الهيكلي والثبات لتلك الهياكل. ومع ذلك، فإن العديد من الأساليب التقليدية المستندة إلى نموذج العناصر المنتهية (Finite Element Method) تمثل الطبقات المطبوعة على أنها مستطيلات مبسطة، مما يمكن أن يقيد دقة التوقعات.

في هذا السياق، تم تطوير إطار عمل نمذجي مبتكر يدمج أداة التنبؤ بشكل الخيط المعتمد على التعلم العميق (ShapeGen3DCP) مع نهج نموذج العناصر المنتهية النشط. الهدف هو دراسة أثر الأشكال الحقيقية للخيوط على القدرة على البناء (Buildability).

تقوم هذه الإطار بتوليد نماذج عددية مدركة للهندسة مباشرة من معلمات المواد والعمليات، وذلك دون الحاجة إلى تصنيف تجريبي للخيوط أو محاكاة تدفق السوائل المعقدة.

تم التحقق من نتائج هذا المنهج من خلال مقارنة البيانات التجريبية ودراسة بارامترية للجدران المستقيمة. وقد أظهرت النتائج أن معلمات الطرد والشكل الناتج للخيط يمكن أن تؤثر بشكل ملحوظ على توقعات القدرة على البناء.

التصورات الهندسية الواقعية للخيوط تكون أكثر أهمية عند استخدام استراتيجيات الطلاء الحر، بينما تكون استراتيجيات الضغط الطبقي أقل حساسية للتبسيطات الهندسية. من بين التمثيلات المدروسة، يحقق التقريب البيضاوي توازنًا فعالًا بين الحفاظ على الدقة الهندسية وسهولة النمذجة.

عند تفضيل التمثيلات المستطيلة لتسهيل الشبكات الحاسوبية المنتظمة، فإن تحديد أبعادها بناءً على الحفاظ على الحجم يعزز من موثوقية التوقعات مقارنة باستخدام العرض الأقصى للخيط أو عرض الاتصال بين الطبقات.

بشكل عام، توضح المنهجية المقترحة أهمية دمج هندسة الخيط في محاكاة الطباعة الثلاثية الأبعاد للخرسانة، وتوفر إرشادات عملية لاختيار تمثيلات هندسية فعالة ودقيقة لتقييم القدرة على البناء.