3D打印机装置的喷嘴部分进行改进，是为了解决打印过程中层和层之间因为打印时间有间隔出现的冷缝问题，还有打印过程中存在的条状空腔问题。现在的 3D 打印机是龙门式的，这个 3D 打印机的喷嘴装置截面是圆形的，打印出来的样品因为会坍塌，就会变成腰鼓形的结构，在打印体内部会形成空腔，这就导致打印体的力学性能下降。能看出来不添加约束装置的样品每层都是腰鼓型的，而且打印出来的样品因为自重，宽度比喷嘴的宽度大，形状尺寸的稳定性比较差。这样的样品横向堆积之后，打印体内部就会出现一个空腔条带，极大地影响打印体整体的密实性。同时因为腰鼓型砂浆条带的堆积，在每层的界面中会出现内凹的缝隙，接缝处受力会产生应力集中，让样品的抗剪能力大大降低。
而 3D 打印水泥基材料的分层结构因为有冷缝存在，已经是打印体中的薄弱部分了，腰鼓状的结构又让 3D 打印体的性能进一步下降。添加了约束装置后打印出的样品，打印样品的表面有了明显改变，打印体腰鼓状的外表经过约束后没有了。这是因为砂浆经过约束板的约束后会流动，填充进约束板内的空间，使得打印出的截面变成约束板界面的形状。对影响打印效果的几种参数进行了调试，还做了预实验，选了和打印设备以及砂浆配比相适应的打印参数，确定了行走速度是 20 毫米/秒。以现在的 3D 打印机为基础对喷嘴部分进行了改进设计，在喷嘴下方加了一个门形约束框，约束砂浆挤出后的流动行为。对改进后的约束装置做了对照实验，验证了约束装置的实际效果。对照实验表明，增设约束装置后打印出的砂浆条带很好地解决了空腔问题。3D 打印样品的各项性能测试结果都明显低于浇筑样品的性能，最明显的就是 y 和 z 方向的三向抗压强度和抗折强度，这两个强度只有浇筑样品的一半左右。