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曲面鋁板幕墻成形技術(shù)淺析

來源:2013年會論文集  作者:胡忠明 吳明君  日期:2013-4-10
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  【摘要】隨著生產(chǎn)力水平的不斷提高及制造業(yè)的飛速發(fā)展,市場對異形曲面金屬板產(chǎn)品的需求也在快速增長。在世界各大城市,紛紛涌現(xiàn)出各種造型復雜、視覺沖擊力極強的多維曲面金屬板幕墻,這些幕墻都需要使用大量的金屬材質(zhì)的三維曲面板件。因此,對曲面金屬板的需求會越來越大。復雜金屬曲面板的成形工藝也就顯得尤為重要,本文主要結(jié)合典型案例,對目前市場上常見的各種曲面鋁板成形工藝進行簡要分析。重點論述了曲面鋁板的各種成形工藝的原理、特點及主要適用范圍。對復雜曲面金屬板材的加工方式起到拋磚引玉的作用。
  【關(guān)鍵詞】 異形曲面、三軸輥、多曲面鋁板、樣條曲線、多點拉形、多點對壓成形、胎膜、現(xiàn)場成形

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  多點壓力機成形技術(shù)成形快速、方便、使用效率高,適合于小批量異形板材成形。但是其設(shè)備成本十分昂貴,據(jù)筆者了解的情況,目前國內(nèi)此設(shè)備極少,全靠進口,購置一套設(shè)備大約需要1500萬美元。并且,此多點沖壓成形的技術(shù),目前在國內(nèi)還基本處于研發(fā)階段,有幾家單位先后承擔過一些項目,進行了類似的產(chǎn)品研發(fā)工作,但都是采用了簡易的調(diào)形裝置,距離產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),還有很大的距離。而且一般能成形的板材寬度都不超過1.2米,對于超寬板也無法滿足成形要求。

  七、柔性輥壓三維成形
  其基本原理同多點成形一致。它是多點連續(xù)成形的基本成形工具,其特點是工作輥軸線可以彎曲,而且彎曲的形狀可以根據(jù)需要進行控制和調(diào)整。

  如圖17所示,待成形件夾持于工作輥之間,工作輥在驅(qū)動機構(gòu)作用下同步轉(zhuǎn)動,帶動工件產(chǎn)生進給運動,通過增加或者減少柔性輥沿軸線方向各環(huán)節(jié)的壓下量,使工作輥滾壓板料,從而使板料產(chǎn)生縱向與橫向塑性變形。此成形方式的具體控制方式及實際應(yīng)用,筆者未曾深入了解,此處不做過多稱述。

  八、曲面鋁板現(xiàn)場成形
  根據(jù)不同的分類原則,所有的金屬板成形方式也可以分為兩種:一種為工廠內(nèi)預成形,另一種為現(xiàn)場成形。此處重點介紹一下單曲鋁板現(xiàn)場成形技術(shù)。鋁板現(xiàn)場成形的方式主要應(yīng)用于半徑較大的單曲鋁板。我們以北京銀河SOHO工程標準層間側(cè)掛曲面鋁板為例,對現(xiàn)場成形方式進行說明。

  銀河SOHO是由SOHO中國有限公司開發(fā)的高檔商業(yè)寫字樓,由國際著名的建筑師Zahadid設(shè)計。建筑整體外立面呈現(xiàn)的均為復雜變化的曲面,造型非常豐富、視覺沖擊力極強。而本項目最大的亮點就是曲面鋁板,所有復雜曲面造型均是以曲面鋁板面材來實現(xiàn)的。工程鋁板面積共約5萬平方米,其中曲面鋁板約兩萬平方米(其他均為平臺及檐口吊頂扇形平板)。曲面鋁板分層間的側(cè)掛單曲鋁板以及連橋部位多曲鋁板。針對本工程復雜的造型,所有層間側(cè)掛單曲鋁板的曲率半徑各不相同的特點,如果采用普通曲面鋁板成形的方法,采用三軸輥滾壓成形,因曲率半徑各不一致,無法批量生產(chǎn),鋁板面材及背筋的彎弧,需要耗費大量時間和精力。如果采用數(shù)字化多點沖壓成形,加工費用也十分昂貴,周期也非常長。為此,我們嘗試了工廠預成形與現(xiàn)場成形的各種方式,經(jīng)過樣墻試制檢驗,采用現(xiàn)場成形的方式效果非常理想。因此,本項目單曲鋁板最終采用現(xiàn)場成形的方式。圖18為銀河SOHO項目整體鋁板CATIA線框模型。

  本項目單曲鋁板現(xiàn)場成形方式的特點如下:

  1、 層間側(cè)掛單曲鋁板采用豎向加強背筋(背筋與鋁板彎弧方向垂直),加強筋不需彎弧,解決了加強筋彎弧半徑種類繁多的問題;

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