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曲面鋁板幕墻成形技術(shù)淺析

來(lái)源:2013年會(huì)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(chǎng)對(duì)異形曲面金屬板產(chǎn)品的需求也在快速增長(zhǎng)。在世界各大城市,紛紛涌現(xiàn)出各種造型復(fù)雜、視覺(jué)沖擊力極強(qiáng)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(duì)曲面金屬板的需求會(huì)越來(lái)越大。復(fù)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(duì)目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的各種曲面鋁板成形工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。重點(diǎn)論述了曲面鋁板的各種成形工藝的原理、特點(diǎn)及主要適用范圍。對(duì)復(fù)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(diǎn)拉形、多點(diǎn)對(duì)壓成形、胎膜、現(xiàn)場(chǎng)成形

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  2、鋁板制作方面:采用Catia及Rhino建模軟件,從模型中直接提取每塊鋁板數(shù)據(jù),將鋁板面板攤平展開(kāi),根據(jù)展開(kāi)圖下料,根據(jù)鋁板布筋圖,進(jìn)行背筋植釘,安裝固定好背筋型材,然后上噴涂線。最后打結(jié)構(gòu)膠,完成整道工序,加工制作十分簡(jiǎn)單,不存在鋁板彎弧的環(huán)節(jié)。鋁板加工完畢后,仍為平板,直接打包發(fā)往工地。

  3、現(xiàn)場(chǎng)掛接:?jiǎn)吻X板加強(qiáng)背筋沿垂直于彎弧方向布置,背筋型材不需彎弧,根據(jù)力學(xué)計(jì)算結(jié)果,背筋按照間距不大于500MM布置。每塊鋁板采用上下兩排各7個(gè)掛點(diǎn)進(jìn)行掛接(掛接點(diǎn)直接與背筋連接),F(xiàn)場(chǎng)安裝鋁板前,先由3D模型中輸出的坐標(biāo)數(shù)據(jù),對(duì)每塊鋁板掛接點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定位。所有鋼龍骨均不用彎弧,采用折線分布。曲面鋁板上下端各分布一條通長(zhǎng)的弧形輔助定位鋁管,此型材可起到“靠尺”作用,其弧度同預(yù)先從模型中測(cè)出的鋁板輪廓模型一致,F(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí),只需調(diào)整、固定好此定位型材即可。安裝側(cè)掛板時(shí),直接把側(cè)掛板靠到定位弧形型材的膠條上,通過(guò)調(diào)整多維鋁轉(zhuǎn)接系統(tǒng)(此系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)上下、前后、左右、360度轉(zhuǎn)動(dòng)等多維調(diào)節(jié)),直到鋁板上下兩條邊與“靠尺”定位型材完全吻合,單曲鋁板實(shí)際成形面即實(shí)現(xiàn)。緊固所有連接系統(tǒng)。至此單曲鋁板現(xiàn)場(chǎng)掛裝完成。(參見(jiàn)圖19、圖20、圖21、圖22、圖23、)


  小結(jié):經(jīng)過(guò)對(duì)以上各種曲面鋁板成形方式的初步分析,歸納一下,各有特點(diǎn)。1、三軸輥轉(zhuǎn)板成形的特點(diǎn)是:主要適用于曲率固定,批量大的產(chǎn)品。其成形精度容易控制。不足是,對(duì)于曲率變化的,數(shù)量大、批量小的金屬板,無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。2、三軸輥轉(zhuǎn)板結(jié)合傳統(tǒng)手工鈑金成形的特點(diǎn)是:適用于曲率不規(guī)則,多曲率,小批量異形復(fù)雜板。不足之處是對(duì)靠模制作精度要求高,對(duì)手工鈑金修復(fù)的工藝要求高,制作周期長(zhǎng),成本也比較高。3、以直代曲簡(jiǎn)化成形的特點(diǎn)是:主要適合于同曲率、小批量、小件產(chǎn)品的制作,如小球形、圓環(huán)形件。缺點(diǎn)是,如果數(shù)量大而品種多,拼接制作過(guò)程將十分繁雜,效果將打折扣。對(duì)表面打磨處理要求也很高。4、胎膜拉伸成形的特點(diǎn):適用于大批量,同曲率鋁板的成形。成形速度快,精度高。缺點(diǎn)是,胎膜制作費(fèi)用高,不適用于小批量多品種曲率的金屬件。5、機(jī)械沖壓成形的特點(diǎn):適用于大批量的金屬板材成形。一次性制作好模具,可以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。缺點(diǎn)也是因模具制作周期和費(fèi)用的限制,不適合于小批量異形件成形。6、液壓機(jī)數(shù)控多點(diǎn)成形的特點(diǎn):可適用于各種簡(jiǎn)單及復(fù)雜造型曲面,成形速度快,對(duì)產(chǎn)品的批量及數(shù)量沒(méi)有很大要求,將曲面模型參數(shù)輸入計(jì)算機(jī),即可很快實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn),產(chǎn)品精度高。缺點(diǎn)是,多點(diǎn)成形設(shè)備費(fèi)用昂貴。7、柔性輥壓三維成形的特點(diǎn):與多點(diǎn)成形類似,可適用于多種復(fù)雜曲面造型的鋁板成形。但設(shè)備價(jià)格昂貴,設(shè)備維護(hù)、調(diào)教成本也高。8、曲面鋁板現(xiàn)場(chǎng)成形的基本特點(diǎn):可廣泛應(yīng)用于大曲率、多曲率的單曲鋁板。其鋁板制作費(fèi)用非常低。鋁板成形過(guò)程完全在工程現(xiàn)場(chǎng)完成,可節(jié)約大量的制作成本。 缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)施工安裝需要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控,現(xiàn)場(chǎng)曲面鋁板定位控制需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)理論尺寸執(zhí)行才能保證理想的整體效果。

  采用以上各種曲面鋁板成形方式時(shí),還必須注意一個(gè)共同的問(wèn)題:金屬鋁板曲面成形后,均存在一定的應(yīng)力回彈現(xiàn)象。關(guān)于減小或者消除內(nèi)應(yīng)力的方法,屬于其他課題范疇,此處不做闡述。但是,需要注意的是,實(shí)際的鋁板幕墻工程中,對(duì)于各種復(fù)雜的曲面鋁板,其加強(qiáng)背筋的固定,需要嚴(yán)格注意,一般曲面鋁板的背筋都與鋁板面材之間存在一定的拉力,因此為安全起見(jiàn),背筋最好采取螺樁焊與結(jié)構(gòu)膠粘接的雙重固定方式。

  參考文獻(xiàn)
  [1]《雙曲面鋁板造型設(shè)計(jì)及加工的簡(jiǎn)化方法與運(yùn)用》,作者,趙國(guó)友,劉朝生。

  [2]《板料多點(diǎn)數(shù)字化成形技術(shù)現(xiàn)狀》, 吉林大學(xué)無(wú)模成形技術(shù)中心、長(zhǎng)春瑞光科技有限公司,李明哲 

  [3]《新編建筑幕墻技術(shù)手冊(cè)》   張 芹  山東科學(xué)技術(shù)出版社     2004年2月
  [4] 《現(xiàn)行建筑材料規(guī)范大全》      中國(guó)建筑工業(yè)出版社

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