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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(fù)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(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(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、多點拉形、多點對壓成形、胎膜、現(xiàn)場成形

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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,根據(jù)展開圖下料,根據(jù)鋁板布筋圖,進行背筋植釘,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)場掛接:單曲鋁板加強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個掛點進行掛接(掛接點直接與背筋連接)。現(xiàn)場安裝鋁板前,先由3D模型中輸出的坐標數(shù)據(jù),對每塊鋁板掛接點進行現(xiàn)場定位。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)先從模型中測出的鋁板輪廓模型一致。現(xiàn)場安裝時,只需調(diào)整、固定好此定位型材即可。安裝側(cè)掛板時,直接把側(cè)掛板靠到定位弧形型材的膠條上,通過調(diào)整多維鋁轉(zhuǎn)接系統(tǒng)(此系統(tǒng)可同時實現(xiàn)上下、前后、左右、360度轉(zhuǎn)動等多維調(diào)節(jié)),直到鋁板上下兩條邊與“靠尺”定位型材完全吻合,單曲鋁板實際成形面即實現(xiàn)。緊固所有連接系統(tǒng)。至此單曲鋁板現(xiàn)場掛裝完成。(參見圖19、圖20、圖21、圖22、圖23、)


  小結(jié):經(jīng)過對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。1、三軸輥轉(zhuǎn)板成形的特點是: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,對于曲率變化的,數(shù)量大、批量小的金屬板,無法滿足實際生產(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。不足之處是對靠模制作精度要求高,對手工鈑金修復(fù)的工藝要求高,制作周期長,成本也比較高。3、以直代曲簡化成形的特點是: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。缺點是,如果數(shù)量大而品種多,拼接制作過程將十分繁雜,效果將打折扣。對表面打磨處理要求也很高。4、胎膜拉伸成形的特點:適用于大批量,同曲率鋁板的成形。成形速度快,精度高。缺點是,胎膜制作費用高,不適用于小批量多品種曲率的金屬件。5、機械沖壓成形的特點:適用于大批量的金屬板材成形。一次性制作好模具,可以實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。缺點也是因模具制作周期和費用的限制,不適合于小批量異形件成形。6、液壓機數(shù)控多點成形的特點:可適用于各種簡單及復(fù)雜造型曲面,成形速度快,對產(chǎn)品的批量及數(shù)量沒有很大要求,將曲面模型參數(shù)輸入計算機,即可很快實現(xiàn)全自動化生產(chǎn),產(chǎn)品精度高。缺點是,多點成形設(shè)備費用昂貴。7、柔性輥壓三維成形的特點:與多點成形類似,可適用于多種復(fù)雜曲面造型的鋁板成形。但設(shè)備價格昂貴,設(shè)備維護、調(diào)教成本也高。8、曲面鋁板現(xiàn)場成形的基本特點:可廣泛應(yīng)用于大曲率、多曲率的單曲鋁板。其鋁板制作費用非常低。鋁板成形過程完全在工程現(xiàn)場完成,可節(jié)約大量的制作成本。 缺點是現(xiàn)場施工安裝需要加強質(zhì)量監(jiān)控,現(xiàn)場曲面鋁板定位控制需嚴格按照設(shè)計理論尺寸執(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,還必須注意一個共同的問題: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,實際的鋁板幕墻工程中,對于各種復(fù)雜的曲面鋁板,其加強背筋的固定,需要嚴格注意,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,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
  [1]《雙曲面鋁板造型設(shè)計及加工的簡化方法與運用》,作者,趙國友,劉朝生。

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

  [3]《新編建筑幕墻技術(shù)手冊》   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》      中國建筑工業(yè)出版社

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