CN102225654B - 一种板材双曲成型工艺和应用及其模板装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板材双曲成型工艺和应用及其模板装置，双曲成型工艺中采用曲面可调式成型模板装置，上模板和底板之间点阵式设置有若干对螺杆连接拉杆，通过旋拧调节连接螺纹筒调节上模板每个点阵位置的高度，从而调节出各种不同的双曲面模型，然后真空固定待加工板材。该工艺能应用于双曲蜂窝板成型工艺中。本发明的可调式成型模板装置包括上模板、底板以及之间按点阵式设置的若干对螺杆和连接螺纹筒，旋动螺纹筒即可拉近或撑开该对螺杆的距离。本发明的工艺和模板装置巧妙地运用了螺纹连接的调节，控制弹性上模板上各点高度，获得不同的双曲面模型，巧妙而且简单高效，大大降低了劳动强度、加工周期和加工成本。

Description

一种板材双曲成型工艺和应用及其模板装置

技术领域

本发明涉及一种板材制造工艺和该工艺在蜂窝板加工工艺中的应用及其加工设备，尤其涉及一种板材双曲加工工艺和该工艺在双曲蜂窝板加工工艺中的应用及其加工设备。

背景技术

各种板材的双曲加工始终是一个耗时费工的加工过程，当加工大量不同曲率的双曲板时，往往需要大量成型模具的投入，导致极大的加工量和高昂的成本。

而目前应用日趋广泛的蜂窝板具有强度高、刚度好、重量轻、表面平整度好、防火性能好、复合材料难燃B1级、隔声隔热效果好等优点，其表面辊涂氟碳树脂涂料，耐候性强，具有自洁能力。

双曲蜂窝板的成型工艺包括制作精确的三维双曲成型模，然后利用成型模复合成型蜂窝板，把面铝、铝蜂窝板、底铝成型、粘合在一起，形成“三明治”式结构。

根据蜂窝板的特点，采用了常温复合成型技术，即将胶粘剂按比例调制好，然后用刮板把调制好的胶粘剂均匀地刮到面、底铝的复合面上，刮好后加入蜂窝芯，按面铝+铝蜂窝芯+底铝的形式放置于模具上，再在上面覆一层膜，膜的四周用胶带进行密封，最后通过抽真空对蜂窝板进行加压，等到6h过后由于胶粘剂的反应固化把面铝+铝蜂窝芯+底铝牢牢地粘合在一起形成蜂窝板、并固定成形。

对于现有技术成型双曲蜂窝板常用的成型模是固定式，所用的材料有金属，(铝、铅锌合金)，环氧塑料模，水泥，木材等，固定模的特点，成型件尺寸准确，但缺点是一种形状必须要一个成型模，价格较贵，适用用批量生产的双曲蜂窝板，有着技术的进步和技术的成熟，尤其在建筑中大量使用铝蜂窝板后，价格也大幅下降，反过来进一步推动在建筑领域更广泛的应用，因此一些建筑的造型也开始使用铝蜂窝板，而建筑造型大都是双曲件，例如球，抛物球，椭圆球等，这些双曲件基本上一件和一件不同，但变化又相当有规律，一件和一件变化又不大，在此情况下使用传统的固定模显而易见是不可行的，成本太高。

另外由于在实际生产中我们会使用不同的胶粘剂、不同铝板作为底、面板，以及设定不同的蜂窝芯孔格、不同的芯材、不同的壁厚，所以生产中，在理论上精确计算双曲成型的回弹量是不现实的。所以固定模的缺陷在于，制模曲率的计算必须非常小心，一定要放有再加工余量，这样导致的后果是要么余量放得太大，能实际实用的模板的制模过程必须重复劳动多次才能完成，要么由于一时余量留得太少、加工过度造成目标曲率无法获得而废弃模具。造成工作量大大加大、成品率下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用一套双曲面曲率可调的模板装置加工不同曲率的双曲板材的加工工艺，以及该工艺在不同曲率的双曲蜂窝板的成型加工工艺中的应用，以及能加工不同曲率双曲板材的成型模板装置。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种板材双曲成型工艺，包括双曲成型模制作和真空成型，所述的双曲成型模制作工艺采用的是一种曲面可调式成型模板装置，该模板装置包括弹性可调的上模板和刚性的底板，上模板和底板之间按点阵式排列匹配设置有若干对螺纹方向相反的螺杆连接拉杆，每一对螺杆连接拉杆分别与上模板和底板固定连接，然后通过与每对螺杆连接拉杆匹配螺纹连接的连接螺纹筒的旋拧调节上模板每个点阵位置的高度，从而调节出各种不同曲率变化的双曲面模型，以便于下一步骤的真空成型工序。

所述的真空成型工艺如下：

在形状固定的双曲面上模板上铺上待加工板材，在待加工板材上面及四周铺上透气层，在待加工板材及透气层外围的上模板表面铺上一圈密封胶带，然后在待加工板、透气层和密封胶带上覆上一层密封薄膜，其中透气层不能和密封胶带接触，覆盖在透气层上的密封薄膜上设置有抽真空接头，抽真空接头和真空源连接。在可调式成型模板装置调定成型、放置好待加工板、透气层、密封胶带以及覆上密封薄膜后，即可抽真空固定成形，真空度应保持在0.09mpa以上直至产品固化。

所述的点阵式排列的螺杆连接拉杆的间距可以为150—250mm。

所述的点阵式排列的螺杆连接拉杆的间距可以为200mm。

本发明同时提供了一种上述板材双曲成型工艺在双曲蜂窝板成型工艺中的应用。

本发明还提供了一种用于板材双曲成型工艺的可调式成型模板装置，该装置包括弹性可调的上模板和刚性的底板，上模板和底板之间按点阵式排列匹配设置有若干对同轴线设置的螺杆连接拉杆，每一对螺杆连接拉杆分别与上模板和底板固定连接，每一对螺杆连接拉杆的螺纹方向相反，每一对螺杆连接拉杆相对的一端都匹配设置有一连接螺纹筒分别与上下螺杆连接拉杆螺纹连接，不同方向旋动连接螺纹筒即可拉近或撑开该对螺杆连接拉杆之间的距离；

所述的点阵式排列的螺杆连接拉杆的间距可以为150—250mm。

所述的点阵式排列的螺杆连接拉杆的间距可以为200mm。

所述的每对螺杆连接拉杆和连接螺纹筒中旋拧连接螺纹筒上连接拉杆的上下可调距离范围最好达到±100mm。

本发明巧妙地运用了连接螺纹筒和相对设置的一组螺纹方向相反的螺杆的调节，控制弹性上模板板材上相应位置高度，从而获得不同曲率的双曲面上模板模型。这个模板成型工艺巧妙而且简单高效，可以获得一定范围内任意曲率的双曲面模板，这样在一定范围内的大量不同曲率的双曲面蜂窝板就可以利用一套成型模板装置来加工完成，大大降低了劳动强度、加工周期和加工成本。另外，由于不同板材、胶粘剂造成不可预计的加工回弹量的问题，而引起的重复加工以及模板报废率都得到大大降低，即使曲率调节过大仍可以非常方便地予以纠正。

本发明的真空成型工艺简单而巧妙，能够通过抽真空装置利用大气压力非常方便地将板材压制成完全贴合双曲上模板的双曲板材，并固化成形。

而点阵式排列的螺杆连接拉杆的间距设置使得上模板能完成各种曲率的调整，简单而高效，又充分利用了成型模具装置，大大降低了成本和加工周期。

生产中设置调节双曲上模板可以采用如下的方法：

方法1.用反切样板调节。电脑计算出各点的纵、横外形。一般凹模成型时采用采用凸的反切样板检验并调节，使纵、横样板贴胎。

方法2.坐标法，把可调节模放在平台上。用两台划线高度尺定位各个调节点X.Y.Z.坐标，调节螺杆使该点符合图纸规定的X.Y.Z坐标点。

上述的板材双曲成型加工工艺应用于双曲蜂窝板成型加工中，使得双曲蜂窝板成型加工变得更加稳定易掌握、成本也更低。因为日趋流行的双曲蜂窝板在现代建筑中的运用越来越多，而双曲加工直接影响到双曲蜂窝板的建筑表现力和更加广泛地推广应用。

同时本发明提供了上述加工工艺所使用的用于板材双曲成型工艺的可调式成型模板装置，其巧妙的结构设置，使得单个模板装置就能完成各种双曲面形状模板的调整，而且获得双曲面模板的工序快速而易操作，大大节约了成型模板的制作工序、制作周期和制作成本。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是本发明可调式成型模板装置的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是在模板上真空成型的示意图。

图中：

1、底板 2、上螺杆连接拉杆 3、下螺杆连接拉杆

4、连接螺纹筒 5、上模板 6、密封胶带

7、蜂窝板 8、透气层 9、密封尼龙薄膜

10、抽真空接头

具体实施方式

图1、图2示出了一种用于双曲蜂窝板成型工艺的模板装置，该设备包括弹性可调的上模板5和刚性的底板1，上模板5选用3-4mm的钢板，底板1选用12毫米的厚钢板。上模板5和底板1之间按点阵式排列匹配设置有若干对同轴线设置的螺杆连接拉杆，每一对螺杆连接拉杆包括上螺杆连接拉杆2和下螺杆连接拉杆3，并且分别与上模板5和底板1固定连接，每一对上、下螺杆连接拉杆2、3的螺纹方向相反，每一对螺杆连接拉杆2、3相对的一端都匹配设置有一连接螺纹筒4分别与上下螺杆连接拉杆2、3螺纹连接，通过不同方向地旋动连接螺纹筒4即可拉近或撑开该对螺杆连接拉杆2、3之间的距离，由于底板是12毫米厚钢板，刚性较大，当连接螺纹筒4按不同方向旋拧拉近或撑开螺杆连接拉杆2、3时底板1不会因此而变形，从而把上模板5调节到所要求的双曲外形。

上述点阵式排列的螺杆连接拉杆的间距为200mm。当然由于不同模具调节需要的不同间距也可以选用150、160、180、210、220、230、250mm等，只要能确保上模板的双曲面形状能够达到工程所需要的多种曲率要求即可。

每对上、下螺杆连接拉杆2、3和连接螺纹筒4的长度保证上连接拉杆2的上下可调距离范围达到±100mm。即连接螺纹筒4的长度选用240mm，连接螺纹筒4在撑开上、下螺杆连接拉杆2、3到最大时仍然确保各有20mm与上、下螺杆连接拉杆2、3保持螺纹连接状态以确保模板装置结构稳固牢靠；这样上、下螺杆连接拉杆2、3与连接螺纹筒4螺纹接触实际工作距离就不小于120mm。当然由于各种工作环境和模具需求的不同，上连接拉杆2的上下可调距离范围也可以设置为±50、±60、±80、±120mm等等，只要相对应的上、下螺杆连接拉杆2、3和连接螺纹筒4作相应的尺寸调整即可，关键是点阵式设置的若干对上、下螺杆连接拉杆2、3和连接螺纹筒4形成对上模板曲面点阵各位置的自由调整。

在实际生产双曲蜂窝板过程中，运用上述模板装置完成所需要的双曲成型模制作，然后进行真空复合成型。

曲面可调式成型模板装置包括弹性可调的上模板5和刚性的底板1，上模板5和底板1之间按点阵式排列匹配设置有若干对螺纹方向相反的螺杆连接拉杆2、3，每一对螺杆连接拉杆2、3分别与上模板5和底板1固定连接，然后通过与每对螺杆连接拉杆2、3匹配设置的连接螺纹筒4的旋拧调节上模板5每个点阵位置的高度，从而调节出各种不同曲率变化的双曲面模型，以便于下一步骤的真空成型工序。

真空复合成型工艺如下：

如图3所示在形状固定的双曲面上模板5上铺上蜂窝板材7(包括刮好胶粘剂的面铝、铝蜂窝芯和底铝)，在蜂窝板7上面及四周铺上透气层8，在蜂窝板7及透气层8外围的上模板5表面铺上一圈密封胶带6，然后在蜂窝板、透气层和密封胶带6上覆上一层密封尼龙薄膜9，其中透气层8不能和密封胶带6接触，尼龙薄膜9必须和密封胶带6贴平、贴实不透气，在透气层8在某处上的薄膜设置有抽真空接头10，抽真空接头10底下填放多层透气层8，抽真空接头10和真空源连接，通过抽真空用大气的压力(抽真空度应保持在0.09mpa以上)施压在蜂窝板上直至固化成型，这样便成功加工了双曲蜂窝板，参见图3。

其中设置调节双曲上模板可以采用如下的方法：

方法1.用反切样板调节。电脑计算出各点的纵、横外形。一般凹模成型时采用采用凸的反切样板检验并调节，使纵、横样板贴胎。

方法2.坐标法，把可调节模放在平台上。用两台划线高度尺定位各个调节点X.Y.Z.坐标，调节螺杆使该点符合图纸规定的X.Y.Z坐标点。

上述加工工艺及模板装置同样也可用于玻璃钢，复合材料双曲零件等的成型加工，其装置和真空成型加工工艺都与上述技术方案相雷同。

Claims (9)

1.一种板材双曲成型工艺，包括双曲成型模制作和真空成型，其特征在于：所述的双曲成型模制作工艺采用的是一种曲面可调式成型模板装置，该模板装置包括弹性可调的上模板和刚性的底板，上模板和底板之间按点阵式排列匹配设置有若干对螺纹方向相反的螺杆连接拉杆，每一对螺杆连接拉杆分别与上模板和底板固定连接，然后通过与每对螺杆连接拉杆匹配螺纹连接的连接螺纹筒的旋拧调节上模板每个点阵位置的高度，从而调节出各种不同曲率变化的双曲面模型，以便于下一步骤的真空成型工序。

2.根据权利要求1所述的板材双曲成型工艺，其特征在于：所述的真空成型工序如下：

在形状固定的双曲面上模板上铺上待加工板材，在待加工板材上面及四周铺上透气层，在待加工板材及透气层外围的上模板表面铺上一圈密封胶带，然后在待加工板、透气层和密封胶带上覆上一层密封薄膜，其中透气层不能和密封胶带接触，覆盖在透气层上的密封薄膜上设置有抽真空接头，抽真空接头和真空源连接，在可调式成型模板装置调定成型、放置好待加工板、透气层、密封胶带以及覆上密封薄膜后，即可抽真空固定成形，真空度应保持在0.09mpa以上直至产品固化。

3.根据权利要求1或2所述的板材双曲成型工艺，其特征在于：所述的点阵式排列的螺杆连接拉杆的间距为150—250mm。

4.根据权利要求3所述的板材双曲成型工艺，其特征在于：所述的点阵式排列的螺杆连接拉杆的间距为200mm。

5.一种权利要求1至4中任一项所述的板材双曲成型工艺在双曲蜂窝板成型工艺中的应用。

6.一种用于板材双曲成型工艺的可调式成型模板装置，其特征在于：该装置包括弹性可调的上模板和刚性的底板，上模板和底板之间按点阵式排列匹配设置有若干对同轴线设置的螺杆连接拉杆，每一对螺杆连接拉杆分别与上模板和底板固定连接，每一对螺杆连接拉杆的螺纹方向相反，每一对螺杆连接拉杆相对的一端都匹配设置有一连接螺纹筒分别与上下螺杆连接拉杆螺纹连接，不同方向旋动连接螺纹筒即可拉近或撑开该对螺杆连接拉杆之间的距离。

7.根据权利要求6所述的用于板材双曲成型工艺的可调式成型模板装置，其特征在于：所述的点阵式排列的螺杆连接拉杆的间距为150—250mm。

8.根据权利要求7所述的用于板材双曲成型工艺的可调式成型模板装置，其特征在于：所述的点阵式排列的螺杆连接拉杆的间距为200mm。

9.根据权利要求6、7或8所述的用于板材双曲成型工艺的可调式成型模板装置，其特征在于：所述的每对螺杆连接拉杆和连接螺纹筒中旋拧连接螺纹筒上连接拉杆的上下可调距离范围达到±100mm。