CN104369389A - 建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，先通过三维建模软件将人造石拆分成多个石板单元；再针对各个石板单元，设计、加工并安装模具；然后在模具型腔中，依次喷涂胶衣层、喷射人造石浆料和覆盖多层积层；待固化后，脱模取出石板单元，再根据人造石的形态进行拼接固定即可。本建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法工艺简单，成型效率高，加工成本较低，能够有效的控制三维异型人造石的材料成本和加工成本，制得的人造石形态丰富，有利于三维形态人造石的推广和应用。

Description

建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法
技术领域
本发明涉及建筑用的装饰板材领域，特别涉及一种建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法。
背景技术
目前在建筑装饰的领域中，装饰用的人造石按照亚克力人造石种类分成纯亚克力人造石和复合亚克力人造石。其特点为：复合亚克力人造石因弯曲性能差，通常用于平面类装饰；纯亚克力人造石弯曲性能优越，可用于异型曲面造型，但由于板材成本与加工工成本过高，目前仍无法在建筑装饰领域得到较广的应用。
随着时代的发展，新材料的应用也越来越多，而人造石作为一种新型的复合材料，由于具有无毒性、无放射性、阻燃性、不粘油、不渗污、抗菌防霉、耐磨、耐冲击、易保养及拼接无缝等优点，正逐步成为装修建材市场上的新宠。因此，若能将复合亚克力人造石面板制作出形态丰富的三维形态，这不仅能降低材料成本和加工成本，也扩大人造石的应用范围，更能提高人造石的市场竞争力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，该制造方法工艺简单，加工成本较低，且成型后的人造石形态丰富，应用范围较广。
本发明的技术方案为：一种建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，包括以下步骤：
(1)根据人造石的形状和安装结构，通过三维建模软件(如UG、PRO/ENGINEER等软件)将人造石拆分成多个石板单元；
(2)针对各个石板单元，通过三维建模软件(如UG、PRO/ENGINEER等软件)设计对应的模具，模具型腔的形状和尺寸与对应的石板单元相同；
(3)采用CNC加工模具；
(4)安装模具后，对模具型腔的内表面进行打磨处理，再喷涂高温漆；
(5)在模具型腔的内表面均匀涂满脱模蜡或脱模剂；
(6)在模具型腔内喷涂厚度为0.5～0.65mm的胶衣层，胶衣层的主要成份包括胶衣树脂、色浆和固化剂；
(7)将PMMA(即聚甲基丙烯酸甲酯)、铝粉、固化剂、促进剂、色浆和填充料混合并搅拌均匀后，放入真空箱内进行抽真空处理，形成人造石浆料；
(8)将人造石浆料注入喷枪设备中，由喷枪设备中的空压机气泵驱动，人造石浆料通过喷枪设备上的喷嘴喷射在模具型腔内，在胶衣层上形成厚度为2～2.5mm的人造石层；
(9)在人造石层上覆盖多层积层，多层积层的总厚度为2～2.5mm，各积层是通过将玻纤网格布放入浸渍树脂中进行浸渍形成的，浸渍树脂中混有促进剂和固化剂；
(10)待胶衣层、人造石层和积层固化形成人造石后，将石板单元脱模取出；
(11)将脱模后的各石板单元拼接固定，形成人造石。
所述步骤(1)中，通过三维建模软件将人造石拆分成多个石板单元时，拆分的标准是人造石的规格和人造石上曲面的弧度；规格越大，拆分后的石板单元越多，规格越小，拆分后的石板单元越少；曲面的弧度越大，拆分后的石板单元越多，曲面的弧度越小，拆分后的石板单元越少。该拆分过程中，每个石板单元不能有变化急剧的曲面弧度，而相同曲面弧度时可共用模具，拆分时尽量保证有可以工艺模具的相同曲面形状。人造石的设计可采用三维建模软件进行建模并输出工程图纸，在此基础上，通过三维建模软件分别建立人造石板面(即胶衣层)的的模型和板基(即人造石层)的模型，并将板面的模型(或人造石模型)拆分成多个石板单元。
所述步骤(3)中，模具的材料为中纤板。模具采用传统的制造方法进行制造即可。
所述步骤(4)中，因中纤板模具表面较软，需经过打磨平整，且喷漆光滑处理，同时因人造石在固化时放出的温度大约在90℃左右，则模具表面需进行喷高温漆处理，防止因起模将模具表面拉裂问题，一般需要经过2遍底漆与1遍高温漆的处理工序。
所述步骤(5)中，因胶衣树脂有粘性，为了能顺利脱模，增强模具表面光滑度，一般采用脱模剂或脱模蜡来促进石板单元与模具分离。使用时脱模剂或脱模蜡不能过厚，否则易渗入人造石产品表面，只需在模具型腔表面涂一层即可。
所述步骤(6)中，先将胶衣层中各主要成份进行混合(各主要成份之间的质量比可根据气温的变化进行实际调整)，喷涂后，胶衣层中胶衣树脂的含量为0.6～0.75kg/m2。
所述步骤(7)中，人造石浆料的混合过程具体为：
(7-1)分别称取PMMA、铝粉、固化剂、促进剂、色浆和填充料(其中，各成份之间的质量比可根据气温的变化进行实际调整)；
(7-2)先将PMMA放入混合容器中，再将填充料、促进剂和色浆放入PMMA中，并搅拌均匀，然后放入铝粉，一边放入铝粉，一边搅拌，形成预混合浆料；
(7-3)取出预混合浆料浆料100g，然后称取1g固化剂，在预混合浆料中加入固化剂，再搅拌均匀，从搅拌时开始计时，测试固化时间；该过程中，因固化的快慢与环境温度有关系，温度高，则在相同固化剂的情况下固化速度快；温度底，则在相同固化剂的情况下固化速度慢，因此，一般在25℃情况下将固化时间控制在20分钟左右为宜(需根据工序时间来调整加入固化剂的量，以便控制固化时间)；
(7-4)在步骤(7-2)得到的预混合浆料中按加入固化剂，再搅拌均匀，搅拌时间为步骤(7-3)测试得到的固化时间。
所述步骤(7)中，抽真空处理的时间为2～3min。
所述步骤(8)中，人造石浆料喷射时，采用垂直于模具型腔表面的喷射方式。喷射人造石浆料前，需检验并确定胶衣层开始固化，才能进行人造石浆料的喷射。
所述步骤(9)中，积层的数量为3层或4层。覆盖时，采用逐层叠加的方式进行覆盖。
所述步骤(10)中，石板单元脱模后，检验石板单元表面，若有气泡或渣质，采用胶衣层各主要成份混合形成的浆料进行修补。
通过本喷射成型制造方法制得的建筑装饰用人造石使用时，先制作各石板单元，然后根据所设计的人造石形态，将各石板单元进行拼接安装即可，各石板单元之间的安装方式与传统人造石的安装方式相同。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
1、本建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法工艺简单，成型效率高，加工成本较低，能够有效的控制三维异型人造石的材料成本和加工成本，有利于三维形态人造石的推广和应用。
2、通过本喷射成型制造方法制得的建筑装饰用人造石形态丰富，可有效扩大装饰市场领域范围。
附图说明
图1为本建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法的工艺流程图。
图2为人造石浆料喷射时的状态示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)根据人造石的形状和安装结构，通过三维建模软件(如UG、PRO/ENGINEER等软件)将人造石拆分成多个石板单元；
其中，通过三维建模软件将人造石拆分成多个石板单元时，拆分的标准是人造石的规格和人造石上曲面的弧度；规格越大，拆分后的石板单元越多，规格越小，拆分后的石板单元越少；曲面的弧度越大，拆分后的石板单元越多，曲面的弧度越小，拆分后的石板单元越少。该拆分过程中，每个石板单元不能有变化急剧的曲面弧度，而相同曲面弧度时可共用模具，拆分时尽量保证有可以工艺模具的相同曲面形状。人造石的设计可采用三维建模软件进行建模并输出工程图纸，在此基础上，通过三维建模软件分别建立人造石板面(即胶衣层)的的模型和板基(即人造石层)的模型，并将板面的模型(或人造石模型)拆分成多个石板单元。
(2)针对各个石板单元，通过三维建模软件(如UG、PRO/ENGINEER等软件)设计对应的模具，模具型腔的形状和尺寸与对应的石板单元相同。
(3)采用CNC加工模具；
其中，模具的材料为中纤板。模具采用传统的制造方法进行制造即可。
(4)安装模具后，对模具型腔的内表面进行打磨处理，再喷涂高温漆；
因中纤板模具表面较软，需经过打磨平整，且喷漆光滑处理，同时因人造石在固化时放出的温度大约在90℃左右，则模具表面需进行喷高温漆处理，防止因起模将模具表面拉裂问题，一般需要经过2遍底漆与1遍高温漆的处理工序。
(5)在模具型腔的内表面均匀涂满脱模蜡或脱模剂；
因胶衣树脂有粘性，为了能顺利脱模，增强模具表面光滑度，一般采用脱模剂或脱模蜡来促进石板单元与模具分离。使用时脱模剂或脱模蜡不能过厚，否则易渗入人造石产品表面，只需在模具型腔表面涂一层即可。
(6)在模具型腔内喷涂厚度为0.5～0.65mm的胶衣层，胶衣层的主要成份包括胶衣树脂、色浆和固化剂；
其中，先将胶衣层中各主要成份进行混合(各主要成份之间的质量比可根据气温的变化进行实际调整)，喷涂后，胶衣层中胶衣树脂的含量为0.6～0.75kg/m2。
(7)将PMMA、铝粉、固化剂、促进剂、色浆和填充料混合并搅拌均匀后，放入真空箱内进行抽真空处理，形成人造石浆料；
其中，人造石浆料各成份的质量比可根据气温的变化进行实际调整；
人造石浆料的混合过程具体为：
(7-1)分别称取PMMA、铝粉、固化剂、促进剂、色浆和填充料；
(7-2)先将PMMA放入混合容器中，再将填充料、促进剂和色浆放入PMMA中，并搅拌均匀，然后放入铝粉，一边放入铝粉，一边搅拌，形成预混合浆料；
(7-3)取出预混合浆料浆料100g，然后称取1g固化剂，在预混合浆料中加入固化剂，再搅拌均匀，从搅拌时开始计时，测试固化时间；该过程中，因固化的快慢与环境温度有关系，温度高，则在相同固化剂的情况下固化速度快；温度底，则在相同固化剂的情况下固化速度慢，因此，一般在25℃情况下将固化时间控制在20分钟左右为宜(需根据工序时间来调整加入固化剂的量，以便控制固化时间)；
(7-4)在步骤(7-2)得到的预混合浆料中按加入固化剂，再搅拌均匀，搅拌时间为步骤(7-3)测试得到的固化时间；
抽真空处理的时间为2～3min。
(8)将人造石浆料注入喷枪设备中，如图2所示，由喷枪设备1中的空压机气泵驱动，人造石浆料通过喷枪设备上的喷嘴喷射在模具型腔2内，在胶衣层上形成厚度为2～2.5mm的人造石层；
人造石浆料喷射时，采用垂直于模具型腔表面的喷射方式。喷射人造石浆料前，需检验并确定胶衣层开始固化，才能进行人造石浆料的喷射。
(9)在人造石层上覆盖3层或4层积层，多层积层的总厚度为2～2.5mm，各积层是通过将玻纤网格布放入浸渍树脂中进行浸渍形成的，浸渍树脂中混有促进剂和固化剂；积层覆盖时，采用逐层叠加的方式进行覆盖。
(10)待胶衣层、人造石层和积层固化形成人造石后，将石板单元脱模取出；石板单元脱模后，检验石板单元表面，若有气泡或渣质，采用胶衣层各主要成份混合形成的浆料进行修补。
通过本喷射成型制造方法制得的建筑装饰用人造石使用时，根据所设计的人造石形态，将各石板单元进行拼接安装即可，各石板单元之间的安装方式与传统人造石的安装方式相同。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (9)

1.建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据人造石的形状和安装结构，通过三维建模软件将人造石拆分成多个石板单元；
(2)针对各个石板单元，通过三维建模软件设计对应的模具，模具型腔的形状和尺寸与对应的石板单元相同；
(3)采用CNC加工模具；
(4)安装模具后，对模具型腔的内表面进行打磨处理，再喷涂高温漆；
(5)在模具型腔的内表面均匀涂满脱模蜡或脱模剂；
(6)在模具型腔内喷涂厚度为0.5～0.65mm的胶衣层，胶衣层的主要成份包括胶衣树脂、色浆和固化剂；
(7)将PMMA、铝粉、固化剂、促进剂、色浆和填充料混合并搅拌均匀后，放入真空箱内进行抽真空处理，形成人造石浆料；
(8)将人造石浆料注入喷枪设备中，由喷枪设备中的空压机气泵驱动，人造石浆料通过喷枪设备上的喷嘴喷射在模具型腔内，在胶衣层上形成厚度为2～2.5mm的人造石层；
(9)在人造石层上覆盖多层积层，多层积层的总厚度为2～2.5mm，各积层是通过将玻纤网格布放入浸渍树脂中进行浸渍形成的，浸渍树脂中混有促进剂和固化剂；
(10)待胶衣层、人造石层和积层固化形成人造石后，将石板单元脱模取出；
(11)将脱模后的各石板单元拼接固定，形成人造石。
2.根据权利要求1所述建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中，通过三维建模软件将人造石拆分成多个石板单元时，拆分的标准是人造石的规格和人造石上曲面的弧度；规格越大，拆分后的石板单元越多，规格越小，拆分后的石板单元越少；曲面的弧度越大，拆分后的石板单元越多，曲面的弧度越小，拆分后的石板单元越少。
3.根据权利要求1所述建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中，模具的材料为中纤板。
4.根据权利要求1所述建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，其特征在于，所述步骤(6)中，先将胶衣层中各主要成份进行混合，喷涂后，胶衣层中胶衣树脂的含量为0.6～0.75kg/m2。
5.根据权利要求1所述建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，其特征在于，所述步骤(7)中，人造石浆料的混合过程具体为：
(7-1)按比例称取PMMA、铝粉、固化剂、促进剂、色浆和填充料；
(7-2)先将PMMA放入混合容器中，再将填充料、促进剂和色浆放入PMMA中，并搅拌均匀，然后放入铝粉，一边放入铝粉，一边搅拌，形成预混合浆料；
(7-3)取出预混合浆料浆料100g，然后称取1g固化剂，在预混合浆料中加入固化剂，再搅拌均匀，从搅拌时开始计时，测试固化时间；
(7-4)在步骤(7-2)得到的预混合浆料中按加入固化剂，再搅拌均匀，搅拌时间为步骤(7-3)测试得到的固化时间。
6.根据权利要求1所述建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，其特征在于，所述步骤(7)中，抽真空处理的时间为2～3min。
7.根据权利要求1所述建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，其特征在于，所述步骤(8)中，人造石浆料喷射时，采用垂直于模具型腔表面的喷射方式。
8.根据权利要求1所述建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，其特征在于，所述步骤(9)中，积层的数量为3层或4层。
9.根据权利要求1所述建筑装饰用人造石的喷射成型制造方法，其特征在于，所述步骤(10)中，石板单元脱模后，检验石板单元表面，若有气泡或渣质，采用胶衣层各主要成份混合形成的浆料进行修补。
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