CN105904576A - 一种透光性可控的非几何形状导光无机胶凝材料的制备方法 - Google Patents

一种透光性可控的非几何形状导光无机胶凝材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种透光性可控的非几何形状导光无机胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：首先选取无机胶凝材料的原材料以及导光材料，根据导光无机胶凝材料的外形做出模型，然后将模型放入一个方形容器内并固定其位置使水口朝上，再在容器内倒入胶凝材料，凝结后进行开模。模型取出后即制得模具，模具的内表面上留有与金属丝相对应的孔洞，将导光材料的两端插入模具的内表面上的孔洞中，将无机胶凝材料倒入模具，待硬化后进行开模，将半成品取出。清除掉半成品上凸出的导光材料，然后使用砂纸打磨即制得透光性可控的导光无机胶凝材料。本发明所制备出的导光无机胶凝材料能够实现同向透光和异向透光，并且所制备出的产品的外形呈多样化。

Description

一种透光性可控的非几何形状导光无机胶凝材料的制备方法
技术领域
本发明提供了一种导光无机胶凝材料的制备方法，尤其涉及一种透光性可控的且外形任意可调的导光无机胶凝材料的制备方法。
背景技术
现有的透光无机胶凝材料主要是透光混凝土，目前的透光混凝土就是将光纤或导光树脂预埋入混凝土内，使不透明的混凝土具有一定的透光性，这就是透明水泥概念的来源。采用上述方法所制备的产品虽然在一定程度上满足透光要求和制备工艺要求，但达不到透光、采光的装饰效果及性能。从组成和效果看，现有透光混凝土仍然存在以下方面问题，影响其材料和性能的应用，没有普及。
首先，目前的透光无机胶凝材料主要是透光混凝土，并未有使用其他胶凝材料的相关报道。其次，目前所制备的产品中均是同向透光，现有的制备工艺中无法实现异向透光的要求。最后，目前的产品的外形单调，大多为简单的几何形状结构，无法实现特殊外形的产品(如人物、动物形象、建筑物外形等)的制作。
综上所述，目前在装饰用透光性可控的导光无机胶凝材料还存在有诸多欠缺。
发明内容
本发明解决了现有技术中的不足，提供了一种透光性可控的导光无机胶凝材料的制备方法，该方法所制备出的导光无机胶凝材料能够实现同向透光和异向透光，并且所制备出的产品的外形呈多样化，因此拓展了导光无机胶凝材料的使用范围。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种透光性可控的导光无机胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：(1)、选取无机胶凝材料的原材料以及导光材料，导光材料选用石英玻璃丝和/或塑料纤维；
(2)首先利用3D打印技术根据导光无机胶凝材料的外形按照1:1的比例做出模型，所述模型中在所设计的透光点的位置处对应设置有孔洞，将模型的表面修整光滑，然后将与孔洞直径相同的金属丝插入孔洞中，金属丝的一端露出模型，露出长度为0.1～1厘米；选择导光无机胶凝材料的外形中最为平滑的一个平面作为水口，然后将模型放入一个方形容器内并固定其位置使水口朝上，所述模型与容器壁之间的最小距离大于0.5厘米，然后在容器内倒入质地柔软、有韧性且不吸水的胶凝材料，凝结后进行开模，从水口处依照设计的造型切割，不将硅胶体切断，在满足将内部模型顺利取出的前提下保证硅胶的最大完整性和韧性，模型取出后即制得模具，所述模具的内表面上留有与金属丝相对应的孔洞；
(3)、将导光材料的两端依照设计要求均插入模具的内表面上金属丝所留下的孔洞中；
(4)、将调和好的无机胶凝材料由水口倒入模具中，无机胶凝材料填满后应排出其中的气泡，然后将水口封闭，待无机胶凝材料硬化后进行开模，将半成品取出；
(5)、清除掉硬化后的半成品的表面上凸出的导光材料，使半成品表面齐整，然后依次使用由粗到细的砂纸进行打磨，使表面光滑平整，即制得透光性可控的导光无机胶凝材料。
步骤(1)中所述的无机胶凝材料的原材料包括主料和辅料，其中主料选自水泥、石膏、硅胶、高岭土，辅料选自水、固化剂、细砂、粉煤灰。
步骤(2)中所述模型的材质为3D打印树脂或铸造蜡。
步骤(2)中所述的质地柔软、有韧性且不吸水的胶凝材料为塑料、树脂或有机硅胶。
步骤(2)中所述孔洞的直径比导光材料的直径小20％～40％。
与现有技术相比，本发明提供的透光性可控的导光无机胶凝材料的制备方法具有以下优点：1、本申请在选材方面，所述的无机胶凝材料的原材料包括主料和辅料，其中主料可以选自水泥、石膏、硅胶、高岭土等，辅料可以选自水、固化剂、细砂、粉煤灰等，因此拓展了材料的选材范围。2、本申请在制备过程中，将导光材料的两端依照设计要求均插入模具的内表面上金属丝所留下的孔洞中，因此本申请制得的导光无机胶凝材料透光性可进行调控，既可以同向透光，也可以异向透光。3、本申请中创造性的采用了仿真模型+外模具的制备方法，因此能够制得各种外形的导光无机胶凝材料。
附图说明
图1为本发明所制得的非几何形状导光无机胶凝材料的示意图；
图2为本发明所制得的非几何形状导光无机胶凝材料的示意图；
图3为本发明实施例中模具的结构示意图；
图4为本发明实施例中模具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
本实施例中所提供的透光性可控的导光无机胶凝材料的制备方法如下：
一、材料选择与材料加工
1、无机胶凝材料筛选与加工
无机胶凝材料可选用水泥(对水泥标号无特殊要求)，石膏，高岭土，硅胶等矿物或者人工合成可通过空气，水发生或者化学添加剂使材料硬化反映的材料，在加工过程中依据每种材料的特性加入不同的辅料，比如水泥可加入60％的细纱。细纱是由60到100目的筛网过滤所得。为了保证产品表面精细以及提高打磨效果。
2、导光性材料筛选与加工；
导光性材料一般选用石英玻璃丝或塑料纤维，石英玻璃丝具有耐高温，导光性强，易于打磨。在加工过程中可依据设计需要控制丝的粗细。塑料纤维柔软，不宜断裂，在传导光线的同时很好的起到无机胶凝材料内部骨架支撑，拉伸的作用。
3、模具材料筛选
模具材料是依据产品的造型和透光要求决定的，本发明中所涉及到的产品有两种，如图1和图2所示，分别为非几何造型同向透光以及非几何造型异向透光。对于外形为非几何形状的导光无机胶凝材料需要制作仿真模型加外置模具配合使用，仿真模型选用可塑性强，不吸水的材料，比如首饰专用蜡或者3D打印树脂或者铸造蜡作为主材。外置模具要求选用表面光滑、有韧性、易于拆解组合的材料制作，比如塑料，树脂，有机硅胶等。在调配有机硅胶时，固化剂的比例是6％。这样制作成的外置模具具有弹性，更易脱模。
二、模具的制备
首先利用3D打印技术根据导光无机胶凝材料的外形按照1:1的比例做出模型，所述模型中在所设计的透光点的位置处对应设置有孔洞，所述孔洞的直径比导光材料的直径小20％～40％，将模型的表面修整光滑，然后将与孔洞直径相同的金属丝插入孔洞中，金属丝的一端露出模型，露出长度为0.5厘米；选择导光无机胶凝材料的外形中最为平滑的一个平面作为水口，然后将模型放入一个方形容器内并固定其位置使水口朝上，所述模型与容器壁之间的最小距离大于0.5厘米，然后在容器内倒入质地柔软、有韧性且不吸水的胶凝材料，凝结后进行开模，以水口所在的平面为切除面，将模型取出，即制得模具，所述模具的内表面上留有与金属丝相对应的孔洞，其结构如图3和图4所示。开模时注意从水口处依照设计的造型切割，尽量不将硅胶体切断，在满足将内部模型顺利取出的前提下保证硅胶的最大完整性和韧性。
三、导光材料置入
将导光材料的两端依照设计要求均插入模具的内表面上金属丝所留下的孔洞中。因为金属丝比导光材料的直径小20％—40％，所以玻璃丝或者塑料纤维不宜从孔洞内滑出。四、无机胶凝材料浇筑
将调和好的无机胶凝材料由水口倒入模具中，无机胶凝材料填满后抽真空或者震动及时排出其中的气泡，使用保鲜膜封住水口放置于阴凉处，一天后揭开保鲜膜在水口处洒水等待持续硬化，第四天用金属针在水口表面试探硬化程度，如无明显破损痕迹便可以开模。开模注意尽量不将模具或模具板切割断开，在满足将内部模型顺利取出的前提下保证模具或模具板的最大完整性和韧性。
五、打磨工艺
开模取出硬化的产品，可以看出玻璃丝或者塑料纤维明显长出产品表面，用锋利的剪钳紧贴产品表面将玻璃丝或者塑料纤维剪断。尽量使表面齐整。将产品的每一个面，特别是有导光材料的面在依次从800号，1000号，1500号，2000号的水砂纸沾水开始打磨，从而达到光滑平整的一体平面。
经过上述工艺流程即可生产出可控透光性无机胶凝装饰材料。

Claims (5)

1.一种透光性可控的非几何形状导光无机胶凝材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、选取无机胶凝材料的原材料以及导光材料，导光材料选用石英玻璃丝和/或塑料纤维；
(2)首先利用3D打印技术根据导光无机胶凝材料的外形按照1:1的比例做出模型，所述模型中在所设计的透光点的位置处对应设置有孔洞，将模型的表面修整光滑，然后将与孔洞直径相同的金属丝插入孔洞中，金属丝的一端露出模型，露出长度为0.1～1厘米；选择导光无机胶凝材料的外形中最为平滑的一个平面作为水口，然后将模型放入一个方形容器内并固定其位置使水口朝上，所述模型与容器壁之间的最小距离大于0.5厘米，然后在容器内倒入质地柔软、有韧性且不吸水的胶凝材料，凝结后进行开模，从水口处依照设计的造型切割，不将硅胶体切断，在满足将内部模型顺利取出的前提下保证硅胶的最大完整性和韧性，模型取出后即制得模具，所述模具的内表面上留有与金属丝相对应的孔洞；
(3)、将导光材料的两端依照设计要求均插入模具的内表面上金属丝所留下的孔洞中；
(4)、将调和好的无机胶凝材料由水口倒入模具中，无机胶凝材料填满后应排出其中的气泡，然后将水口封闭，待无机胶凝材料硬化后进行开模，将半成品取出；
(5)、清除掉硬化后的半成品的表面上凸出的导光材料，使半成品表面齐整，然后依次使用由粗到细的砂纸进行打磨，使表面光滑平整，即制得透光性可控的导光无机胶凝材料。
2.根据权利要求1所述的导光无机胶凝材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的无机胶凝材料的原材料包括主料和辅料，其中主料选自水泥、石膏、硅胶、高岭土，辅料选自水、固化剂、细砂、粉煤灰。
3.根据权利要求1所述的导光无机胶凝材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述模型的材质为3D打印树脂或铸造蜡。
4.根据权利要求1所述的导光无机胶凝材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的质地柔软、有韧性且不吸水的胶凝材料为塑料、树脂或有机硅胶。
5.根据权利要求1所述的导光无机胶凝材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述孔洞的直径比导光材料的直径小20％～40％。
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