CN113414855A - 一种清水混凝土预制件及模具的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种清水混凝土预制件及模具的制作方法，属于3D打印技术领域，发挥3D打印陶泥作为模具制作清水混凝土预制件，精度高、模具便于去除及可循环利用的优势。清水混凝土预制件模具的制作方法，首先设计模具模型，然后以陶泥为打印材料打印模具并干燥。清水混凝土预制件的制作方法，首先在清水混凝土预制件模具上洒水润湿浇注成型面，然后浇注清水混凝土并脱模、养护，放入水中浸泡去除陶泥，最后喷水清除表面附着的陶泥，从而完成清水混凝土预制件的制作。另一种制作方法，首先采用清水混凝土预制件模具作为母模，然后在母模上浇注模具材料并固化形成子模，最后在子模上浇注清水混凝土，经脱模、养护后，完成清水混凝土预制件的制作。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种清水混凝土预制件及模具的制作方法。
背景技术
3D打印技术以其自由化的设计和高度还原设计意图的加工方式在各行各业获得了大力的发展。挤出式3D打印陶瓷技术以陶泥为打印材料，打印材料的直径可以达到1mm以下，打印成品的分辨率很高，但在打印完陶泥后不可避免的还要进行烧制的工序，这造成了能源的浪费，提升了工序的复杂度。3D打印混凝土技术打印出的产品经过胶凝材料的水化硬化后即可成型，不需要经过烧制，但是受到打印材料粒径的限制，即使去除了粗骨料的砂浆，打印喷头尺寸也往往不低于5mm。
清水混凝土制品具有很高的艺术价值，但是依靠搭接模板制备清水混凝土，很难满足设计师的要求，制备造型独特的模具又耗费大量的时间，而且模具拆解往往费工费时，也不能重新回收利用，造成资源的浪费。
因此，针对前述问题，有必要研发一种支撑材料能够重复利用的清水混凝土预制件及模具的制作方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种清水混凝土预制件及模具的制作方法，通过采用3D打印技术以陶泥为打印材料制备模板用于浇注清水混凝土，既发挥了3D打印陶泥自由化的设计、精确度高的特点，又利用了陶泥模具易于拆除、遇水解离可循环利用的优势。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
清水混凝土预制件模具的制作方法，该制作方法包括如下步骤：
步骤一、设计模具模型；
步骤二、采用挤出式3D打印技术以陶泥为打印材料按照所述步骤S1中设计的模具模型打印陶泥模具；
步骤三、所述陶泥模具干燥处理达到可塑水分降至3％～7％的半干状态，即形成清水混凝土预制件模具。
进一步地，所述步骤三包括：采用烘干或阴干的方法使得所述清水混凝土预制件模具达到半干状态。
进一步地，所述步骤三还包括：
对所述清水混凝土预制件模具浇注成型面进行修整、打磨处理，使浇注成型面平整、光滑。
本发明还提供了一种清水混凝土预制件的制作方法，该制作方法包括如下步骤：
步骤S1、提供前述的清水混凝土预制件模具备用；
步骤S2、在干燥后的所述清水混凝土预制件模具表面洒水后，浇注清水混凝土，形成初凝清水混凝土预制件；
步骤S3、所述初凝清水混凝土预制件脱模、养护，形成终凝清水混凝土预制件，并放入水中浸泡，直至陶泥解离；
步骤S4、从水中取出所述终凝清水混凝土预制件，喷水清除其表面附着的陶泥，从而完成清水混凝土预制件的制作。
进一步地，还包括步骤S5、采用沉淀池收集清洗后的废液，待陶泥沉淀后，除去上层澄清水体，收集陶泥重新利用。
进一步地，所述步骤S2中，从清水混凝土预制件模具表面洒水至完成清水混凝土浇注的时间总长控制在5分钟以内，且所述清水混凝土预制件模具表面洒水时仅需均匀润湿浇注成型面。
进一步地，所述步骤S3包括：将所述初凝清水混凝土预制件放入湿度大于或等于80％的潮湿环境中养护至脱模，脱模前将清水混凝土预制件模具干燥至收缩干裂，最后敲除清水混凝土预制件模具。
本发明还提供了另一种清水混凝土预制件的制作方法，该制作方法包括如下步骤：
步骤S10、提供前述的清水混凝土预制件模具备用；
步骤S20、以干燥至半干状态的所述清水混凝土预制件模具作为母模浇注模具材料，形成子模；
步骤S30、待所述模具材料固化后，将所述子模放入水中浸泡，直至陶泥解离；
步骤S40、从水中取出所述子模，喷水清除其表面附着的陶泥，从而完成子模的制作；
步骤S50、在所述子模中浇注清水混凝土，经脱模、养护后，完成清水混凝土预制件的制作。
进一步地，所述步骤S20中模具材料为硅胶或者塑料。
与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：
(1)本发明提供的清水混凝土预制件模具的制作方法，首先设计模具模型，然后采用挤出式3D打印技术以陶泥为打印材料打印模具并干燥后形成清水混凝土预制件模具。清水混凝土预制件的制作方法，首先在清水混凝土预制件模具上洒水润湿浇注成型面，然后浇注清水混凝土并脱模、养护，并放入水中浸泡去除陶泥，最后喷水清除表面附着的陶泥，从而完成清水混凝土预制件的制作。另外一种清水混凝土预制件的制作方法，首先采用清水混凝土预制件模具作为母模，然后在母模上浇注模具材料并固化形成子模，最后在子模上浇注清水混凝土，经脱模、养护后，完成清水混凝土预制件的制作。
(2)本发明采用3D打印技术以陶泥为打印材料制备清水混凝土预制件模具用于浇注清水混凝土，利用了陶泥干缩比与清水混凝土早期收缩比之间的巨大差异，在陶泥模具和清水混凝土之间产生较大的应力，从而使陶泥模具从清水混凝土表面剥离，模具去除方便。
(3)本发明采用3D打印技术以陶泥为打印材料制备模具用于浇注清水混凝土，相较于直接以混凝土或者砂浆打印，成品精确度更高，且可以满足骨料粒径更大的清水混凝土预制件生产。
(4)本发明采用3D打印技术以陶泥为打印材料制备模具用于浇注清水混凝土，陶泥模具拆除后，陶泥可以很方便的循环利用，且使用过程不会对回收后陶泥的二次利用产生不利影响。
(5)本发明采用干燥处理至半干状态的陶泥模具浇注清水混凝土预制构件，能够防止过分干燥的陶泥模具吸收新拌清水混凝土中的水分，影响其水化硬化过程。
附图说明
图1为本发明实施例一中清水混凝土预制件制作方法的流程图；
图2为本发明实施例二中清水混凝土预制件制作方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的清水混凝土预制件及模具的制作方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
陶泥干燥收缩比可达10％，而水泥混凝土收缩比在3*10-4左右，收缩比的巨大差异，会导致在陶泥模具与内部浇注的混凝土界面上产生较大的应力，从而导致陶泥模具开裂，与浇注的混凝土制品剥离，而半干状态的陶泥模具已经拥有一定强度，可以为其内部浇注的混凝土提供足够的支持力，也避免了使用干燥陶泥模具而吸收新浇注混凝土中的水分，影响混凝土的强度发展。干燥后的陶泥模具强度要远低于固化后的混凝土强度，在干燥脱模的过程中不会对混凝土制品造成伤害。
下面结合图1和图2详细说明本发明的清水混凝土预制件及模具的制作方法。以下实施例中均采用3D打印制备的清水混凝土预制件模具即陶泥模具。
该清水混凝土预制件模具的制作方法，具体包括如下步骤：
步骤一、设计模具模型；
步骤二、采用挤出式3D打印技术以陶泥为打印材料按照所述步骤S1中设计的模具模型打印陶泥模具；
步骤三、所述陶泥模具干燥处理达到可塑水分降至3％～7％的半干状态半，即形成清水混凝土预制件模具。
实施例一
请参考图1，本实施例提供了第一种制作清水混凝土预制件的方法，该制作方法包括以下步骤：
S1、设计模具模型；
S2、采用挤出式3D打印技术以陶泥为打印材料按照S1中设计好的模型打印陶泥模具；
S3、陶泥模具干燥处理达到可塑水分降至5％，必要时，可以对模具浇注成型面进行修整、打磨处理，以使得浇注成型面平整、光滑；
S4、模具表面洒水后，浇注清水混凝土；
S5、浇注清水混凝土后，模具放入湿度为95％的潮湿环境中养护48h；
S6、将模具干燥至收缩干裂，敲除陶泥模具，敲除后的陶泥模具收集后重新回收利用；
S7、将浇注清水混凝土的模具放入水中浸泡，至陶泥解离；
S8、水中取出清水混凝土，喷水清除表面陶泥，养护后获得清水混凝土预制件即清水混凝土成品；
S9、清理用水收集到一起，澄清后除去上层水体，陶泥重新回收使用。
当然，本实施例提供的清水混凝土预制件制作方法，也可以用于制备其他混凝土、碱激发凝胶材料、石膏或者砂浆制品，制作时，将清水混凝土替换为对应的其他原材料即可。
实施例二
请参考图2，本实施例提供第二种清水混凝土预制件的制作方法，该制作方法包括以下步骤：
第一步、设计工艺品母模模型；
第二步、采用挤出式3D打印技术以陶泥为打印材料按照第一步中设计好的模型打印陶泥母模；
第三步、陶泥母模干燥处理；必要时，可以对模具浇注成型面进行修整、打磨处理，以使得浇注成型面平整、光滑；
第四步、在母模中浇注硅胶；当然，也可以在母模中浇注塑料或其他可以浇注固化的材料作为模具材料，此处不做限制。
第五步、硅胶模具固化后，将浇注硅胶的母模放入水中浸泡，至陶泥解离；
第六步、从水中取出模具，喷水清除表面陶泥；
第七步、在硅胶模具中浇注清水混凝土，经脱模、养护后获得清水混凝土预制件即清水混凝土工艺品。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (9)
1.清水混凝土预制件模具的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、设计模具模型；
步骤二、采用挤出式3D打印技术以陶泥为打印材料按照所述步骤S1中设计的模具模型打印陶泥模具；
步骤三、所述陶泥模具干燥处理达到可塑水分降至3％～7％的半干状态，即形成清水混凝土预制件模具。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤三包括：采用烘干或阴干的方法使得所述清水混凝土预制件模具，达到半干状态。
3.根据权利要求1所述的制作，其特征在于，所述步骤三还包括：对所述清水混凝土预制件模具浇注成型面进行修整、打磨处理。
4.清水混凝土预制件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、提供权利要求1至3任一项所述的清水混凝土预制件模具备用；
步骤S2、在干燥后的所述清水混凝土预制件模具表面洒水后，浇注清水混凝土，形成初凝清水混凝土预制件；
步骤S3、所述初凝清水混凝土预制件脱模、养护，形成终凝清水混凝土预制件，并放入水中浸泡，直至陶泥解离；
步骤S4、从水中取出所述终凝清水混凝土预制件，喷水清除其表面附着的陶泥，从而完成清水混凝土预制件的制作。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，还包括步骤S5、采用沉淀池收集清洗后的废液，待陶泥沉淀后，除去上层澄清水体，收集陶泥重新利用。
6.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中，从清水混凝土预制件模具表面洒水至完成清水混凝土浇注的时间总长控制在5分钟以内，且所述清水混凝土预制件模具表面洒水时仅需均匀润湿浇注成型面。
7.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S3包括：将所述初凝清水混凝土预制件放入湿度大于或等于80％的潮湿环境中养护至脱模，脱模前将清水混凝土预制件模具干燥至收缩干裂，最后敲除清水混凝土预制件模具。
8.清水混凝土预制件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S10、提供权利要求1至3任一项所述的清水混凝土预制件模具备用；步骤S20、以干燥至半干状态的所述清水混凝土预制件模具作为母模浇注模具材料，形成子模；
步骤S30、待所述模具材料固化后，将所述子模放入水中浸泡，直至陶泥解离；
步骤S40、从水中取出所述子模，喷水清除其表面附着的陶泥，从而完成子模的制作；
步骤S50、在所述子模中浇注清水混凝土，经脱模、养护后，完成清水混凝土预制件的制作。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S20中模具材料为硅胶或者塑料。
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