CN114382229A - A级金属复合防火板材连续化加工工艺及其加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种A级金属复合防火板材连续化加工工艺及其加工装置，该工艺沿生产线方向具体包括：金属板单边覆热熔胶膜；芯材压制模具的底板上升至与流水线平齐，单边覆膜金属板经流水线滑动至压制模具底板上，经切割机切割，除去离型纸后随底板下降至模具底部；由加料单元加入芯材原料后热压成型，得到单边复合金属板芯材；芯材经模具底板上升顶出，进入流水线，经角度可调的刀片切割，得到符合各种弯曲角度和长度要求的异形芯材模块；该模块经另一面覆金属板、切割、弯曲后得到板材成品。本发明实现了A级金属复合防火板的连续化生产、脱模和转移，工艺简单、绿色环保、生产效率高。

Description

A级金属复合防火板材连续化加工工艺及其加工装置

技术领域

本发明涉及一种芯材含有大量颗粒矿物和极少量的高分子有机物组成的防火板连续化加工工艺及其加工装置，特别是涉及一种A级金属复合防火板材连续化加工工艺及其加工装置。

背景技术

防火金属复合板MCP(Metal Composite Panels)是一种由金属薄板—阻燃芯材—金属薄板组成的一种三明治结构的新型功能性复合材料，具有美观、防火环保、施工方便等优点，在建筑领域有非常广泛的应用。

A级以下金属复合防火板的防火芯材中含有大量高分子有机物，芯材原料之间的分子间作用力和粘结性较强，可采用简单的挤出工艺得到可卷曲的成型芯材，易实现连续化生产，成型后的板材机械性能良好，抗弯折能力较强。但该类防火板燃烧热值较高，防火能力较低，无法满足目前市场对高防火性能金属复合防火板的要求。

A级金属复合防火板的防火芯材中含有超过90％的颗粒矿物和极少量的高分子有机物，芯材原料之间分子间作用力较小，粘结性较弱。目前，A级金属复合防火板的芯材成型多采用热压工艺，该工艺生产的芯材需要一定的时间来实现芯材的固化成型，使整个生产工艺无法连续化进行；成型后的防火板芯材具有质脆、松散、可承受张力小、易断裂和无法弯曲的缺点，脱模和转移过程中芯材报废率极高。因此，迄今没有可进行A级金属复合防火板连续化生产的工艺。

在金属复合防火板应用的过程中，经常遇到不规则形状墙体的装饰，现有技术中对这类墙体常见的处理方案有两种，一种是采用防火板与收边条拼接；第二种处理方法是用便携式铣刀在防火板上开设梯形槽，绕所述梯形槽上底中心处折弯板材与所装配墙角相贴合，折弯后的梯形槽内填充粘结胶水。两种方案均增加了现场施工难度和成本、降低了施工效率。收边条的使用极大影响了设计效果，现场铣刀开槽极易破坏芯材并增加了施工中的危险系数，开槽造成的防火板材料浪费还会产生大量的固废；粘结用胶水增加了整体的燃烧热，降低了防火级别。受A级金属复合防火板的芯材性质所限，现有工艺只能生产大面积平面板。

随着建筑模块化的日渐发展，目前亟待一条设备能耗小，产值大，劳动强度小，原料浪费少，绿色环保，固废量低，可连续化生产用于各种墙体装饰的A级防火板的生产工艺。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种A级金属复合防火板材连续化加工工艺，可实现芯材高效率、无损伤的脱模和转移，可连续化加工符合不同形状要求的A级金属复合防火板材。

本发明另一个目的是提供了一种连续化加工工艺中使用的加工装置。

技术方案：本发明所述的一种A级金属复合防火板材连续化加工工艺，该工艺流水线由依次相连的金属板单边覆膜单元、加料单元、芯材压制成型单元、多角度切割单元、覆金属板单元、切割单元、产品成型单元和成品下料单元组成，所述工艺包括以下步骤：

(1)通过金属板单边覆膜单元加工得到单边覆膜金属板；

(2)由加料单元和芯材压制成型单元加工得到单边复合金属板芯材；

(3)由多角度切割单元按要求加工得到各种异形单边复合金属板芯材模块；

(4)由覆金属板单元对单边复合金属板芯材模块的无金属板一侧进行覆金属板工艺，得到双边覆金属板的防火板；

(5)根据最终产品类型由切割单元对双边覆金属板的防火板按照一定长度进行切割，然后由产品成型单元实现防火板最终成型，由成品下料单元对成品复合板材进行转移。

优选的，步骤(1)中，所述金属板单边覆膜单元包括依次连接的金属卷Ⅰ(2)，带离型纸热熔胶胶膜(3)，导轮Ⅰ(4)和热压机Ⅰ(5)，沿传送带(1)方向由导轮Ⅰ(4)引导金属卷Ⅰ(2)和带离型纸热熔胶胶膜(3)进入热压机Ⅰ(5)进行金属板热压覆膜，得到单边覆膜金属板；所述金属板覆膜压力为0.05MPa～0.15MPa，温度80℃～200℃，时间5～20秒。

优选的，步骤(2)中，加料单元包括上料机(16)、混料机(17)和给料机(18)，芯材压制成型单元包括依次连接的切割机Ⅰ(6)、液压装置Ⅱ(7)、模具上盖板(8)，液压装置(9a、9b、9c、9d)、压制模具(10a、10b、10c、10d)；由金属板单边覆膜单元得到的单边覆膜金属板经流水线滑动至压制模具底板(11)上，经切割机Ⅰ(6)切割，得到与模具底板(11)大小一致的单边覆膜金属片材(13)，去除热熔胶胶膜上的离型纸(14)后得到单边覆膜金属板模块(15)，单边覆膜金属板模块(15)随底板(11)下降至收回的压制模具(10a、10b、10c、10d)底部，下降完成后压制模具合拢，以颗粒矿物为主体的芯材原料(20)经加料单元中的上料机(16)上料、混料机(17)混合均匀，最后经给料机(18)的下料口(19)加料至合拢的压制模具(10a、10b、10c、10d)中，经机械刮刀(21)刮平后热压成型；所述热压成型的压制压力为1～20MPa，温度50～250℃，时间30～600s。

优选的，步骤(3)中，多角度切割单元包括切割机Ⅱ(25)，由轨道Ⅰ(23)引导的机械抓手Ⅰ(22)辅助将单边复合金属板芯材(24)转移至流水线，由切割机Ⅱ(25)按要求切割，得到异形单边复合金属板芯材模块(26)；所述切割角度为∠1＝∠2＝0°～89°，长度l为0.1～2.5米。

优选的，步骤(4)中，覆金属板单元包括依次连接的热熔胶胶膜(27)、金属卷Ⅱ(28)、导轮Ⅱ(29)和热压机Ⅱ(30)，由导轮Ⅱ(29)引导热熔胶胶膜(27)和金属卷Ⅱ(28)与异形单边复合金属板芯材模块(26)随着流水线进入热压机Ⅱ(30)进行热压覆膜，得到双边覆金属板的防火板(31)；所述金属板热压覆膜压力为0.05MPa～0.15MPa，温度80℃～200℃，时间5～20秒。

优选的，步骤(5)中，产品成型单元包括滚筒Ⅰ(35)和滚筒Ⅱ(36)，由切割机Ⅲ(32)将双边覆金属板的复合板(31)切断，得到特定长度的双边覆金属板复合板材(33)；特定长度的双边覆金属板复合板材(33)进入固定在机器顶部(34)的滚筒Ⅰ(35)和固定在流水线末端的滚筒Ⅱ(36)之间，通过调整滚筒Ⅰ(35)的不同高度实现复合板材的弯曲；由轨道Ⅱ(38)引导的机械抓手Ⅱ(37)将成品复合板材(39)转移至下料小车(40)上运输至仓库储存。

本发明所述的连续化加工工艺中使用的加工装置，其特征在于，所述加工装置包括依次连接的金属板单边覆膜单元、加料单元、芯材压制成型单元、多角度切割单元、覆金属板单元、切割单元、产品成型单元和成品下料单元。

优选的，所述芯材压制成型单元的压制模具四块金属板(10a、10b、10c、10d)分别依次与四个液压装置(9a、9b、9c、9d)连接，控制压制模具的收回和合拢。

优选的，所述产品成型单元包括滚筒Ⅰ(35)和滚筒Ⅱ(36)；其中，滚筒Ⅰ(35)固定在机器顶部(34)、滚筒Ⅱ(36)固定在流水线末端。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：

(1)本发明工艺沿流水线依次连接的8个单元实现了芯材高效率脱模和无损伤转移，可连续化生产各种形状的复合板材，同时可收回合拢的压制模具也方便打扫和回收散落的芯材原料；

(2)通过设置多角度切割单元、覆金属板单元、切割单元、产品成型单元得到成品防火板；可满足各种建筑场合的A级金属复合防火板，完美解决建筑中的阴阳角问题；

(3)整条生产线采用机械控制连续化生产工艺，降低了企业的用工成本；

(4)生产工序简单，各段工艺连贯，自动化程度高，极大的提高了生产效率，整条生产工艺不产生任何废料，耗能少，绿色环保；

(5)该连续化加工工艺，适用于包括A级金属复合防火板在内的所有易裂芯材复合板材的生产与加工，可连续化生产各种形状的复合板材。

附图说明

图1为本发明装置及制造方法流程图；

图2为压制模具示意图；

图3为多角度切割单元中切割角度示意图；

图4为本发明制造可得到的部分产品示意图。

其中：1、传送带；2、金属卷Ⅰ；3、带离型纸热熔胶胶膜；4、导轮Ⅰ；5、热压机Ⅰ；6、切割机Ⅰ；7、液压装置Ⅱ；8、压制模具上盖板；9a、液压装置；9b、液压装置；9c、液压装置；9d、液压装置；10a、模具；10b、模具；10c、模具；10d、模具；11、压制模具底板；12、液压装置Ⅰ；13、单边覆膜金属片材；14、离型纸；15、单边覆膜金属板模块；16、上料机；17、混料机；18、给料机；19、下料口；20、芯材原料；21、机械刮刀；22、机械抓手Ⅰ；23、轨道Ⅰ；24、单边复合金属板芯材；25、切割机Ⅱ；26、异形单边复合金属板芯材模块；27、热熔胶胶膜；28、金属卷Ⅱ；29、导轮Ⅱ；30、热压机Ⅱ；31、双边覆金属板的防火板；32、切割机Ⅲ；33、特定长度的双边覆金属板复合板材；34、机器顶部；35、滚筒Ⅰ；36、滚筒Ⅱ；37、机械抓手Ⅱ；38、轨道Ⅱ；39、成品复合板材；40、下料小车

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1

如图1所示，沿流水线方向，在传送带1上由导轮Ⅰ4引导金属卷Ⅰ2和带离型纸热熔胶胶膜3进入热压机Ⅰ5进行热压覆膜，压制压力0.15MPa，温度180℃，时间20秒，由金属板单边覆膜单元得到的单边覆膜金属板经流水线滑动至压制模具底板11上，经切割机Ⅰ6切割，得到与模具底板11大小一致的单边覆膜金属片材13，去除热熔胶胶膜上的离型纸14，得到单边覆膜金属板模块15，单边覆膜金属板模块15由模具底板11托举，随液压装置Ⅰ12下降至模具底部，压制模具的四块金属板10a、10b、10c和10d分别通过液压装置9a、9b、9c和9d合拢，以颗粒矿物为主体的芯材原料20经填料单元中的上料机16上料、混料机17混匀，最后经给料机18的下料口19将芯材原料20转移至压制模具四块金属板10a、10b、10c和10d底部单边覆膜的金属板模块15上，由轨道Ⅰ23引导的机械刮刀21刮平芯材原料，模具上盖板8随液压装置Ⅱ7下降，对模具中的芯材原料20热压成型，压制压力8MPa，温度150℃，时间70s，压制完成后模具底板11由液压装置Ⅰ12升高至与流水线平齐，将单边复合金属板芯材24顶出。由机械抓手Ⅰ22辅助将单边复合金属板芯材24转移至流水线，由多角度切割单元中的切割机Ⅱ25切割单边复合金属板芯材24，其中切割角度，结合图3，为∠1＝∠2＝22.5°，长度l为0.5米，得到异形单边复合金属板芯材模块26。由导轮Ⅱ29引导的热熔胶胶膜27和金属卷Ⅱ28与异形单边复合金属板芯材模块26随着流水线进入热压机Ⅱ30进行热压覆金属板，压制压力0.15MPa，温度180℃，时间20秒，得到双边覆金属板的防火板31。由切割单元中的切割机Ⅲ32切割双边覆金属板的防火板31，得到特定长度的双边覆金属板复合板材33，金属板复合板材33进入固定在机器顶部34的滚筒Ⅰ35和固定在流水线末端的滚筒Ⅱ36之间，实现防火板的弯曲。最终得到如图4中4A所示的异形A级防火板，由轨道Ⅱ38引导的机械抓手Ⅱ37将成品复合板材39转移至下料小车40上运输至仓库储存。

实施例2

如图4中4B所示，除第一切割单元中切割角度改变为∠1＝∠2＝10.58°，长度l改变为0.25米，其他步骤与实施例1中相同。

实施例3

如图4中4C所示，除第一切割单元中切割角度改变为∠1＝∠2＝45°，长度l改变为1米，其他步骤与实施例1中相同。

实施例4

如图1所示，沿流水线方向，在传送带1上由导轮Ⅰ4引导金属卷Ⅰ2和带离型纸热熔胶胶膜3进入热压机Ⅰ5进行热压覆膜，压制压力0.15MPa，温度180℃，时间20秒，由金属板单边覆膜单元得到的单边覆膜金属板经流水线滑动至压制模具底板11上，经切割机Ⅰ6切割，得到与模具底板11大小一致的单边覆膜金属片材13，去除热熔胶胶膜上的离型纸14，得到单边覆膜金属板模块15，单边覆膜金属板模块15由模具底板11托举，随液压装置Ⅰ12下降至模具底部，压制模具的四块金属板10a、10b、10c和10d分别通过液压装置9a、9b、9c和9d合拢，以颗粒矿物为主体的芯材原料20经填料单元中的上料机16上料、混料机17混匀，最后经给料机18的下料口19将芯材原料20转移至压制模具四块金属板10a、10b、10c和10d底部单边覆膜的金属板模块15上，由轨道Ⅰ23引导的机械刮刀21刮平芯材原料，模具上盖板8随液压装置Ⅱ7下降，对模具中的芯材原料20热压成型，压制压力8MPa，温度150℃，时间70s，压制完成后模具底板11由液压装置Ⅰ12升高至与流水线平齐，将单边复合金属板芯材24顶出。由机械抓手Ⅰ22辅助将单边复合金属板芯材24转移至流水线，由多角度切割单元中的切割机Ⅱ25切割单边复合金属板芯材24，其中切割角度为∠1＝∠2＝0°，长度l为2.5米，得到单边复合金属板芯材模块26。由导轮Ⅱ29引导的热熔胶胶膜27和金属卷Ⅱ28与异形单边复合金属板芯材模块26随着流水线进入热压机Ⅱ30进行热压覆金属板，压制压力0.15MPa，温度180℃，时间20秒。最终得到如图4中4D所示的异形A级防火板，由轨道Ⅱ38引导的机械抓手Ⅱ37将成品复合板材39转移至下料小车40上运输至仓库储存。

Claims (9)

1.一种A级金属复合防火板材连续化加工工艺，其特征在于，该工艺流水线由依次相连的金属板单边覆膜单元、加料单元、芯材压制成型单元、多角度切割单元、覆金属板单元、切割单元、产品成型单元和成品下料单元组成，所述工艺包括以下步骤：

(1)通过金属板单边覆膜单元加工得到单边覆膜金属板；

(2)由加料单元和芯材压制成型单元加工得到单边复合金属板芯材；

(3)由多角度切割单元按要求加工得到各种异形单边复合金属板芯材模块；

(4)由覆金属板单元对单边复合金属板芯材模块的无金属板一侧进行覆金属板工艺，得到双边覆金属板的防火板；

(5)根据最终产品类型由切割单元对双边覆金属板的防火板按照一定长度进行切割，然后由产品成型单元实现防火板最终成型，由成品下料单元对成品复合板材进行转移。

2.根据权利要求1所述的一种A级金属复合防火板材连续化加工工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述金属板单边覆膜单元包括依次连接的金属卷Ⅰ(2)，带离型纸热熔胶胶膜(3)，导轮Ⅰ(4)和热压机Ⅰ(5)，沿传送带(1)方向由导轮Ⅰ(4)引导金属卷Ⅰ(2)和带离型纸热熔胶胶膜(3)进入热压机Ⅰ(5)进行金属板热压覆膜，得到单边覆膜金属板；所述金属板覆膜压力为0.05MPa～0.15MPa，温度80℃～200℃，时间5～20秒。

3.根据权利要求1所述的一种A级金属复合防火板材连续化加工工艺，其特征在于，步骤(2)中，加料单元包括上料机(16)、混料机(17)和给料机(18)，芯材压制成型单元包括依次连接的切割机Ⅰ(6)、液压装置Ⅱ(7)、模具上盖板(8)，液压装置(9a、9b、9c、9d)、压制模具(10a、10b、10c、10d)；由金属板单边覆膜单元得到的单边覆膜金属板经流水线滑动至压制模具底板(11)上，经切割机Ⅰ(6)切割，得到与模具底板(11)大小一致的单边覆膜金属片材(13)，去除热熔胶胶膜上的离型纸(14)后得到单边覆膜金属板模块(15)，单边覆膜金属板模块(15)随底板(11)下降至收回的压制模具(10a、10b、10c、10d)底部，下降完成后压制模具合拢，以颗粒矿物为主体的芯材原料(20)经加料单元中的上料机(16)上料、混料机(17)混合均匀，最后经给料机(18)的下料口(19)加料至合拢的压制模具(10a、10b、10c、10d)中，经机械刮刀(21)刮平后热压成型；所述热压成型的压制压力为1～20MPa，温度50～250℃，时间30～600s。

4.根据权利要求1所述的一种A级金属复合防火板材连续化加工工艺，其特征在于，步骤(3)中，多角度切割单元包括切割机Ⅱ(25)，由轨道Ⅰ(23)引导的机械抓手Ⅰ(22)辅助将单边复合金属板芯材(24)转移至流水线，由切割机Ⅱ(25)按要求切割，得到异形单边复合金属板芯材模块(26)；所述切割角度为∠1＝∠2＝0°～89°，长度l为0.1～2.5米。

5.根据权利要求1所述的一种A级金属复合防火板材连续化加工工艺，其特征在于，步骤(4)中，覆金属板单元包括依次连接的热熔胶胶膜(27)、金属卷Ⅱ(28)、导轮Ⅱ(29)和热压机Ⅱ(30)，由导轮Ⅱ(29)引导热熔胶胶膜(27)和金属卷Ⅱ(28)与异形单边复合金属板芯材模块(26)随着流水线进入热压机Ⅱ(30)进行热压覆膜，得到双边覆金属板的防火板(31)；所述金属板热压覆膜压力为0.05MPa～0.15MPa，温度80℃～200℃，时间5～20秒。

6.根据权利要求1所述的一种A级金属复合防火板材连续化加工工艺，其特征在于，步骤(5)中，产品成型单元包括滚筒Ⅰ(35)和滚筒Ⅱ(36)，由切割机Ⅲ(32)将双边覆金属板的复合板(31)切断，得到特定长度的双边覆金属板复合板材(33)；特定长度的双边覆金属板复合板材(33)进入固定在机器顶部(34)的滚筒Ⅰ(35)和固定在流水线末端的滚筒Ⅱ(36)之间，通过调整滚筒Ⅰ(35)的不同高度实现复合板材的弯曲；由轨道Ⅱ(38)引导的机械抓手Ⅱ(37)将成品复合板材(39)转移至下料小车(40)上运输至仓库储存。

7.一种权利要求1所述的连续化加工工艺中使用的加工装置，其特征在于，所述加工装置包括依次连接的金属板单边覆膜单元、加料单元、芯材压制成型单元、多角度切割单元、覆金属板单元、切割单元、产品成型单元和成品下料单元。

8.根据权利要求7所述的加工装置，其特征在于，所述芯材压制成型单元的压制模具四块金属板(10a、10b、10c、10d)分别依次与四个液压装置(9a、9b、9c、9d)连接，控制压制模具的收回和合拢。

9.根据权利要求7所述的加工装置，其特征在于，所述产品成型单元包括滚筒Ⅰ(35)和滚筒Ⅱ(36)；其中，滚筒Ⅰ(35)固定在机器顶部(34)、滚筒Ⅱ(36)固定在流水线末端。

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