TWI789869B - 防火建材製作設備與方法 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種防火建材製作設備與方法。該設備包含：一第一金屬板 進料模組、一第二金屬板進料模組、一第三金屬板進料模組、一雷射銲接模組、一壓輪組及一控制模組。由於雷射銲接模組使用雷射銲接技術，在三層相疊的金屬片外來回銲接，讓形成的防火建材相當輕薄且易於後續切割與電焊。此外，防火建材中間具有波峰部與波谷部的金屬板能提供隔熱空間，以便在一側遇高熱時，能夠先藉由隔熱空間與外部的空氣對流把熱量帶走，減少引發火警的危險。

Description

防火建材製作設備與方法

本發明關於一種建材製作設備與方法，特別是一種防火建材製作設備與方法。

現代建築的特點是密集度高，不論是就平面還是高度而言，加上進出人員與物品的複雜性，發生火災的機率較以往來得高。雖然建築技術規則中已規範了使用防火建材的標準，但受限於特定材料與價格，許多比較適宜的防火建材並沒有受到廣泛的使用。

以防火板材來說，傳統上會使用石膏板、矽酸鈣板、水泥板與灌漿板，近來也有使用具有蜂巢夾心的金屬板材，應用於隔間或對外的防火，甚至能應用於屋頂的隔熱。以後者來說，由於整體厚度較厚，如果要安裝於建物上，一般都是先烤漆、再貼膠附著，最後進行裁切。與建物間的固定並沒辦法以銲接為之，這讓許多有安全性考量的施工場合無法使用。

因此，本發明人提出了一種防火建材製作設備與方法。藉由本發明製作的防火建材，除了具有質輕、隔熱防火特性佳之外，還可方便地與金屬固定物間以銲接方式固定。

本段文字提取和編譯本發明的某些特點。其它特點將被揭露於後續段落中。其目的在涵蓋附加的申請專利範圍之精神和範圍中，各式的修改和類似的排列。

為了滿足前述需求，本發明揭露一種防火建材製作設備，該設備包含：一第一金屬板進料模組，包含一第一金屬捲轉軸，用以安裝一第一金屬捲，並容許該第一金屬捲於其上轉動；及一彎壓成形組，彎壓該第一金屬捲的第一金屬片並形成具有連續交錯的波峰部與波谷部；一第二金屬板進料模組，包含：一第二金屬捲轉軸，用以安裝一第二金屬捲，並容許該第二金屬捲於其上轉動；一第二抽拉輪組，抽拉該第二金屬捲的第二金屬片；及一第二導輪，導引該第二金屬片於彎壓成形的該第一金屬片上方，與該第一金屬片同向移動；一第三金屬板進料模組，包含：一第三金屬捲轉軸，用以安裝一第三金屬捲，並容許該第三金屬捲於其上轉動；一第三抽拉輪組，抽拉該第三金屬捲的第三金屬片；及一第三導輪，導引該第三金屬片於彎壓成形的該第一金屬片下方，與該第一金屬片同向移動；及一雷射銲接模組，沿一組相鄰的波峰部與波谷部移動，銲接連接該波峰部與該第二金屬片，及該波谷部與該第三金屬片。彎壓成形的第一金屬片、抽拉的第二金屬片與抽拉的第三金屬片同速移動。

依照本發明，該雷射銲接模組於銲接時，可同步與該彎壓成形的第一金屬片於其移動方向上移動。

依照本發明，該雷射銲接模組完成一次銲接作業後向該彎壓成形的第一金屬片移動的反向移動，至下一組相鄰的波峰部與波谷部。

前述的防火建材製作設備可進一步包含一壓輪組，壓合銲接完成之該彎壓成形的第一金屬片、抽拉的第二金屬片與抽拉的第三金屬片。

前述的防火建材製作設備還可進一步包含一控制模組，與該第一金屬板進料模組、該第二金屬板進料模組、該第三金屬板進料模組、該雷射銲接模組及該壓輪組電連接，操控訊號連接對象之運作。

該雷射銲接模組可進一步包含：一線性滑動器，沿該彎壓成形的第一金屬片的移動方向上往復移動；及二工作手臂，可活動地安裝於該線性滑動器上，於該線性滑動器的移動方向的垂直方向上往復移動，其一工作手臂包含一第一雷射銲接頭，銲接連接該波峰部與該第二金屬片，另一工作手臂包含一第二雷射銲接頭，銲接連接該波谷部與該第三金屬片。

最好，該第一金屬片、該第二金屬片與該第三金屬片的材質為鋁、鋁合金、不鏽鋼、銅或銅合金。

最好，該第一金屬片、該第二金屬片與該第三金屬片的厚度皆不薄於0.3mm。

最好，該雷射銲接模組的銲接方式為點銲或滿銲。

本發明亦揭露一種防火建材製作方法。該方法包含步驟：a)提供一第一金屬捲、一第二金屬捲與一第三金屬捲；b)同步抽拉該第一金屬捲的第一金屬片並彎壓形成具有連續交錯的波峰部與波谷部、抽拉該第二金屬捲的第二金屬片，及抽拉該第三金屬捲的第三金屬片；c)將抽拉的該第二金屬片疊於彎壓成形的該第一金屬片上方，及將抽拉的該第三金屬片置於彎壓成形的該第一金屬片下方，讓彎壓成形的第一金屬片、抽拉的第二金屬片與抽拉的第三金屬片同速移動；d)依序對相鄰的波峰部與波谷部，銲接連接該波峰部與該第二金屬片，及該波谷部與該第三金屬片；及e)滾壓銲接完成之該彎壓成形的第一金屬片、該第二金屬片與該第三金屬片。

最好，該第一金屬片、該第二金屬片與該第三金屬片的材質為鋁、鋁合金、不鏽鋼、銅或銅合金。

由於雷射銲接模組使用雷射銲接技術，在三層相疊的金屬片上來回銲接，讓形成的防火建材相當輕薄且易於後續切割與電焊。此外，防火建材中間具有波峰部與波谷部的金屬板能提供隔熱空間，以便在一側遇高熱時，能夠先藉由隔熱空間與外部的空氣對流把熱量帶走，減少引發火警的危險。

1:防火建材製作設備

10:第一金屬板進料模組

11:第一金屬捲轉軸

12:彎壓成形組

13:第一金屬捲

131:第一金屬片

1311:波峰部

1312:波谷部

20:第二金屬板進料模組

21:第二金屬捲轉軸

22:第二抽拉輪組

23:第二導輪

24:第二金屬捲

241:第二金屬片

30:第三金屬板進料模組

31:第三金屬捲轉軸

32:第三抽拉輪組

33:第三導輪

34:第三金屬捲

341:第三金屬片

40:雷射銲接模組

41:線性滑動器

42:工作手臂

421:第一雷射銲接頭

422:第二雷射銲接頭

50:壓輪組

51:滾輪

60:控制模組

圖1為依照本發明實施方式的一種防火建材製作設備的側向示意圖，圖2為該防火建材製作設備的上視示意圖，圖3為一種防火建材製作方法的步驟流程圖。

本發明將藉由參照下列的實施方式而更具體地描述。

請見圖1與圖2，圖1為依照本發明實施方式的一種防火建材製作設備1的側向示意圖，圖2為該防火建材製作設備1的上視示意圖。為了方便直視元件，圖1中的一側部分固定結構物被移除。防火建材製作設備1包含了一第一金屬板進料模組10、一第二金屬板進料模組20、一第三金屬板進料模組30、一雷射銲接模組40、一壓輪組50及一控制模組60。這些技術元件的型態與功能將於下方詳細說明。

第一金屬板進料模組10包含了第一金屬捲轉軸11與一彎壓成形組12。第一金屬捲轉軸11的功用是安裝一第一金屬捲13，並容許第一金屬捲13於其上轉動。在本實施例中，彎壓成形組12是一對彎壓成形滾輪，包含兩個具有可以相互鉗合齒的滾輪，彼此反向轉動。當第一金屬捲13的第一金屬片131(第一金屬捲13由第一金屬片131捲製而成)經過時彎壓成形組12時，會被彎壓成形組12彎 壓形成具有連續交錯的波峰部1311與波谷部1312。在其它實施例中，彎壓成形組12也可以是一組彎壓模，利用上下模的合攏來彎壓第一金屬片131。波峰部1311和波谷部1312是不同方向的相同結構；波峰部131朝向第二金屬片241，波谷部1312朝向第二金屬片341。第二金屬片241與第二金屬片341將於稍後說明。要注意的是，在本實施方式中，波峰部1311和波谷部1312的最外部表面是平坦的。但在實作上，波峰部1311和波谷部1312的最外部表面也可以是尖銳的，本發明並未限定之。在圖2中，由於第一金屬片131為其上的第二金屬片241遮住而無法直視，故以虛線繪示其具體型態。

第二金屬板進料模組20包含了一第二金屬捲轉軸21、一第二抽拉輪組22與一第二導輪23。第二金屬捲轉軸21的功用是安裝一第二金屬捲24，並容許第二金屬捲24於其上轉動。第二抽拉輪組22由兩個彼此反向轉動的滾輪組合，當第二金屬捲24的第二金屬片241置於其間時，滾輪利用二者的夾制力夾住第二金屬片241，開啟轉動從而可抽拉第二金屬片241。第二導輪23在第二金屬片241經過第二抽拉輪組22之後的位置，其功用是導引第二金屬片241於彎壓成形的第一金屬片131上方，並與第一金屬片131同向移動(於圖1與圖2中，皆向圖式的右方移動)。

第三金屬板進料模組30包含了一第三金屬捲轉軸31、一第三抽拉輪組32與一第三導輪33。第三金屬捲轉軸31的功用是安裝一第三金屬捲34，並容許第三金屬捲34於其上轉動。第三抽拉輪組32亦由兩個彼此反向轉動的滾輪組合，當第三金屬捲34的第三金屬片341置於其間時，滾輪利用二者的夾制力夾住第三金屬片341，開啟轉動從而可抽拉第三金屬片341。第三導輪33在第三金屬片341經過第三抽拉輪組32之後的位置，其功用是導引第三金屬片341於彎壓成形的第一金屬片131下方，並與第一金屬片131同向移動(同樣地，於圖1與圖2中，皆向圖式的右方移動)。

要注意的是，依照本發明，第一金屬片131、第二金屬片241與第三金屬片341的材質可選用鋁、鋁合金、不鏽鋼、銅或銅合金。且由於是藉由雷射銲接，第一金屬片131、第二金屬片241與第三金屬片341的厚度可皆不薄於0.3mm。這是本發明優於習知技術的設計，銲接成防火建材的金屬板可以相當薄。

雷射銲接模組40可沿相鄰的波峰部1311與波谷部1312移動，銲接連接波峰部1311與第二金屬片241，及波谷部1312與第三金屬片341。此外，雷射銲接模組40於銲接時，同步與彎壓成形的第一金屬片131於其移動方向(如圖2的空心箭號方向所表示)上移動。當雷射銲接模組40完成一次銲接作業後向彎壓成形的第一金屬片131移動的反向移動，至下一組相鄰的波峰部1311與波谷部1312。為了達成以上目的，雷射銲接模組40包含了一線性滑動器41與二個以上的工作手臂42。線性滑動器41可沿彎壓成形的第一金屬片131的移動方向上往復移動。也就是於圖1頁面平行，於橫向往復移動。要注意的是，彎壓成形的第一金屬片131、抽拉的第二金屬片241與抽拉的第三金屬片341是同速移動，所以線性滑動器41隨著這些金屬片同向移動時，速率要一致。如此，銲接位置才能確定。在本實施例中，工作手臂42的數量有4個。實作上，可以是2個、6個或更多。工作手臂42可活動地安裝於線性滑動器41上，於線性滑動器41的移動方向(如圖2的空心雙箭號方向所表示)的垂直方向上往復移動。也就是當線性滑動器41與該些金屬板同步移動時，工作手臂42可以沿著抽拉的第二金屬片241與抽拉的第三金屬片341表面橫向移動(如圖2的實心雙箭號方向所表示)，讓銲接位置的連線可以精準地在一條橫向直線上。在本實施例中，有2個工作手臂42包含了第一雷射銲接頭421，由波峰部1311的內部表面銲接連接波峰部1311與第二金屬片241。相對地，也有2個工作手臂42包含了第二雷射銲接頭422，由波谷部1312的內部銲接連接波谷部1312與第三金屬片341。依照本發明，雷射銲接模組40的銲接方式可以是點銲或滿銲。

在其它的實施例中，工作手臂42也可以沿著抽拉的第二金屬片241與抽拉的第三金屬片341表面橫向移動，分別由第二金屬片241表面銲接連接波峰部1311與第二金屬片241，及由第三金屬片341表面銲接連接波谷部1312與第三金屬片341。要注意的是，如果雷射銲接頭的功率較大，可以同時將波峰部1311與第二金屬片241，及波谷部1312與第三金屬片34以雷射熱熔，待融化部位冷卻後，波峰部1311與第二金屬片241，及波谷部1312與第三金屬片34便能完成焊接。如果雷射銲接頭的功率不夠大，僅能將目標物的一者局部熱熔而另一者的對應部位未能達到熔點，那麼壓輪組50的壓應力會有助於銲接之完成。此外，如果彎壓成形的第一金屬片131、抽拉的第二金屬片241與抽拉的第三金屬片341移動速度不快，或是工作手臂42的移動速度快，雷射銲接模組40可以不需要線性滑動器41。意即，當雷射銲接頭快速於一個波峰部1311或波谷部1312間往來一次銲接時，彎壓成形的第一金屬片131、抽拉的第二金屬片241與抽拉的第三金屬片341的移動量可能還不及波峰部1311或波谷部1312在移動方向上的長度之半。

當銲接完成後，波峰部1311與第二金屬片241間或波谷部1312與第三金屬片341間還是屬於熱熔狀態。受熱應力影響，這種不穩定的結構會向外膨脹。因此，壓輪組50便是用來解決上述問題的裝置。壓輪組50包含了2個反向滾動的滾輪51。由於滾輪51間的空間有限，所以壓輪組50會壓合銲接完成之彎壓成形的第一金屬片131、抽拉的第二金屬片241與抽拉的第三金屬片341，壓輪組50的作用也類似對其進行某種程度的鍛接。此時，三個金屬片成為一種防火建材。

控制模組60是防火建材製作設備1自動化運作的主要控制元件。型態上，控制模組60可以是個工業控制電腦或操作介面，與第一金屬板進料模組10、第二金屬板進料模組20、第三金屬板進料模組30、雷射銲接模組40及壓輪組50電連接，操控連接對象之運作。舉例來說，控制模組60可與前述模組及壓輪組50的 驅動馬達(未繪示)電連接，藉由提供或中止驅動電力而操控。控制模組60的態樣是自動控制領域的技術人員所熟知的，本發明不限定之。

藉由操作防火建材製作設備1，可以獲得新型態的防火材料。也因此，可以獲得一種防火建材製作方法。請見圖3，該圖為防火建材製作方法的步驟流程圖。

防火建材製作方法的第一步驟為：提供一第一金屬捲、一第二金屬捲與一第三金屬捲(S01)。接著，第二步驟為：同步抽拉該第一金屬捲的第一金屬片並彎壓形成具有連續交錯的波峰部與波谷部、抽拉該第二金屬捲的第二金屬片，及抽拉該第三金屬捲的第三金屬片(S02)。第三步驟：將抽拉的該第二金屬片疊於彎壓成形的該第一金屬片上方，及將抽拉的該第三金屬片置於彎壓成形的該第一金屬片下方，讓彎壓成形的第一金屬片、抽拉的第二金屬片與抽拉的第三金屬片同速移動(S03)。接著，依序對相鄰的波峰部與波谷部，銲接連接該波峰部與該第二金屬片，及該波谷部與該第三金屬片(S04)。最後，滾壓銲接完成之該彎壓成形的第一金屬片、該第二金屬片與該第三金屬片(S05)，以形成防火建材。前述的防火建材製作方法中，第一金屬片、第二金屬片與第三金屬片的材質可為鋁、鋁合金、不鏽鋼、銅或銅合金。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:防火建材製作設備

10:第一金屬板進料模組

11:第一金屬捲轉軸

12:彎壓成形組

13:第一金屬捲

131:第一金屬片

1311:波峰部

1312:波谷部

20:第二金屬板進料模組

21:第二金屬捲轉軸

22:第二抽拉輪組

23:第二導輪

24:第二金屬捲

241:第二金屬片

30:第三金屬板進料模組

31:第三金屬捲轉軸

32:第三抽拉輪組

33:第三導輪

34:第三金屬捲

341:第三金屬片

40:雷射銲接模組

41:線性滑動器

42:工作手臂

421:第一雷射銲接頭

422:第二雷射銲接頭

50:壓輪組

51:滾輪

Claims (10)

1. 一種防火建材製作設備，包含：一第一金屬板進料模組，包含一第一金屬捲轉軸，用以安裝一第一金屬捲，並容許該第一金屬捲於其上轉動；及一彎壓成形組，彎壓該第一金屬捲的第一金屬片並形成具有連續交錯的波峰部與波谷部；一第二金屬板進料模組，包含：一第二金屬捲轉軸，用以安裝一第二金屬捲，並容許該第二金屬捲於其上轉動；一第二抽拉輪組，抽拉該第二金屬捲的第二金屬片；及一第二導輪，導引該第二金屬片於彎壓成形的該第一金屬片上方，與該第一金屬片同向移動；一第三金屬板進料模組，包含：一第三金屬捲轉軸，用以安裝一第三金屬捲，並容許該第三金屬捲於其上轉動；一第三抽拉輪組，抽拉該第三金屬捲的第三金屬片；及一第三導輪，導引該第三金屬片於彎壓成形的該第一金屬片下方，與該第一金屬片同向移動；一雷射銲接模組，沿相鄰的波峰部與波谷部移動，銲接連接該波峰部與該第二金屬片，及該波谷部與該第三金屬片，及 一壓輪組，壓合銲接完成之該彎壓成形的第一金屬片、抽拉的第二金屬片與抽拉的第三金屬片，其中，彎壓成形的第一金屬片、抽拉的第二金屬片與抽拉的第三金屬片同速移動。
2. 如請求項1所述的防火建材製作設備，其中該雷射銲接模組於銲接時，同步與該彎壓成形的第一金屬片於其移動方向上移動。
3. 如請求項1所述的防火建材製作設備，其中該雷射銲接模組完成一次銲接作業後向該彎壓成形的第一金屬片移動的反向移動，至下一組相鄰的波峰部與波谷部。
4. 如請求項1所述的防火建材製作設備，其中進一步包含一控制模組，與該第一金屬板進料模組、該第二金屬板進料模組、該第三金屬板進料模組、該雷射銲接模組及該壓輪組電連接，操控訊號連接對象之運作。
5. 如請求項1所述的防火建材製作設備，其中該雷射銲接模組進一步包含：一線性滑動器，沿該彎壓成形的第一金屬片的移動方向上往復移動；及二工作手臂，可活動地安裝於該線性滑動器上，於該線性滑動器的移動方向的垂直方向上往復移動，其一工作手臂包含一第一雷射銲接頭，銲接連接該波峰部與該第二金屬片，另一工作手臂包含一第二雷射銲接頭，銲接連接該波谷部與該第三金屬片。
6. 如請求項1所述的防火建材製作設備，其中該第一金屬片、該第二金屬片與該第三金屬片的材質為鋁、鋁合金、不鏽鋼、銅或銅合金。
7. 如請求項1所述的防火建材製作設備，其中該第一金屬片、該第二金屬片與該第三金屬片的厚度皆不薄於0.3mm。
8. 如請求項1所述的防火建材製作設備，其中該彎壓成形組為一對彎壓成形滾輪或一組彎壓模。
9. 一種防火建材製作方法，包含步驟：a)提供一第一金屬捲、一第二金屬捲與一第三金屬捲；b)同步抽拉該第一金屬捲的第一金屬片並彎壓形成具有連續交錯的波峰部與波谷部、抽拉該第二金屬捲的第二金屬片，及抽拉該第三金屬捲的第三金屬片；c)將抽拉的該第二金屬片疊於彎壓成形的該第一金屬片上方，及將抽拉的該第三金屬片置於彎壓成形的該第一金屬片下方，讓彎壓成形的第一金屬片、抽拉的第二金屬片與抽拉的第三金屬片同速移動；d)依序對相鄰的波峰部與波谷部，銲接連接該波峰部與該第二金屬片，及該波谷部與該第三金屬片；及e)滾壓銲接完成之該彎壓成形的第一金屬片、該第二金屬片與該第三金屬片。
10. 如請求項9所述的防火建材製作方法，其中該第一金屬片、該第二金屬片與該第三金屬片的材質為鋁、鋁合金、不鏽鋼、銅或銅合金。

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