裝配式建筑模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

周克家

（昌大建筑科技有限公司，山東濰坊261000）

裝配式建筑模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

周克家

（昌大建筑科技有限公司，山東濰坊261000）

介紹了裝配式建筑的發(fā)展前景及預(yù)制構(gòu)件模具存在重量大、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等問題，并對(duì)裝配式建筑構(gòu)件產(chǎn)品及模具加工工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。裝配式建筑模具需向通用性、輕量化、智能化方向發(fā)展。

裝配式建筑；模具；預(yù)制構(gòu)件；加工工藝

1 裝配式建筑模具概念

裝配式建筑不同于一般建筑形式，與大家所理解的傳統(tǒng)方式有些許差別，它是利用現(xiàn)代技術(shù)，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)、運(yùn)輸過程進(jìn)行一系列科學(xué)化管理后所產(chǎn)生的。它的建造集中且具有較高的效率，節(jié)省了時(shí)間。總而言之，可以將其特點(diǎn)概括為建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、施工過程的機(jī)械化以及構(gòu)件生產(chǎn)過程的施工化和組織科學(xué)化四個(gè)方面[1]。

裝配式建筑中較為重要的一環(huán)就是構(gòu)件的生產(chǎn)，它是整個(gè)過程的物質(zhì)基礎(chǔ)，需要在集中地點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行批量制造，這就需要不同形式的、特定的模具。其模具包括底模、側(cè)模、端模等重要組成部分。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新，人們?cè)谶@方面的需求也不斷提高，建筑工業(yè)化作為建筑業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容也逐步被提上日程，作為重要的發(fā)展和研究方向，也被各行業(yè)及政府所重視。預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)企業(yè)是推動(dòng)這一建筑工業(yè)化進(jìn)程的強(qiáng)大力量，而這些企業(yè)的核心就是模具的制造。這關(guān)系到批量生產(chǎn)的構(gòu)件質(zhì)量等多方面問題，因此必須予以研究與重視。它是裝配式建筑的重要技術(shù)，對(duì)其尺寸、精度和外觀質(zhì)量的控制要求很高[2]。

2 預(yù)制構(gòu)件模具發(fā)展現(xiàn)狀

模具的優(yōu)劣關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，符合標(biāo)準(zhǔn)和要求的模具可大批量制造所需要的構(gòu)件，由此制造出的構(gòu)件具有較高的精度和一致性，而且能夠大大縮短制造時(shí)間、提高效率，這一過程所帶來的效益遠(yuǎn)高于對(duì)模具本身的研究和制造。因此，對(duì)模具生產(chǎn)及其所利用的一系列技術(shù)進(jìn)行研究是國(guó)家制造行業(yè)所關(guān)注的重要問題。模具技術(shù)并不簡(jiǎn)單，不僅僅是我們所理解的“模板”，在建筑行業(yè)，同時(shí)還涉及到建造過程中的材料、工藝等流程等眾多環(huán)節(jié)。對(duì)于模具工業(yè)，經(jīng)過較長(zhǎng)一段時(shí)間的發(fā)展及研究，也正在向現(xiàn)代化生產(chǎn)邁進(jìn)，如何對(duì)傳統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新，在了解目前發(fā)展?fàn)顩r的前提下進(jìn)行摸索并建立符合國(guó)情的模具行業(yè)發(fā)展思路是擺在面前的首要問題[3]。

目前的裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件模具發(fā)展可概括為如下幾方面不足：

（1）結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行調(diào)整，模具重量過大。由于是建筑行業(yè)，所要生產(chǎn)的都是大而重的構(gòu)件。這就需要的模具與想要預(yù)制的物體大小相等，但是模具變大，同時(shí)帶來的變形問題就不得不進(jìn)行考慮。因此對(duì)于模具結(jié)構(gòu)要進(jìn)行調(diào)整及改善。

（2）在建筑行業(yè)的模具最多的為鋼材料，而使用制造過程中與混凝土接觸，在這一過程中，由于水帶來的腐蝕性問題是必須要考慮的，所以一般要展開高溫高濕度養(yǎng)護(hù)，因?yàn)槟＞咭卒P蝕。

（3）預(yù)制構(gòu)件模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低，通用性差。由于建筑企業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)程度不高。因此，預(yù)制構(gòu)件模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低，通用性差，造成嚴(yán)重浪費(fèi)。

3 預(yù)制構(gòu)件模具發(fā)展趨勢(shì)

3.1 模具向標(biāo)準(zhǔn)化通用性發(fā)展

由于各國(guó)發(fā)展程度的差別，模具標(biāo)準(zhǔn)也存在差別，相關(guān)企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)引進(jìn)其他國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，這樣一來就導(dǎo)致了模具的通用性降低。久而久之，也逐漸對(duì)建筑工業(yè)化發(fā)展造成愈來愈嚴(yán)重的影響。建設(shè)部雖然對(duì)這一問題進(jìn)行了規(guī)定，發(fā)布了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，但效果并不明顯，對(duì)于建筑工業(yè)化進(jìn)程所要求的通用構(gòu)配件也較少。因此，在模具的發(fā)展方向上，標(biāo)準(zhǔn)化、通用性是重要方向。相關(guān)政策也會(huì)有針對(duì)的去進(jìn)行規(guī)定和引導(dǎo)。

3.2 模具向輕量化發(fā)展

裝配式建筑模具由模具鋼制作而成，由于裝配式建筑構(gòu)件的梁、柱、疊合板、內(nèi)外墻等體積和質(zhì)量大，致使裝配式建筑構(gòu)件模具也很大而且重，因此在對(duì)其展開下一步的拆卸等過程也顯得尤為困難，如何通過相應(yīng)分析軟件，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步完善，使其能夠變得輕便、易操作是一個(gè)重要研究方向，而且還能夠帶來制造過程費(fèi)用的減少。因此，裝配式建筑構(gòu)件模具向輕量化發(fā)展是必然趨勢(shì)之一。

3.3 模具向自動(dòng)化、智能化發(fā)展[4]

隨著在國(guó)內(nèi)，自動(dòng)智能化是總體趨勢(shì)，特別是對(duì)于制造業(yè)來說，解放人力、充分發(fā)揮機(jī)器控制所帶來的高精度是重要趨勢(shì)。而建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)再到自動(dòng)智能生產(chǎn)，這是一個(gè)遞進(jìn)的發(fā)展過程，也必會(huì)是發(fā)展的一個(gè)目標(biāo)。智能模具將進(jìn)一步解決模具的體量大等一系列弊端，從而促進(jìn)行業(yè)發(fā)展進(jìn)程。制構(gòu)件柔性制造系統(tǒng)將會(huì)是新的重要的研究方向和發(fā)展目標(biāo)。其主要的組成可概括為如下三個(gè)方面：

（1）裝模及拆卸系統(tǒng)：操作通過控制手進(jìn)行，有控制系統(tǒng)進(jìn)行控制；

（2）物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)：涉及三個(gè)內(nèi)容，分別為模具儲(chǔ)運(yùn)、混凝土的儲(chǔ)存運(yùn)輸以及鋼筋骨架的儲(chǔ)運(yùn)，另外還涉及到自動(dòng)化模具庫(kù)，對(duì)于已經(jīng)預(yù)制好的構(gòu)件，還有立體養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)；

（3）信息管理系統(tǒng)：負(fù)責(zé)整體上的組織、執(zhí)行、調(diào)度。

3.4 裝配式建筑模具中新材料的應(yīng)用

預(yù)制構(gòu)件模具可行性材質(zhì)多種多樣，性能各有不同，可以充分利用各個(gè)預(yù)制構(gòu)件的要求及材料的性能選擇合適材質(zhì)的模具，或?qū)Σ煌馁|(zhì)模板進(jìn)行合理組合，形成混合模具，如鋼模木?；旌夏＞撸X模木?；旌夏＞撸撃Ｋ芰夏；旌夏＞叩鹊?，充分發(fā)揮不同預(yù)制構(gòu)件及模板材質(zhì)的優(yōu)勢(shì)，打造高品質(zhì)，高性價(jià)比的預(yù)制構(gòu)件模具[5]。

在上述分析過程中，模具所存在重量大、難操作問題，因此可以選用質(zhì)量較輕的新型鋼進(jìn)行制作，同時(shí)為了避免鋼材料所造成的腐蝕問題，可在其表面覆蓋一層材料，而納米級(jí)薄膜在防銹的同時(shí)，也能夠幫助構(gòu)件較為輕易的脫離模板，所以，納米技術(shù)在這一方面的發(fā)展也會(huì)促進(jìn)模具技術(shù)的完善。

塑料模具因其加工成本較低，耐腐蝕性較好，重量低等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。其邊模連接方式有卡扣，螺栓連接等。塑料加工方法中注塑加工優(yōu)勢(shì)明顯具有生產(chǎn)精度高、質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)勢(shì)可大批量生產(chǎn)。結(jié)合裝配式建筑現(xiàn)狀，目前裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化程度低、通用性差，而注塑加工不同產(chǎn)品需配備不同模具，芯模跟模架需配套使用且注塑模具造價(jià)昂貴，需通過設(shè)計(jì)改良研究標(biāo)準(zhǔn)化模具以發(fā)揮注塑模具優(yōu)勢(shì)，適當(dāng)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展并獲取利益[6，7]。

從模具材質(zhì)多樣性結(jié)合行業(yè)發(fā)展行情，在近期，塑料模具的應(yīng)用將會(huì)大受青睞。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明塑料模具的應(yīng)用比例已達(dá)三成，而且對(duì)于從國(guó)外引進(jìn)的模具數(shù)量中，這一比例達(dá)到五到七成。塑料的優(yōu)點(diǎn)也成為模具行業(yè)的重要推動(dòng)力。其具備以下優(yōu)勢(shì)：

（1）造價(jià)較鋼模具較低，僅為鋼模具1/3；

（2）重量輕，組裝方便，耐腐蝕耐酸堿性強(qiáng)，適于蒸養(yǎng)環(huán)境；

（3）尺寸精準(zhǔn)，為注塑產(chǎn)品，可一次成型各種機(jī)加工難以做到的造型，模具加工尺寸及外觀質(zhì)量高；

（4）機(jī)械操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)品重量小，大大節(jié)約加工及人工成本；

（5）表面平整度高，能達(dá)到飾面及裝飾清水要求。但也存在著相較鋼模具強(qiáng)度較低，模具組裝連接方式單一等問題。

4 預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品及模具加工工藝

4.1 預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品

預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品主要應(yīng)用于裝配式建筑，按照用途可以分為建筑類產(chǎn)品、市政類產(chǎn)品及藝術(shù)產(chǎn)品。其中，建筑類產(chǎn)品包括預(yù)制內(nèi)外墻、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)、疊合板、預(yù)制樓梯、PCF板、預(yù)制梁、預(yù)制柱、預(yù)制路面板等，用于建造裝配式居民樓、工廠、學(xué)校醫(yī)院等公共建筑。市政類產(chǎn)品包括預(yù)制T梁、高鐵枕木、預(yù)制管廊、預(yù)制路緣石等，主要用于市政建設(shè)。藝術(shù)類產(chǎn)品包括藝術(shù)板凳、預(yù)制燈具、家居等，可以用于家庭、公園裝飾等。預(yù)制構(gòu)件具有尺寸精確、安裝方便、外觀質(zhì)量好、混凝土強(qiáng)度易控制、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)前景廣闊。

4.2 模具加工工藝

根據(jù)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)條件及使用要求，模具設(shè)計(jì)要符合以下幾點(diǎn)[8]：

（1）整體性好，有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性，外形尺寸誤差小，重復(fù)安裝精度高；

（2）定位精準(zhǔn)，便于養(yǎng)護(hù)裝拆；

（3）廠區(qū)面積要足夠滿足產(chǎn)業(yè)化鏈條大批量生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)，并配備蒸汽養(yǎng)護(hù)設(shè)施環(huán)境。

模具在制作時(shí)不僅要保證成品構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等，還要保證構(gòu)件的外觀質(zhì)量，為更好的滿足要求，通常將模具正立面朝下設(shè)計(jì)，并將模具的側(cè)模和端模與模臺(tái)密接成型，以保證預(yù)制構(gòu)件的整體性。

預(yù)制構(gòu)件模具為鋼制拼接模具，以邊模小型模具為主，拼接方式主要有焊接，螺栓連接兩種。鋼制模具的加工工藝主要分為下料、機(jī)加工、焊接、噴漆、組裝調(diào)試等。加工標(biāo)準(zhǔn)按精度又大致分為粗加工、精加工。下料是指根據(jù)模具圖紙對(duì)鋼板進(jìn)行切割以達(dá)到規(guī)定尺寸。機(jī)加工是機(jī)械加工的簡(jiǎn)稱，是指根據(jù)模具的功能要求，需要在機(jī)床對(duì)鋼板精確去除部分材料的加工工藝。根據(jù)模具的使用，一般的機(jī)加工包括鉆孔、銑槽、銑邊、折彎等。模具組裝：模具組裝是指對(duì)各部分模具零件按照?qǐng)D紙要求通過特定的連接方式進(jìn)行組裝，使模具最終成型的工藝[9]。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）目前，國(guó)家大力推行綠色裝配式建筑，越來越多的建筑領(lǐng)域采用預(yù)制構(gòu)件，而預(yù)制構(gòu)件控制質(zhì)量的核心便是模具。正視模具發(fā)展存在的問題，努力改進(jìn)，對(duì)裝配式建筑發(fā)展具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。

（2）預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品與模具多種多樣，為了使預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品更加精益求精，按照工藝要求來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能，發(fā)散模具設(shè)計(jì)思路，改進(jìn)構(gòu)件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

（3）隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)建筑工業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平緊跟時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，不斷探索新技術(shù)及吸取西方發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，逐步縮小了中西方在建筑行業(yè)模具制作和工業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平的差距，努力自主創(chuàng)新，對(duì)推動(dòng)我國(guó)新型建筑工業(yè)化具有重要的意義。

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Present Situation and Development Trend of Fabricated Mold

ZHOU Ke-jia
（Changda Building Technology Co.，Ltd.，Weifang Shandong 261000，China）

This paper introduces the development prospect of the assembled building and the problems of the weight of the prefabricated components and the low degree of standardization，and gives a brief introduction to the assembly of the building components and the mold processing technology.Assembly of building molds to the versatility，lightweight，intelligent direction.

assembly building；mold；prefabricated components；processing technology

TG76

A < class="emphasis_bold">文章編號(hào)：1

1672-545X（2017）05-0061-03

2017-02-26

周克家（1968-），男，山東萊陽(yáng)人，本科，工程師，研究方向：模具工藝設(shè)計(jì)。