一种混凝土板材制造模具及板材制造方法

1.本发明属于混凝土预制技术领域，尤其涉及一种混凝土板材制造模具及板材制造方法。


背景技术：

2.当前，三维曲面装饰混凝土板材制造工艺存在造型单一、难以大规模定制、造价高与人力成本高、制造周期长等问题。当前工艺分为模种制作、模具制作与浇筑等步骤。首先，模种制作依赖昂贵的三维打印或数控雕刻技术，粗模完成后还需要修补打磨等工序，人力成本高。在制作周期上，优质的模种制作耗时若干天时间。其次，优质模具制作需要使用大量硅胶或改性聚氨酯等高成本材料，不仅耗时久，而且在建造中会消耗很多材料。由于模种、模具成本高，周期长，现有工艺比较适合制作单一造型的混凝土产品，而不适合用于制作三维曲面装饰混凝土板。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种混凝土板材制造模具及板材制造方法，制造简单、无需模种、成本低、工业化程度高、尤其适用于大规模制做的三维曲面混凝土预制板。
4.为了实现本发明目的，本发明提供的一种混凝土板材制造模具，其特征在于，包括底部模具、顶部模具、内模具和支架，
5.所述底部模具包括底板和用于形成三维造型的构件，所述构件可拆卸连接在所述底板上；
6.所述顶部模具包括刚性框架和设置在所述刚性框架上的紧绷构件，顶部模具可拆卸设置在底部模具上且紧绷构件在构件的作用下向上撑起以形成曲面形状；
7.所述内模具通过支架可拆卸设置在所述刚性框架上，最后形成的混凝土板材的平面轮廓取决于内模具的形状。
8.对本发明的进一步改进，所述构件和所述底板之间为粘接。
9.对本发明的进一步改进，所述底部模具还包括底部龙骨，底部龙骨固定设置在底板的底部，底部龙骨与顶部模具的刚性框架连接。
10.对本发明的进一步改进，所述支架包括横向杆和压紧件，横向杆位于紧绷构件上方，压紧件一端固定在横向杆上，另一端压紧在内模具上。
11.对本发明的进一步改进，所述压紧件为为螺栓。
12.对本发明的进一步改进，还包括多个插件，紧绷构件为具有弹性的片材，片材上开设有多个与插件相配合的插孔。
13.对本发明的进一步改进，还包括多个插件，所述插件为插销。
14.高弹性片材(紧绷构件)需要以绷紧的状态固定到刚性框架上，故刚性框架须有足够的刚性抵抗片材的拉力。为了保证最后曲面的平滑性，高弹性片材须进行一定程度的绷
紧。高弹性片材绷紧程度取决于片材性能和所需曲面效果。为了固定绷紧的高弹性片材，在其边缘打孔，并在打孔前进行拉力测试，得出所需的拉伸比例，确定孔位间距。最后孔位间距越密，片材的拉伸越大、状态越紧，形成的曲面平均高度越高。
15.因为高弹性片材绷紧后整体拉力较大，难以一次整体张拉绷紧。对此在刚性框架上安装插销，并逐步将弹性片材的孔位固定在相应插销上，将其绷紧在刚性框架上，之后用夹具将弹性片材与刚性框架夹紧，防止片材上的洞口因拉力过大而变形撕裂。
16.对本发明的进一步改进，所述刚性框架包括底框和夹具，紧绷构件绷紧设置在夹具上，夹具设置在底框上。
17.对本发明的进一步改进，所述夹具包括第一夹件和第二夹件，紧绷构件设置在第一夹件和第二夹件之间。
18.为了防止内模具和弹性片材之间的缝隙泄漏混凝土，刚性模具上方须安装夹具把内模具固定在高弹性片材上，从而防止缝隙的产生。
19.本发明还提供一种混凝土板材制造方法，所述方法包括以下步骤：
20.将与所要制做的混凝土板材相适应的构件固定在底板上；
21.将与所要制做的混凝土板材相适应的内模具通过支架固定在刚性框架上；
22.将顶部模具通过刚性框架固定在底部模具上，使顶部模具的紧绷构件被底部模具的构件撑起；
23.往内模具内喷射或浇筑混凝土至设计厚度，并贴合构件形成的曲面形状；
24.混凝土硬化后拆除内模具即可得到所要制做的三维曲面混凝土板材。
25.与现有技术相比，本发明带来的有益效果是：
26.1)本发明无需制作模种与翻模；
27.2)本发明的高弹性片材和刚性框架可以多次重复使用，搭配不同的底部构件和内模具可以生成多种造型；
28.3)本发明能够大大节省制造时间；
29.4)本发明大大减少了大规模定制的综合成本；
30.5)本发明最终制得的混凝土板材与高弹性片材接触的一面光滑，无需打磨抛光。
附图说明
31.为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
32.图1是本发明实施例提供的一种混凝土板材制造模具的结构示意图。
33.图2是本发明实施例中顶部模具的组装结构分解示意图。
34.图3是图1中a处立面放大示意图。
35.图4是本发明实施例的内模具示意图。
36.图5是本发明实施例中底部模具的结构示意图。
具体实施方式
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都是本发明保护的范围。
38.需要指出的是，以下实施例中提到的方向用语，顺序用语，如“上”，“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
39.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
40.实施例1
41.参见图1所示，本发明提供的一种混凝土板材制造模具，能够用来大规模制造预制混凝土曲面板材，所述制造模具括包括底部模具、顶部模具、内模具3和支架4。
42.所述底部模具包括底板51和用于形成三维造型的构件6，所述构件6可拆卸连接在所述底板51上。
43.所述顶部模具包括刚性框架2和设置在刚性框架2上的紧绷构件1，所述顶部模具可拆卸设置在所述底部模具上且所述紧绷构件1在所述构件6的作用下向上撑起以形成曲面形状。
44.所述内模具3通过支架4可拆卸设置在所述刚性框架2上。
45.所述支架4与所述顶部模具中的刚性框架2螺栓连接。
46.本实施例中，紧绷构件1为高弹性片材。
47.本实施例中，如图5所示，所述底部模具包括平面板材制造的底板51和形成三维造型的构件6，所述底板51和所述构件6之间可以靠粘连连接。且底部模具通过龙骨52和第二连接角件53固定在所述刚性框架2的底部，使所述构件6往上撑起高弹性片材从而形成曲面形状。
48.实施例2
49.参见图1所示，本发明提供的一种混凝土板材制造模具，能够用来大规模制造预制混凝土曲面板材，所述制造模具括包括底部模具、顶部模具、内模具3和支架4。
50.所述底部模具包括底板51和用于形成三维造型的构件6，所述构件6可拆卸连接在所述底板51上。
51.所述顶部模具包括刚性框架2和设置在刚性框架2上的紧绷构件1，所述顶部模具可拆卸设置在所述底部模具上且所述紧绷构件1在所述构件6的作用下向上撑起以形成曲面形状。
52.所述内模具3通过支架4可拆卸设置在所述刚性框架2上。
53.本实施例中，所述刚性框架2还包括夹具，紧绷构件1绷紧设置在夹具上，夹具设置在底框21上。
54.本实施例中，所述支架4包括竖向固定杆、横向杆和压紧件41，所述横向杆位于所述紧绷构件1上方，且所述横向杆的两端均分别固定有所述竖向固定杆的顶部，所述竖向固定杆的顶部与刚性框架2螺栓连接，所述压紧件的一端固定在横向杆上，另一端压紧在所述内模具3上。优选地，所述压紧件41为螺栓，通过螺栓的底部对内模具3进行固定压紧，
55.实施例3
56.参见图1所示，本发明提供的一种混凝土板材制造模具，能够用来大规模制造预制混凝土曲面板材，所述制造模具括包括底部模具、顶部模具、内模具3和支架4。
57.所述底部模具包括底板51和用于形成三维造型的构件6，所述构件6可拆卸连接在所述底板51上。
58.所述顶部模具包括刚性框架2和设置在刚性框架2上的紧绷构件1，所述顶部模具可拆卸设置在所述底部模具上且所述紧绷构件1在所述构件6的作用下向上撑起以形成曲面形状。
59.所述内模具3通过支架4可拆卸设置在所述刚性框架2上。
60.本实施例中，所述支架4设置有多个，分别用于压紧所述内模具3的不同位置上。如图1所示，本实施例中的支架有3个。
61.实施例4
62.参见图1所示，本发明提供的一种混凝土板材制造模具，能够用来大规模制造预制混凝土曲面板材，所述制造模具括包括底部模具、顶部模具、内模具3和支架4。
63.所述底部模具包括底板51和用于形成三维造型的构件6，所述构件6可拆卸连接在所述底板51上。
64.所述顶部模具包括刚性框架2和设置在刚性框架2上的紧绷构件1，所述顶部模具可拆卸设置在所述底部模具上且所述紧绷构件1在所述构件6的作用下向上撑起以形成曲面形状。
65.所述内模具3通过支架4可拆卸设置在所述刚性框架2上。
66.本实施例中，如图2和图3示，所述刚性框架2包括边框型材21，4个所述边框型材21围拢，且相邻边框型材21的相交处通过第一连接角件22连接起来。进一步优选地，所述边框型材21上先放置好事先打好孔位的夹具，并放入螺栓，并把两端夹紧以固定其位置。
67.实施例5
68.参见图1所示，本发明提供的一种混凝土板材制造模具，能够用来大规模制造预制混凝土曲面板材，所述制造模具括包括底部模具、顶部模具、内模具3和支架4。
69.所述底部模具包括底板51和用于形成三维造型的构件6，所述构件6可拆卸连接在所述底板51上。
70.所述顶部模具包括刚性框架2和设置在刚性框架2上的紧绷构件1，所述顶部模具可拆卸设置在所述底部模具上且所述紧绷构件1在所述构件6的作用下向上撑起以形成曲面形状。
71.所述内模具3通过支架4可拆卸设置在所述刚性框架2上。
72.所述边框型材21上沿长度方向设置有多个插销，紧绷构件1开设有多个与插件相
配合的插孔，将紧绷构件1上的插孔固定在边框型材21上的相应的插销上，以将紧绷构件1绷紧在边框型材21上，之后用夹具将紧绷构件1与边框型材21夹紧，防止片材上的洞口因拉力过大而变形撕裂。本实施例中，所述插件为插销24，事先打好孔位的紧绷构件1被逐一拉伸把插孔套到刚性框架2的螺栓上，其后用夹具把紧绷构件1夹紧，防止紧绷构件1的拉力令洞口形变过大。最终把整个紧绷构件1绷紧固定在模具上。
73.本实施例中，图3是图1中a部分的细节放大图，可以看出每部分的结构关系，夹具包括第一夹件23和第二夹件25，紧绷构件1绷紧在第一夹件23和第二夹件25之间，且最终通过螺母26与插销24固定。
74.已知混凝土曲面板材的设计形状和边缘特性后，可以用多种方式制作内模具3，设计足够大的刚性框架2来承载内模具3。本实施例中，图4为按照混凝土板材外轮廓加工而得到的内模具。
75.在所述内模具3内喷射或浇筑混凝土至设计厚度，使之贴合曲面形状。混凝土硬化后即可将包含内模具的板材移开，并装上新的内模具进行下一块板材的浇筑。等混凝土板材性能养护完成后即可拆除内模具。
76.实施例6
77.本实施例提供通过前述实施例提供的混凝土板材制造模具制作三维曲面混凝土板的方法。
78.一种混凝土板材制造方法，所述方法包括以下步骤：
79.用型材制作多边形刚性框架2；
80.将高弹性片材紧绷固定在刚性框架2上；
81.将控制曲面形状的构件6固定在底板51的设计位置上；
82.放入限定混凝土范围的内模具3，并将内模具3通过支架4固定在刚性框架2上；
83.将顶部模具通过刚性框架2固定在底部模具上，使顶部模具的紧绷构件1被底部模具的构件6撑起，形成设计好的形状，形成拼合模具；
84.往内模具3内喷射或浇筑混凝土至设计厚度，贴合构件6形成的曲面形状；
85.混凝土硬化拆除内模具3即可得到所要制做的三维曲面混凝土板材。
86.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
87.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种混凝土板材制造模具，其特征在于，包括底部模具、顶部模具、内模具(3)和支架(4)，底部模具包括底板(51)和用于形成三维造型的构件(6)，构件(6)可拆卸连接在底板(51)上；顶部模具包括刚性框架(2)和设置在刚性框架(2)上的紧绷构件(1)，顶部模具可拆卸设置在底部模具上且紧绷构件(1)在构件(6)的作用下向上撑起以形成曲面形状；内模具(3)通过支架(4)可拆卸设置在刚性框架(2)上。2.根据权利要求1所述的一种混凝土板材制造模具，其特征在于，构件(6)和底板(51)之间为粘接。3.根据权利要求1所述的一种混凝土板材制造模具，其特征在于，底部模具还包括底部龙骨(52)，底部龙骨(52)固定设置在底板(51)的底部，底部龙骨(52)与顶部模具的刚性框架(2)连接。4.根据权利要求1所述的一种混凝土板材制造模具，其特征在于，支架(4)包括横向杆和压紧件，横向杆位于紧绷构件(1)上方，压紧件一端固定在横向杆上，另一端压紧在内模具(3)上。5.根据权利要求4所述的一种混凝土板材制造模具，其特征在于，所述压紧件为为螺栓。6.根据权利要求1-5任一所述的一种混凝土板材制造模具，其特征在于，刚性框架(2)上设置有多个插件，紧绷构件(1)为具有弹性的片材，片材上开设有多个与插件相配合的插孔。7.根据权利要求6所述的一种混凝土板材制造模具，其特征在于，还包括多个插件，所述插件为插销。8.根据权利要求6所述的一种混凝土板材制造模具，其特征在于，刚性框架(2)包括底框(21)和夹具，紧绷构件(1)绷紧设置在夹具上，夹具设置在底框(21)上。9.根据权利要求8所述的一种混凝土板材制造模具，其特征在于，夹具包括第一夹件(23)和第二夹件(25)，紧绷构件(1)设置在第一夹件(23)和第二夹件(25)之间。10.一种混凝土板材制造方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的模具，所述方法包括以下步骤：将与所要制做的混凝土板材相适应的构件(6)固定在底板(51)上；将与所要制做的混凝土板材相适应的内模具(3)通过支架(4)固定在刚性框架(2)上；将顶部模具通过刚性框架(2)固定在底部模具上，使顶部模具的紧绷构件(1)被底部模具的构件(6)撑起；往内模具(3)内喷射或浇筑混凝土至设计厚度，并贴合构件(6)形成的曲面形状；混凝土硬化后拆除内模具(3)即可得到所要制做的三维曲面混凝土板材。

技术总结
本发明提供了一种混凝土板材制造模具，包括底部模具、顶部模具、内模具和支架，底部模具包括底板和用于形成三维造型的构件，构件可拆卸连接在底板上；顶部模具包括刚性框架和设置在刚性框架上的紧绷构件，顶部模具可拆卸设置在底部模具上且紧绷构件在构件的作用下向上撑起以形成曲面形状；内模具通过支架可拆卸设置在刚性框架上。还提供了相应的模具制造方法。本发明无需制作模种与翻模，大大节省制造时间和制造成本。时间和制造成本。时间和制造成本。


技术研发人员：熊璐 缪博文 赵彦锦 王澳华 陈智炜 罗坚 罗林
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/6