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曲面鋁板幕墻成形技術(shù)淺析

來(lái)源:2013年會(huì)論文集  作者:胡忠明 吳明君  日期:2013-4-10
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  【摘要】隨著生產(chǎn)力水平的不斷提高及制造業(yè)的飛速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)異形曲面金屬板產(chǎn)品的需求也在快速增長(zhǎng)。在世界各大城市,紛紛涌現(xiàn)出各種造型復(fù)雜、視覺(jué)沖擊力極強(qiáng)的多維曲面金屬板幕墻,這些幕墻都需要使用大量的金屬材質(zhì)的三維曲面板件。因此,對(duì)曲面金屬板的需求會(huì)越來(lái)越大。復(fù)雜金屬曲面板的成形工藝也就顯得尤為重要,本文主要結(jié)合典型案例,對(duì)目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的各種曲面鋁板成形工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。重點(diǎn)論述了曲面鋁板的各種成形工藝的原理、特點(diǎn)及主要適用范圍。對(duì)復(fù)雜曲面金屬板材的加工方式起到拋磚引玉的作用。
  【關(guān)鍵詞】 異形曲面、三軸輥、多曲面鋁板、樣條曲線(xiàn)、多點(diǎn)拉形、多點(diǎn)對(duì)壓成形、胎膜、現(xiàn)場(chǎng)成形

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  多點(diǎn)壓力機(jī)成形技術(shù)成形快速、方便、使用效率高,適合于小批量異形板材成形。但是其設(shè)備成本十分昂貴,據(jù)筆者了解的情況,目前國(guó)內(nèi)此設(shè)備極少,全靠進(jìn)口,購(gòu)置一套設(shè)備大約需要1500萬(wàn)美元。并且,此多點(diǎn)沖壓成形的技術(shù),目前在國(guó)內(nèi)還基本處于研發(fā)階段,有幾家單位先后承擔(dān)過(guò)一些項(xiàng)目,進(jìn)行了類(lèi)似的產(chǎn)品研發(fā)工作,但都是采用了簡(jiǎn)易的調(diào)形裝置,距離產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),還有很大的距離。而且一般能成形的板材寬度都不超過(guò)1.2米,對(duì)于超寬板也無(wú)法滿(mǎn)足成形要求。

  七、柔性輥壓三維成形
  其基本原理同多點(diǎn)成形一致。它是多點(diǎn)連續(xù)成形的基本成形工具,其特點(diǎn)是工作輥軸線(xiàn)可以彎曲,而且彎曲的形狀可以根據(jù)需要進(jìn)行控制和調(diào)整。

  如圖17所示,待成形件夾持于工作輥之間,工作輥在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作用下同步轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)工件產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動(dòng),通過(guò)增加或者減少柔性輥沿軸線(xiàn)方向各環(huán)節(jié)的壓下量,使工作輥滾壓板料,從而使板料產(chǎn)生縱向與橫向塑性變形。此成形方式的具體控制方式及實(shí)際應(yīng)用,筆者未曾深入了解,此處不做過(guò)多稱(chēng)述。

  八、曲面鋁板現(xiàn)場(chǎng)成形
  根據(jù)不同的分類(lèi)原則,所有的金屬板成形方式也可以分為兩種:一種為工廠(chǎng)內(nèi)預(yù)成形,另一種為現(xiàn)場(chǎng)成形。此處重點(diǎn)介紹一下單曲鋁板現(xiàn)場(chǎng)成形技術(shù)。鋁板現(xiàn)場(chǎng)成形的方式主要應(yīng)用于半徑較大的單曲鋁板。我們以北京銀河SOHO工程標(biāo)準(zhǔn)層間側(cè)掛曲面鋁板為例,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)成形方式進(jìn)行說(shuō)明。

  銀河SOHO是由SOHO中國(guó)有限公司開(kāi)發(fā)的高檔商業(yè)寫(xiě)字樓,由國(guó)際著名的建筑師Zahadid設(shè)計(jì)。建筑整體外立面呈現(xiàn)的均為復(fù)雜變化的曲面,造型非常豐富、視覺(jué)沖擊力極強(qiáng)。而本項(xiàng)目最大的亮點(diǎn)就是曲面鋁板,所有復(fù)雜曲面造型均是以曲面鋁板面材來(lái)實(shí)現(xiàn)的。工程鋁板面積共約5萬(wàn)平方米,其中曲面鋁板約兩萬(wàn)平方米(其他均為平臺(tái)及檐口吊頂扇形平板)。曲面鋁板分層間的側(cè)掛單曲鋁板以及連橋部位多曲鋁板。針對(duì)本工程復(fù)雜的造型,所有層間側(cè)掛單曲鋁板的曲率半徑各不相同的特點(diǎn),如果采用普通曲面鋁板成形的方法,采用三軸輥滾壓成形,因曲率半徑各不一致,無(wú)法批量生產(chǎn),鋁板面材及背筋的彎弧,需要耗費(fèi)大量時(shí)間和精力。如果采用數(shù)字化多點(diǎn)沖壓成形,加工費(fèi)用也十分昂貴,周期也非常長(zhǎng)。為此,我們嘗試了工廠(chǎng)預(yù)成形與現(xiàn)場(chǎng)成形的各種方式,經(jīng)過(guò)樣墻試制檢驗(yàn),采用現(xiàn)場(chǎng)成形的方式效果非常理想。因此,本項(xiàng)目單曲鋁板最終采用現(xiàn)場(chǎng)成形的方式。圖18為銀河SOHO項(xiàng)目整體鋁板CATIA線(xiàn)框模型。

  本項(xiàng)目單曲鋁板現(xiàn)場(chǎng)成形方式的特點(diǎn)如下:

  1、 層間側(cè)掛單曲鋁板采用豎向加強(qiáng)背筋(背筋與鋁板彎弧方向垂直),加強(qiáng)筋不需彎弧,解決了加強(qiáng)筋彎弧半徑種類(lèi)繁多的問(wèn)題;

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