裝配式建筑模具現狀及發展趨勢

周克家

（昌大建筑科技有限公司，山東濰坊261000）

裝配式建筑模具現狀及發展趨勢

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展前景及預制構件模具存在重量大、標準化程度低等問題，并對裝配式建筑構件產品及模具加工工藝進行簡要介紹。裝配式建筑模具需向通用性、輕量化、智能化方向發展。

裝配式建筑；模具；預制構件；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方式有些許差別，它是利用現代技術，對整個生產、運輸過程進行一系列科學化管理后所產生的。它的建造集中且具有較高的效率，節省了時間。總而言之，可以將其特點概括為建筑設計的標準化、施工過程的機械化以及構件生產過程的施工化和組織科學化四個方面[1]。

裝配式建筑中較為重要的一環就是構件的生產，它是整個過程的物質基礎，需要在集中地點對其進行批量制造，這就需要不同形式的、特定的模具。其模具包括底模、側模、端模等重要組成部分。隨著建筑行業的發展與創新，人們在這方面的需求也不斷提高，建筑工業化作為建筑業現代化的重要內容也逐步被提上日程，作為重要的發展和研究方向，也被各行業及政府所重視。預制構件的相關企業是推動這一建筑工業化進程的強大力量，而這些企業的核心就是模具的制造。這關系到批量生產的構件質量等多方面問題，因此必須予以研究與重視。它是裝配式建筑的重要技術，對其尺寸、精度和外觀質量的控制要求很高[2]。

2 預制構件模具發展現狀

模具的優劣關系到產品質量，符合標準和要求的模具可大批量制造所需要的構件，由此制造出的構件具有較高的精度和一致性，而且能夠大大縮短制造時間、提高效率，這一過程所帶來的效益遠高于對模具本身的研究和制造。因此，對模具生產及其所利用的一系列技術進行研究是國家制造行業所關注的重要問題。模具技術并不簡單，不僅僅是我們所理解的“模板”，在建筑行業，同時還涉及到建造過程中的材料、工藝等流程等眾多環節。對于模具工業，經過較長一段時間的發展及研究，也正在向現代化生產邁進，如何對傳統進行創新，在了解目前發展狀況的前提下進行摸索并建立符合國情的模具行業發展思路是擺在面前的首要問題[3]。

目前的裝配式建筑預制構件模具發展可概括為如下幾方面不足：

（1）結構需要進行調整，模具重量過大。由于是建筑行業，所要生產的都是大而重的構件。這就需要的模具與想要預制的物體大小相等，但是模具變大，同時帶來的變形問題就不得不進行考慮。因此對于模具結構要進行調整及改善。

（2）在建筑行業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護，因為模具易銹蝕。

（3）預制構件模具標準化程度低，通用性差。由于建筑企業的技術標準不同，預制構件的標準程度不高。因此，預制構件模具標準化程度低，通用性差，造成嚴重浪費。

3 預制構件模具發展趨勢

3.1 模具向標準化通用性發展

由于各國發展程度的差別，模具標準也存在差別，相關企業在生產過程中會引進其他國家的先進技術及經驗，這樣一來就導致了模具的通用性降低。久而久之，也逐漸對建筑工業化發展造成愈來愈嚴重的影響。建設部雖然對這一問題進行了規定，發布了相關標準進行規范，但效果并不明顯，對于建筑工業化進程所要求的通用構配件也較少。因此，在模具的發展方向上，標準化、通用性是重要方向。相關政策也會有針對的去進行規定和引導。

3.2 模具向輕量化發展

裝配式建筑模具由模具鋼制作而成，由于裝配式建筑構件的梁、柱、疊合板、內外墻等體積和質量大，致使裝配式建筑構件模具也很大而且重，因此在對其展開下一步的拆卸等過程也顯得尤為困難，如何通過相應分析軟件，對其進行進一步完善，使其能夠變得輕便、易操作是一個重要研究方向，而且還能夠帶來制造過程費用的減少。因此，裝配式建筑構件模具向輕量化發展是必然趨勢之一。

3.3 模具向自動化、智能化發展[4]

隨著在國內，自動智能化是總體趨勢，特別是對于制造業來說，解放人力、充分發揮機器控制所帶來的高精度是重要趨勢。而建筑行業實現批量生產再到自動智能生產，這是一個遞進的發展過程，也必會是發展的一個目標。智能模具將進一步解決模具的體量大等一系列弊端，從而促進行業發展進程。制構件柔性制造系統將會是新的重要的研究方向和發展目標。其主要的組成可概括為如下三個方面：

（1）裝模及拆卸系統：操作通過控制手進行，有控制系統進行控制；

（2）物料儲運系統：涉及三個內容，分別為模具儲運、混凝土的儲存運輸以及鋼筋骨架的儲運，另外還涉及到自動化模具庫，對于已經預制好的構件，還有立體養護系統；

（3）信息管理系統：負責整體上的組織、執行、調度。

3.4 裝配式建筑模具中新材料的應用

預制構件模具可行性材質多種多樣，性能各有不同，可以充分利用各個預制構件的要求及材料的性能選擇合適材質的模具，或對不同材質模板進行合理組合，形成混合模具，如鋼模木模混合模具，鋁模木模混合模具，鋼模塑料模混合模具等等，充分發揮不同預制構件及模板材質的優勢，打造高品質，高性價比的預制構件模具[5]。

在上述分析過程中，模具所存在重量大、難操作問題，因此可以選用質量較輕的新型鋼進行制作，同時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，而納米級薄膜在防銹的同時，也能夠幫助構件較為輕易的脫離模板，所以，納米技術在這一方面的發展也會促進模具技術的完善。

塑料模具因其加工成本較低，耐腐蝕性較好，重量低等優點廣泛應用于建筑行業。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勢明顯具有生產精度高、質量好、生產效率高、勞動強度低等優勢可大批量生產。結合裝配式建筑現狀，目前裝配式建筑標準化程度低、通用性差，而注塑加工不同產品需配備不同模具，芯模跟模架需配套使用且注塑模具造價昂貴，需通過設計改良研究標準化模具以發揮注塑模具優勢，適當推動行業發展并獲取利益[6，7]。

從模具材質多樣性結合行業發展行情，在近期，塑料模具的應用將會大受青睞。有統計數據表明塑料模具的應用比例已達三成，而且對于從國外引進的模具數量中，這一比例達到五到七成。塑料的優點也成為模具行業的重要推動力。其具備以下優勢：

（1）造價較鋼模具較低，僅為鋼模具1/3；

（2）重量輕，組裝方便，耐腐蝕耐酸堿性強，適于蒸養環境；

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

（4）機械操作簡便，產品重量小，大大節約加工及人工成本；

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

4 預制構件產品及模具加工工藝

4.1 預制構件產品

預制構件產品主要應用于裝配式建筑，按照用途可以分為建筑類產品、市政類產品及藝術產品。其中，建筑類產品包括預制內外墻、預制陽臺、疊合板、預制樓梯、PCF板、預制梁、預制柱、預制路面板等，用于建造裝配式居民樓、工廠、學校醫院等公共建筑。市政類產品包括預制T梁、高鐵枕木、預制管廊、預制路緣石等，主要用于市政建設。藝術類產品包括藝術板凳、預制燈具、家居等，可以用于家庭、公園裝飾等。預制構件具有尺寸精確、安裝方便、外觀質量好、混凝土強度易控制、節約成本等優點，市場前景廣闊。

4.2 模具加工工藝

根據預制構件生產條件及使用要求，模具設計要符合以下幾點[8]：

（1）整體性好，有足夠的強度、剛度、穩定性，外形尺寸誤差小，重復安裝精度高；

（2）定位精準，便于養護裝拆；

（3）廠區面積要足夠滿足產業化鏈條大批量生產作業任務，并配備蒸汽養護設施環境。

模具在制作時不僅要保證成品構件的強度、剛度、穩定性等，還要保證構件的外觀質量，為更好的滿足要求，通常將模具正立面朝下設計，并將模具的側模和端模與模臺密接成型，以保證預制構件的整體性。

預制構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、機加工、焊接、噴漆、組裝調試等。加工標準按精度又大致分為粗加工、精加工。下料是指根據模具圖紙對鋼板進行切割以達到規定尺寸。機加工是機械加工的簡稱，是指根據模具的功能要求，需要在機床對鋼板精確去除部分材料的加工工藝。根據模具的使用，一般的機加工包括鉆孔、銑槽、銑邊、折彎等。模具組裝：模具組裝是指對各部分模具零件按照圖紙要求通過特定的連接方式進行組裝，使模具最終成型的工藝[9]。

5 結束語

（1）目前，國家大力推行綠色裝配式建筑，越來越多的建筑領域采用預制構件，而預制構件控制質量的核心便是模具。正視模具發展存在的問題，努力改進，對裝配式建筑發展具有長遠意義。

（2）預制構件產品與模具多種多樣，為了使預制構件產品更加精益求精，按照工藝要求來實現產品功能，發散模具設計思路，改進構件模具結構設計至關重要。

（3）隨著科學技術的不斷進步，我國建筑工業產業化水平緊跟時代發展趨勢，不斷探索新技術及吸取西方發達國家先進經驗，逐步縮小了中西方在建筑行業模具制作和工業產業化水平的差距，努力自主創新，對推動我國新型建筑工業化具有重要的意義。

[1]魏江洋.淺析預制裝配式混凝土（PC）技術在民用建筑中的應用與發展[D].南京：南京大學，2016：80-86.

[2]陳鳳闖，曹慧.PC構件模具技術的發展應用[C].遼寧：遼寧省土木建筑學會建筑施工專業委員會，2012：211-311.

[3]范玉，黃繼戰.建筑工業化預制構件模具的現狀與發展趨勢[J].裝備制造技術，2015（01）:89-90.

[4]汪文虎，劉曉輝，張軍.我國模具CAD/CAM技術的現狀及發展趨勢研究[J].模具技術，2007（01）:55-58.

[5]張海鷗.快速模具制造技術的現狀及其發展趨勢[J].模具技術，2000（06）:84-89.

[6]王宏亮.塑料模具加工工藝的發展趨勢[J].工程塑料應用，2014（04）:103.

[7]王宏亮.塑料模具加工工藝的發展趨勢研究[J].機電信息，2016（3）:78-79.

[8]洪麗華，陳永祿.中國模具工業現狀和模具技術發展趨勢[J].機電技術，2007（02）:96-99.

[9]陳柯凡.淺析快速模具制造技術的現狀及其發展趨勢[J].現代職業教育，2016（33）:99.

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：1

1672-545X（2017）05-0061-03

2017-02-26

周克家（1968-），男，山東萊陽人，本科，工程師，研究方向：模具工藝設計。