一種三維數位化地面模具生產方法
2023-11-11 09:33:42 1
一種三維數位化地面模具生產方法
【專利摘要】本發明涉及一種三維數位化地面模具生產方法，包括（1）利用三維數字軟體對建築幕牆進行整體三維建模；（2）將整體模型分割成若干單體模塊；（3）獲取耽擱模塊輪廓線參數，設定整體模型軸線分布；（4）製作軸線板並編號；（5）輸出投影圖紙和表格；（6）完成現場投影大樣繪製；（7）按編號安放軸線板，形成模具基臺；（8）製備模具雛形；（9）在模具雛形表面畫出分倉線和邊框線，即為地面模具；本發明以三維軟體輸出的參數作為唯一數據源，保證地模成型全程參數化，使地面模具的表面曲面效果和表面性能完美符合建築物外形要求，同時採用虛擬建模分割的思路，突破了大型雙曲面模具製造的尺寸限制。
【專利說明】 一種三維數位化地面模具生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及模具生產及計算機應用領域，特別是一種三維數位化地面模具生產方法。
【背景技術】
[0002]玻璃纖維增強水泥(GRC)材料通過骨料的顏色和品種的變幻、飾面材料的選擇、不同的表面處理方法、任意造型的模具設計，幾乎可以以任何顏色、造型或者質感來表現豐富的裝飾效果，近年來越來越受到國內外設計師的青睞，頻繁應用於製作雙曲面或複雜造型的幕牆板，板塊體量也逐步增大。在實際應用中，國內的GRC大部分是以小型歐式建築構件為主，這是由於製造大型GRC幕牆對相應的成型工藝和模具製造提出了更高要求。傳統的GRC異型結構模具大都採用木模，存在產品一致性差、加工複雜、人工成本高、生產效率低，無法實現大規格、大批量生產的缺陷。
在飛機機翼的模具製造工藝中常採用多點柔性模具蒙皮拉形技術。多點柔性模具蒙皮拉形技術是將柔性製造和計算機技術結合為一體的先進位造技術，其核心是將傳統的整體拉形模具離散成規則排列的基本單元體矩陣，形成多點式、可數位化控制的模具。模具基本單元體的高度由計算機自動控制，通過調整每個基本單元體的高度，可構造出不同型面的多點模具。目前多點柔性模具蒙皮拉形技術用於GRC異型結構或大板塊產品生產模具製造技術還未見報導。
【發明內容】
[0003]為克服傳統模具的不足，本發明提供了一種基於三維數字軟體，適合製備大型GRC雙曲面板材的地模(地面模具成型)工藝方法。該數位化地模技術結合了多點柔性模具蒙皮拉形技術，通過建築幕牆三維建模與虛擬分割；虛擬空間與現場坐標點的數據轉化處理；使最終成型的地面模具的表面曲面效果和表面性能符合建築物外形要求，實現異形建築物曲面的表面流暢度以及接縫準確性，節約模具成型的成本，提高生產效率，本發明通過以下技術方案得以實現:
一種三維數位化地面模具生產方法如下:
(1)利用三維數字軟體對建築幕牆進行整體三維建模，形成整體模型；
(2)將步驟I獲得的整體模型分割成若干單體模塊，每個單體模塊再次利用三維數字軟體進行三維建模，以分割後的基準面為水平面，選好原點，建立三維坐標和標註關鍵點空間坐標；
所述的單體模塊整體落差不超過1600mm ；
所述的原點為水平面上距單體模塊稜角最近的點；
所述的關鍵點是指各單體模塊的稜角點，單體模塊分塊線邊線多等分點，地面放線點和空間放線基點；
(3)根據步驟2獲得的單體模塊三維坐標獲取輪廓線參數，設定整體模型軸線分布，並延軸線方向統一垂直切割單體，進行編號和建立空間坐標；
所述的軸線分布是指單體模塊表面落差小於150 mm /m2，軸線間投影間距大於500 mm ；
(4)根據步驟3獲得的輪廓線參數、編號、空間坐標，輸出軸線圖紙，製作軸線板並編
號;
(5)建立電子工作表，根據步驟2獲得的關鍵點空間坐標計算得出空間距離，在工作表中計算獲得投影距離，將關鍵點分別點命名輸入工作表對應計算結果，輸出投影圖紙以及標註有三維坐標的表格和關鍵點表格；
(6)根據步驟5獲得的投影圖紙以及標註有三維坐標和關鍵點的表格在地面上找出關鍵點和基準點，畫出經緯和邊框，完成現場投影大樣繪製；
(7)根據步驟6獲得的現場投影大樣，利用雷射發射儀測距技術將步驟4獲得的軸線板按編號安放並固定，在軸線板邊框內搭建地臺，填充混凝土砂漿，形成模具基臺；
(8)用石膏在模具基臺上塗覆，間隔錯位刮制出模具雛形，並進行表面處理；
(9)按照步驟5獲得的投影圖紙在模具雛形表面畫出分倉線和邊框線，獲得最終成型的地面模具。
[0004]本發明中，所述的三維數字軟體採用RHINO、CATIA、3DMAX、ANSYS、SAP2000中的一種或幾種，
本發明中，所述的三維數字軟體優選為RHINO軟體。
[0005]本發明中，步驟7所述的混凝土砂漿由質量比為1:0.25:4的水泥、水和沙混合而成；所述的水泥為矽酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽、白水泥中的一種。
[0006]本發明中，步驟7所述的雷射發射儀測距技術是指:選定雷射扇面發射基點，架設雷射發射儀器並標記落腳點，用標尺參照，將軸線板按距離雷射源由遠到近的順序按編號放置。
[0007]本發明中，步驟8所述的表面處理為常規順平方法，包括全表面順平、關鍵點位置砂平順滑、水磨平滑、表面噴漆檢驗平順度中一種或幾種。
[0008]本發明的有益效果是:
1.本發明採用三維數位技術將整體模型分割成單體模塊，每個單體模塊對應一個產品，產品組裝後便成為大型模具，減小了整塊大尺寸模具成型難度，突破了大型雙曲面模具製造的尺寸限制。
[0009]2.三維數字軟體根據單體模塊形狀設定並輸出模型輪廓信息，然後利用虛擬模型與現場空間坐標轉換輸出參數指導車間軸測板製作與現場畫線、架設，保證了單體模塊經組裝後準確地形成雙曲面表面，並使模具最終表面曲面效果完全貼合原雙曲面設計，並保證了異形曲面的表面流暢度以及接縫準確性。
[0010]3.模具生產過程所有數據均來自三維數字軟體，數據來源唯一，避免了實際生產中產品眾多造成的混亂，實現了模具從設計、生產、加工、組裝、交付的參數化管理。
[0011]4.模具成型所需材料、設備和場地要求低，過程易操作，提高了生產效率。
[0012]5.直接在露天場地上鋪設軸線板、搭建基臺、填充混凝土砂漿和塗覆石膏，實現了GRC模具對荷載能力、強度、表面造型和質量要求。
【專利附圖】
【附圖說明】[0013]圖1為天津港國際郵輪碼頭工程整體三維建模圖。
[0014]圖2為單體模塊三維建模圖。
[0015]圖3為對整體模型分割和編號示意圖。
[0016]圖4為軸線圖紙。
[0017]圖5為投影圖紙；
圖6為標註三維坐標的表格示意圖；
圖7為標註有關鍵點表格；
圖8為模具基臺鋪設示意圖；
圖9為最終成型的地面模具。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本發明進一步說明，應理解為該實施例是對本發明的說明，而非限制。
[0019]實施例1天津港建築幕牆三維數位化地面模具的生產
I)在計算機上採用RHINO軟體對天津港建築幕牆進行整體三維建模，形成整體模型，如圖1所示。
[0020]2)將整體模型分割成若干總體落差在1600mm以內的單體模塊，每個單體模塊再次再次利用三維數字軟體進行三維建模，以分割後的基準面為水平面，選好原點，建立三維坐標和標註關鍵點空間坐標，如圖2所示，其中，所述的原點為水平面上距單體模塊稜角最近的點；所述的關鍵點是指各單體模塊的稜角點，單體模塊分塊線邊線多等分點，地面放線點和空間放線基點。
[0021]3)根據單體模塊三維坐標獲取輪廓線參數信息，設定整體模型軸線分布，並延軸線方向統一垂直切割單體，進行編號和排版，如附圖3所示，其中軸線分布是指單體模塊表面落差小於150 mm /m2，軸線間投影間距大於500 mm。
[0022]4)根據獲得的輪廓線參數、編號、空間坐標，輸出軸線圖紙，如附圖4所示，在交由數控車間製作軸線板。
[0023]5)建立電子工作表，根據步驟2獲得的關鍵點空間坐標計算得出空間距離，在工作表中計算獲得投影距離，將關鍵點分別點命名輸入工作表對應計算結果，輸出投影圖紙以及標註有三維坐標和關鍵點的表格，如圖5、圖6、圖7所示，其中圖5為輸出投影圖紙示意圖，圖6為標註有二維坐標的表格不意圖，圖7為關鍵點表格。
[0024]6)根據步驟5獲得的投影圖紙以及標註有三維坐標和關鍵點的表格在地面上找出關鍵點和基準點，畫出經緯和邊框，完成現場投影大樣繪製。
[0025]7)根據步驟6獲得的現場投影大樣，利用雷射發射儀測距技術將步驟4獲得的軸線板按編號安放並固定，在軸線板邊框內搭建地臺，填充混凝土砂漿，形成模具基臺，如圖8所示，其中，混凝土砂漿為矽酸鹽水泥，水泥、水和沙的質量比為1:0.25:4。
[0026]8)用石膏在基臺上塗覆，間隔錯位刮制出模具雛形，並進行表面處理。
[0027]所述的表面處理為常規順平方法，包括全表面順平、關鍵點位置砂平順滑、水磨平滑、表面噴漆檢驗平順度中一種或幾種。
[0028]9)按照步驟5獲得的投影圖紙在模具雛形表面畫出分倉線和邊框線，獲得最終成型的地面模具，模具通過檢驗後即可組裝交付使用，如圖9所示。
[0029]本實施例中，步驟I也可以採用CATIA、3DMAX、ANSYS或SAP2000軟體對天津港建築幕牆進行整體三維建模，形成整體模型。
[0030]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
【權利要求】
1.一種三維數位化地面模具生產方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)利用三維數字軟體對建築幕牆進行整體三維建模，形成整體模型； (2)將步驟I獲得的整體模型分割成若干單體模塊，每個單體模塊再次利用三維數字軟體進行三維建模，以分割後的基準面為水平面，選好原點，建立三維坐標和標註關鍵點空間坐標； 所述的單體模塊整體落差不超過1600mm ； 所述的原點為水平面上距單體模塊稜角最近的點； 所述的關鍵點是指各單體模塊的稜角點，單體模塊分塊線邊線多等分點，地面放線點和空間放線基點； (3)根據步驟2獲得的單體模塊三維坐標獲取輪廓線參數，設定整體模型軸線分布，並延軸線方向統一垂直切割單體，進行編號和建立空間坐標； 所述的軸線分布是指單體模塊表面落差小於150 mm /m2，軸線間投影間距大於500 mm ； (4)根據步驟3獲得的輪廓線參數、編號、空間坐標，輸出軸線圖紙，製作軸線板並編號; (5)建立電子工作表，根據步驟2獲得的關鍵點空間坐標計算得出空間距離，在工作表中計算獲得投影距離，將關鍵點分別點命名輸入工作表對應計算結果，輸出投影圖紙、標註有三維坐標的表格和關鍵點表格； (6)根據步驟5獲得的投影圖紙、標註有三維坐標的表格和關鍵點表格在地面上找出關鍵點和基準點，畫出經緯和邊框，完成現場投影大樣繪製； (7)根據步驟6獲得的現場投影大樣，利用雷射發射儀測距技術將步驟4獲得的軸線板按編號安放並固定，在軸線板邊框內搭建地臺，填充混凝土砂漿，形成模具基臺； (8)用石膏在模具基臺上塗覆，間隔錯位刮制出模具雛形，並進行表面處理； (9)按照步驟5獲得的投影圖紙在模具雛形表面畫出分倉線和邊框線，獲得最終成型的地面模具。
2.根據權利要求1所述的一種三維數位化地面模具生產方法，其特徵在於所述的三維數字軟體採用RHINO、CATIA、3DMAX、ANSYS、SAP2000中的一種或幾種。
3.根據權利要求2所述的一種三維數位化地面模具生產方法，其特徵在於步驟7所述的混凝土砂漿由質量比為1:0.25:4的水泥、水和沙混合而成； 所述的水泥為矽酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽、白水泥中的一種。
4.根據權利要求3所述的一種三維數位化地面模具生產方法，其特徵在於步驟7所述的雷射發射儀測距技術是指:選定雷射扇面發射基點，架設雷射發射儀器並標記落腳點，用標尺參照，將軸線板按距離雷射源由遠到近的順序按編號放置。
5.根據權利要求4所述的一種三維數位化地面模具生產方法，其特徵在於步驟8所述表面處理為常規順平方法，包括全表面順平、關鍵點位置砂平順滑、水磨平滑、表面噴漆檢驗平順度中一種或幾種。
【文檔編號】B28B1/14GK104029280SQ201410118463
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】熊吉如, 王緒金, 黃青山, 周昌寶 申請人:南京倍立達新材料系統工程股份有限公司