一、任务来源
自选项目。当前装配式建筑领域,传统叠合板粗糙面生成方式主要有水洗和在模具上贴PE膜两种,存在污染和低效的弊端,另外装配式叠合板在尺寸、出筋间距上不尽相同,导致不同的构件需要做不同的模具,标准化程度低,造成了巨大的原材成本和管理成本的浪费。业内亟需一种模具解决方案,来实现粗糙度、标准化和管理上的技术突破。
二、应用领域
应用领域:适用于包含预制叠合板的住宅、公建等项目。
三、技术原理
1.铝模具表面压花技术(更环保、更高效、更美观、更高强)。
使用冲压工艺直接在模具表面加工出花纹,从而在预制构件表面产生粗糙度纹路。经过多次开发实验,不断调整模具加工工艺,最终能满足4mm的粗糙度要求,开发出第一代压花铝模具。该模具创新使用表面压花结构产生粗糙度来代替传统水洗,不会产生水洗后的高污染废水,完全解决了环保问题;相对于PE膜需要采用二次粘贴的方式,该模具省去了粘贴步骤,加工粗糙度的工艺过程更加简洁,从而使该模具的装载和拆卸更加便利,极大的提高了生产效率;该模具表面花纹冲压一体成型,结构更稳定,生产出的预制构件观感也更好。该模具成功申请了各项专利。目前最新模具压花设计正在持续优化和更新迭代中,性能也在不断优化。
2.模具的标准化设计(标准设计、循环使用、降本增效)。
一是研发团队经过统计和分析预制叠合板的出筋种类和外形尺寸,分别找到了预制叠合板尺寸和钢筋间距的众数(出现次数最多的一些数值),从而针对该部分数据,建立标准模块(标准件),搭配补偿件,可以组合成任意长度,能够满足任意出筋间距的预制构件要求的模具,多项目通用;二是研发团队创新研发出了一种连接件,用于连接标准件和补偿件,5s内即可组装完一个模具挡边,效率极高;三是研发团队结合BIM技术,将预制叠合板的设计规则和模具标准化设计方案进行统一,即预制叠合板标准化设计,从而打通了设计端的标准化壁垒,实现了设计-施工一体化。
3.数字化管理系统(管理更便捷、更有效、更精细,更降本)。研发团队针对公司的生产模式,将每个标准化模块进行等差数列的数字编号标识(比如200钢筋间距,有200H3400、200H3800、200H4200等),分类存放在标准模具存放架上,然后结合模具采购、存储、使用的过程,将标准模具根据购买、使用、损耗、补充、库存5个属性进行数字化,结合PCMES系统和VBA编程创新研发出一种算法,依据该算法建立标准模具数据管理系统。随着标准模具上线后数量的积累,当库存数量能够满足新项目的模具需求量时,新项目的模具不再需要采购,从而节约了模具采购费用。另外该系统通过1和0的两个数字标识,可以对项目进度和标准模具的损耗量、补充量等数据进行准确无误的动态监测,实现进度和成本的精细化管理。
四、性能指标
通过铝模具表面压花技术,同时解决水洗和PE膜的两个固有弊病,实现叠合板粗糙面生成过程中的0污染,并将工作效率提升了33%,还额外实现节水节电的附加效果。通过模具的标准化设计实现了模具的重复利用,解决了困扰装配式行业多年以来关于叠合板标准化低的问题,极大的实现降本增效。通过建立数字化管理系统,依托于标准化模具设计,对模具数量进行准确无误的动态监测,实现进度和成本的精细化管理。
五、与国内同类技术比较
除本项目的专利和研发成果及对外推广应用的项目外,未见铝模具表面压花技术的相关报导,未见其余公司或社会团体等将模具采用该标准化设计,未见采用模具的数字化管理系统,与国内同类技术相比处于领先水平。
六、成熟度
该成果已经过三年的实践应用,技术相当成熟。
七、成果创造性、先进性
1.通过独特的冲压工艺,直接在模具表面创造出花纹,预制构件表面因此产生粗糙度纹路。这种方法不仅完全解决了传统水洗工艺产生高污染废水的问题,而且简化了工艺过程,使模具装载和拆卸更为便利,极大地提高了生产效率。还使得模具的结构更加稳定,生产的预制构件外观也更加美观。
2.通过建立标准模块和补偿件。实现模具在不同项目中通用,结合BIM技术,预制叠合板的设计规则和模具标准化设计方案得以统一,打破了设计端的标准化壁垒,实现了设计-施工的一体化。
3.通过PCMES系统和VBA编程,创新开发一种算法,建立标准模具数据管理系统。这个系统可以精确无误地动态监测项目进度和标准模具的损耗量、补充量等数据,使得进度和成本的精细化管理得以实现。
一、推广应用范围
可应用在装配式住宅、共建等包含预制叠合板的建筑项目;模具方案可与模具厂商合作推广,也可以向其它同行的预制构件厂推广应用,还可以与建筑设计端合作推广,开发标准化设计,从而与标准模具得到更好的应用和结合,有广阔的推广前景。
二、推广措施
1.利用企业公众号和营销团队进行推广。
自从标准压花铝模及其数字化管理系统研发以来,公司积极在在城开远大公众号平台进行宣传推广,代表文章有《制造装配 研创未来》、《深耕专精特新、争做行业“领头兵”》等等,通过公众号平台吸引了孝河花园、阳光紫悦、盛世华府等20多个建筑项目的注意,加上营销团队耐心专业的介绍,促成了项目合作。比如孝河花园项目,项目工程量大(20多栋楼),工期紧急,留给模具环节的时间只有1周,传统的模具生产方式根本无法满足项目需求。而标准压花铝模及其数字化管理系统,循环使用模具库,免去了模具再加工的时间,并利用其高效高质的优势,将模具周期缩短到6天的时间,最终按期、保质、保量的完成了项目交付。
2.与模具厂商合作推广。
与青岛勇俊成装配建筑科技有限公司、日照东青机械有限公司等模具厂商达成深度合作,共享模具表面压花技术。模具厂商根据标准压花铝模具定制专用开模方案,并批量化生产标准压花铝模具,向其它的预制构件厂家进行推广,在建华建材投资有限公司、 山东莱士敦装配式建筑有限公司等10余家企业进行了非常好的应用。
3.竞赛与评优推广。
2021年山东城开远大装配式建筑有限公司获批山东省“改革创新攻坚竞赛示范企业”荣誉称号;2022年山东城开远大装配式建筑公司获评2022年度临沂市“专精特新”中小企业,2023年“预制叠合板标准模具管理系统”荣获2023年度全省住建系统“五小”成果竞赛三等奖。官方的荣誉认可和竞赛的优异成绩无不彰显了该研发成果的巨大价值,同时通过官方渠道,也让更多的业内企业和业内人士认识了该研发成果的巨大价值。
4.与建筑设计端合作推广。
公司先后引进PKPM和Beepc预制构件设计软件,并与华社设计集团设立BIM与工业化建造研发中心,与建筑设计端合作开发标准化设计,从而与标准模具得到更好的应用和结合。通过打通设计端的壁垒,得到了山东中设设计等多家设计院的肯定,让标准模具预制叠合板产品更加顺利的在建筑行业进行推广和使用
5.公司全系项目推广应用。
标准化压花铝模经过了7次更新迭代,标准模具数字化管理系统也优化至V3.0版本,模具生态日趋成熟,目前最新的标准模具正在服务和服务完成的建筑项目累计达130个,尤其是今年的预制叠合板项目几乎全系使用标准模具进行生产,标准模具应用数量、应用质量上都得到了空前提升!
三、推广条件和市场前景
本项目综合计算了可行性和安全性,理论上任何和预制叠合板相关的项目都可以进行推广应用。尤其针对叠合板粗糙度、观感要求高,项目工期紧任务重的项目,具有良好的推广效果。
四、存在的问题和改进意见
需要进一步优化标准模具的连接方式,进一步优化数字化管理系统的算法。