專利名稱：用于建造大型三維疊層體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于建造大型三維疊層體的方法，特別涉及那些應(yīng)當(dāng)有經(jīng)過精細(xì)地精加工的可見面或工作表面的疊層體，不管是下凹的或凸出的表面，例如船只外殼和甲板、汽車車身、游泳池等。
直至現(xiàn)在，為上述目的設(shè)計(jì)的體部用浸有聚酯的玻璃纖維織物疊層建造成單件，該聚酯施加在用木材、石膏、金屬或其它材料做的經(jīng)過拋光的模子上，然后通過制品的隱蔽的表面施加壓力，這樣，在船只外殼的情況下，壓力就作用在下凹的表面上，而在游泳池的情況下，就作用在外凸的表面上。
所產(chǎn)生的為制品尺寸的疊層問題。由于運(yùn)輸中的空間和體積的問題，由于必須在實(shí)尺(true-to-scale)模子上用手工建造的問題，由于所需要的熟練的勞工，以及由于方法的有害性而需要高水平的保健工作預(yù)防措施，增加了產(chǎn)品的成本。
鑒于如上所述，有利的是，設(shè)置一種用于制造這種允許按任何尺寸和構(gòu)形建造的產(chǎn)品的方法，同時(shí)又借助制模、沉積、鑄造、注射等的規(guī)劃的手工控制或自動(dòng)控制的機(jī)械方法使其變得易于實(shí)現(xiàn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的解答為將船只外殼、游泳池或其它制品的最終體部分解成許多部分，并將它們用整體結(jié)合重新構(gòu)成體部；這些部分都有著允許將其進(jìn)行處理、運(yùn)輸和機(jī)械化模制的尺寸。
作為本發(fā)明的主題的方法已經(jīng)按照上述解答被開發(fā)，并且主要包括從要得到的包括整個(gè)體部或其各部分的三維疊層體的比例正確的模型出發(fā)，在上述模型中形成一個(gè)或若干個(gè)單個(gè)或共同包括三維疊層體的整個(gè)工作表面的第一負(fù)模；用上述第一負(fù)模去得到一個(gè)或若干個(gè)能復(fù)制整個(gè)對(duì)應(yīng)的工作表面或?qū)?yīng)的工作表面的一部分的正模。接著，用上述正模去得到一個(gè)或若干個(gè)可用它來模制整個(gè)三維疊層體或其各個(gè)部分的第二負(fù)模，該各個(gè)部分可用鄰接和相互的整體結(jié)合構(gòu)成具有經(jīng)過精細(xì)地精加工的可見面或工作表面的三維疊層體。
本發(fā)明的特色在于，如果第一負(fù)模對(duì)應(yīng)于整個(gè)三維疊層體，則將第一負(fù)模相對(duì)于其表面分成隔間，以界限第一負(fù)模的各個(gè)鄰接部分，每個(gè)鄰接部分都使之能得到一用于建立一第二負(fù)模的正模，該第二負(fù)模有一經(jīng)過精細(xì)地精加工的工作表面，并且在其中得到三維疊層體的對(duì)應(yīng)部分。
本發(fā)明的另一特色通過將要得到的三維疊層體的比例正確的模型分割成各個(gè)部分，上述各部分的每一個(gè)都用于直接構(gòu)形其對(duì)應(yīng)數(shù)量的負(fù)模，以后就用每個(gè)負(fù)模去模制對(duì)應(yīng)于要得到的三維疊層體的一部分的那部分。
本發(fā)明的另一特色為，用負(fù)模構(gòu)形而成的三維疊層體的各個(gè)部分包括相互耦合的裝置，該裝置沒有精細(xì)的光潔度，并由周邊凸緣構(gòu)成，裝置的一部分與裝置的相鄰部分互補(bǔ)，上述凸緣基本與每個(gè)上述部分的隱蔽的表面垂直。上述耦合裝置可通過用樹脂疊層而彼此固定，用夾緊的型材和/或用螺栓連接的型材完成。
同樣，本發(fā)明的又一特色為，由其預(yù)定數(shù)量的模制部分得到的三維疊層體的最初構(gòu)形可通過包括和/或排除其某些部分而與其最終的構(gòu)形不同。
本發(fā)明還規(guī)定，三維疊層體的各部分的每一個(gè)的周邊凸緣都有突起，以用于相對(duì)于其它布置在與上述部分相鄰的各部分的凸緣上的互補(bǔ)的突起定位。
本發(fā)明還規(guī)定，上部工程的組成部分的端部做有傾斜的接頭，它們相對(duì)于底部的接頭交錯(cuò)地布置。
本發(fā)明的特征還在于，三維疊層體的各部分的模制按這樣一種方式來進(jìn)行，即將玻璃纖維層放置在模子的模制表面上，并用一柔性的對(duì)置模蓋住該模子，該對(duì)置模蓋住該模子，并密封至一定的程度，從而相對(duì)于模制表面確定一空間，在其中，將玻璃纖維壓實(shí)并建立一真空，從而有利于樹脂的進(jìn)入并分布，該樹脂通過設(shè)置在對(duì)置模中的入口供應(yīng)。
同樣，本發(fā)明包括，所放置的玻璃纖維層為包括切斷的纖維、連續(xù)的長纖維墊或織物的族，不管單獨(dú)考慮或按其可能的組合考慮，本發(fā)明還包括，放置在一有凝膠外衣的樹脂層上進(jìn)行，該樹脂施加在預(yù)先施以脫模劑的模制表面上。
為了有助于理解上述概念，下面參考所附的說明書描述本發(fā)明的主題，圖中

圖1用透視圖示出了要通過模制得到的三維疊層體的比例正確的模型，它由船只的外殼或底部組成；圖2用透視圖示出了通過在前述圖的模型上模制而得到三維疊層體；圖3用透視圖示出了圖2的三維疊層體，它具有由填料占據(jù)的空穴，該填料留下上述空穴的空的那部分，用作第一下凹的負(fù)模；圖4用透視圖示出在做成圖3的體部的形狀的第一負(fù)模中模制；圖5用透視圖示出在做成圖3的體部的形狀的第一下凹的負(fù)模中得到的部分，它用作凸出的正模。
圖6用側(cè)立面圖示意地示出圖5的凸出的正模部分，它作為用作第二負(fù)模的那部分的模型；圖7用透視圖示出裝在模子載體上的第二負(fù)模部分；圖8用透視圖在A中示出有一部分可從其分離的比例正確的模型；在B中示出用上述部分得到的負(fù)模，在C中示出用上述負(fù)模得到的模子，以及在D中示出用上述模子得到的那部分；圖9示意地和用剖面示出用于按照本發(fā)明模制三維疊層體的各部分的布局；圖10用分解透視圖示出借助用夾緊的型材完成的疊層裝置耦合外殼的兩個(gè)模制部分；圖11示出通過圖13的XI-XI線的剖面；圖12示意地示出按照本發(fā)明制造的船只外殼的底部；圖13用俯視平面圖示出如圖12的外殼，它通過各模制部分的中心插入沿其橫梁在角度方向擴(kuò)大；與圖13類似，圖14示出如圖12的外殼，其中，橫梁借助各模制部分的中心插入而均勻地加寬；圖15用局部剖開的透視圖示出船只的底部、左舷側(cè)和駕駛室的一部分；以及圖16用立面圖示出船只的上部工程的右舷側(cè)，其中，可以看到兩塊板的頭部耦合構(gòu)形。
按照本發(fā)明的過程主要在于做出一具有基本為疊層壁的大型三維疊層體，上述壁要求有經(jīng)過精細(xì)地精加工的可見面或工作表面，它涉及到表面品質(zhì)、外觀、色澤的均勻性、耐磨損和可能的力學(xué)侵蝕或化學(xué)腐蝕等。
具有這些特色的體部可構(gòu)成預(yù)制的游泳池、汽車車身、船只的外殼、建筑物的蓋或其它產(chǎn)品，特別是那些像游泳池和大型船只的產(chǎn)品，它們，不顧由廠房結(jié)構(gòu)提出的困難，常常難于建造，因?yàn)椴豢赡軐⑺鼈冞\(yùn)輸至被安裝或使用的地方。
在下面的說明中，按照本發(fā)明的方法建造的大型三維疊層體是作為例子選擇的，由于它對(duì)應(yīng)于凸出體例如船只的外殼的底部，但是像游泳池也可以使用，只要采用適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，以得到一下凹體。
按照本發(fā)明的方法包括下列工序a.用木頭、金屬、塑料或其它合適的材料做成要得到的三維疊層體的比例正確的模型1，它如圖1所示包括整個(gè)體部或其各個(gè)部分，其中，可以看到用板條2建造的船只的外殼，該板條安裝在骨架3上并形成船頭4和船尾5。這些板條以高精度彼此鄰接，可見面6的整個(gè)表面最好都拋光。同樣，模型1的構(gòu)形可采用圖紙、三維的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)或其它方法通過合適的材料塊的機(jī)械手銑削得到。
b.在上述模型1中用手工或機(jī)械形成一像圖1所示的第一負(fù)模7，它具有模型1的負(fù)的構(gòu)形，并且有一像模型1的可見面6那樣經(jīng)過拋光的表面8。形成一周邊凸緣9，作為上述第一負(fù)模7的搬運(yùn)和加強(qiáng)剛性的裝置。在所示例子中，第一負(fù)模7做成包括整個(gè)模型1，不過，第一負(fù)模也可以做成每個(gè)包括模型1的各個(gè)部分。
c.從上述第一負(fù)模7得到一個(gè)或若干個(gè)正模，它們復(fù)制要得到的整個(gè)三維疊層體的工作表面或其一部分。如圖3所示，對(duì)于上述第一負(fù)模7，就這樣通過用剛性泡沫質(zhì)量10填在上述第一負(fù)模7中而分成隔間，泡沫質(zhì)量10的一部分被去掉，以得到一局部的第一負(fù)模11，在其中，如圖4和5所示，模制成正模12。通過用可移動(dòng)的間壁將第一負(fù)模7連續(xù)分成隔間，可以得到類似的結(jié)果。
d.如圖6所示，用上述正模12形成一第二負(fù)模13，它如圖7所示裝在一模子載體14中，從而提供用于復(fù)制與模型1的一部分對(duì)應(yīng)的部分的合適的負(fù)模，上述對(duì)應(yīng)部分的可見面的表面或工作表面有與模型1相同的品質(zhì)。
e.一旦與模型1的不同部分對(duì)應(yīng)并從第二負(fù)模13模制出來的所有部分都已經(jīng)裝配好，就可以如圖8所示借助鄰接和相互的整體結(jié)合進(jìn)行這種耦合，以構(gòu)成一三維疊層體，就形狀與表面光潔度而言，其可見面的表面或工作表面與模型1有同樣的性能。
按照本發(fā)明的方法的簡化，其工序包括下列各項(xiàng)1.借助與在上一節(jié)a中描述的相同的技術(shù)用木頭或其它合適的材料做出具有要得到的三維疊層體的實(shí)尺表面的模型1A，或其一部分。
2.如圖8(A)所示，將上述模型1A分割成各個(gè)部分如部分12A，它用作正模，并且如同在(B)中看到的那樣，用手工或機(jī)械用它來形成負(fù)模13，該負(fù)模如圖(C)所示裝在一模子載體14中，該載體又如同在上述節(jié)d中詳細(xì)說明的那樣，用于模制與模型1的一部分對(duì)應(yīng)的部分15。
3.如圖8(D)所示裝配不同的部分15，其過程與在上一節(jié)e中指出的相同。
在圖9中示意地示出模制各部分15的方式，圖中示出一模子24，在其上放置一玻璃纖維層25，接著用脫模劑濕潤模制表面并在模制表面上施加有凝膠外衣的樹脂，然后放置對(duì)置模26，該對(duì)置模最好用厚的柔性彈膠體薄板形成，它封閉模子24并將其密封至一定的程度，從而相對(duì)于模制表面建立一空間，其中，通過導(dǎo)管27和柔性管路28用真空設(shè)備建立一通道，借助該通路壓實(shí)玻璃纖維層25，同時(shí)借助入口29進(jìn)行樹脂的供應(yīng)，并協(xié)助在玻璃纖維層中分布上述樹脂，后一工作可借助于輕微的樹脂輸送壓力和/或真空的作用。
顯然，有凝膠外衣的樹脂噴在備有脫模劑的模制表面上，此后，就放置玻璃纖維層25，它可以做成切斷的纖維、做成墊子的連續(xù)長纖維或織物的形式。
除去其它可能的布置以外，各部分15備有沒有精細(xì)的光潔度的周邊凸緣16，它可以有互補(bǔ)的用于相互耦合的突起(未示出)，它們插入用于不漏水的密封17和粘接并輔助以金屬夾18而彼此耦合，該金屬夾可備有螺釘連接系統(tǒng)或鉚接系統(tǒng)等，并如圖10所示，將各部分15疊層以用玻璃纖維增強(qiáng)的聚酯樹脂，或簡單地用手工疊層結(jié)合。
顯然，第一和第二負(fù)模7和13以及正模12的模制可用手工和機(jī)械進(jìn)行，在正模的情況下，可采用可編程的機(jī)械手，它施加用于模子的和要得到的三維疊層體的最終部分的組成材料。
如圖12所示的船只外殼的底部接納外殼16的側(cè)面，并在其上接納未示出的甲板。不過，圖12所示的構(gòu)形可以如圖13和14所示通過插入楔形部分19A、19B和19C或部分19D、19E和19F并且用兩個(gè)部分20補(bǔ)充船頭而改變。自然應(yīng)當(dāng)提到，這些部分19甚至船頭部分20也可以如同在圖11中看到的那樣形成龍骨21。
圖15示出在已知的外殼上安裝分別選擇的甲板例如用于游覽船只、競(jìng)賽船只、漁船等的甲板的可能性。
至于上部工程的各部分22，合適的是，如圖16所示，垂直的接頭23可以相對(duì)于底部的接頭做成傾斜的或交錯(cuò)的。
權(quán)利要求
1.用于建造大型三維疊層體的工藝，特別涉及那些應(yīng)當(dāng)有經(jīng)過精細(xì)地精加工的可見面或工作表面的疊層體，不管是下凹的或凸出的表面，例如船只外殼和甲板、汽車車身、游泳池等，其特征為，從要得到的包括整個(gè)體部或其各部分的三維疊層體的比例正確的模型(1-1A)出發(fā)，在上述模型中形成一個(gè)或若干個(gè)單個(gè)或共同包括三維疊層體的整個(gè)工作表面的第一負(fù)模(11)，用上述第一負(fù)模(11)去得到一個(gè)或若干個(gè)能復(fù)制整個(gè)對(duì)應(yīng)的工作表面或?qū)?yīng)的工作表面的一部分的正模(12-12A)，此后，用上述正模(12-12A)去得到一個(gè)或若干個(gè)可用它來模制整個(gè)三維疊層體或其各個(gè)部分(15)的第二負(fù)模(13)，該各個(gè)部分可用鄰接和相互剛性接合構(gòu)成具有經(jīng)過精細(xì)地精加工的可見面或工作表面的三維疊層體。
2.如前述權(quán)利要求的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，如果第一負(fù)模(7)對(duì)應(yīng)于整個(gè)三維疊層體，則將第一負(fù)模相對(duì)于其表面分成隔間，以界限第一負(fù)模(11)的各個(gè)鄰接部分，每個(gè)鄰接部分都使之能得到一用于建立一第二負(fù)模(13)的正模(12)，該第二負(fù)模有一經(jīng)過精細(xì)地精加工的工作表面，并且其中得到三維疊層體的對(duì)應(yīng)部分(15)。
3.如權(quán)利要求1的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，將要得到的三維疊層體的比例正確的模型(1-1A)分割成各個(gè)部分(12A)，上述各部分的每一個(gè)都用于直接構(gòu)形其對(duì)應(yīng)數(shù)量的負(fù)模(13)，以后就用每個(gè)負(fù)模去模制對(duì)應(yīng)于要得到的三維疊層體的一部分的那部分(15)。
4.如前述權(quán)利要求的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，用對(duì)應(yīng)負(fù)模(13)構(gòu)形而成的三維疊層體的各個(gè)部分(15)包括相互耦合的裝置，該裝置沒有精細(xì)的光潔度，并由周邊凸緣(16)構(gòu)成，一部分的凸緣與相鄰部分的凸緣互補(bǔ)，上述凸緣基本與每個(gè)上述部分的隱蔽的表面垂直。
5.如權(quán)利要求4的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，獨(dú)立模制的三維疊層體的各部分(15)通過簡單的疊層(17)彼此耦合，并且能附加地接納用螺釘連接的和/或夾緊的型材(18)。
6.如權(quán)利要求1的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，由其預(yù)定數(shù)量的模制部分(15)得到的三維疊層體的最初構(gòu)形可通過包括某些專門形成的部分(19A至19F)而與其最終的構(gòu)形不同。
7.如權(quán)利要求1的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，由其預(yù)定數(shù)量的模制部分聯(lián)接得到的三維疊層體的最初構(gòu)形可通過排除其某些部分而與其最終的構(gòu)形不同。
8.如權(quán)利要求3或4的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，三維疊層體的各部分的每一個(gè)的周邊凸緣(16)都有突起，以用于定位其它布置在與上述部分相鄰的各部分的凸緣上的互補(bǔ)的突起。
9.用于建造大型三維疊層體的工藝，如果三維疊層體構(gòu)成一船只的底部，也就是說它是上述船只的位于水面下的部分，則船只的上部結(jié)構(gòu)，也就說是位于水面上方的那部分，就通過按照本發(fā)明的各模制部分(22)的聯(lián)結(jié)而形成，模制部分的特征為，在上部結(jié)構(gòu)的組成部分的端部之間的耦合用傾斜的接頭(23)實(shí)現(xiàn)，該接頭相對(duì)于底部接頭交錯(cuò)地布置。
10.如權(quán)利要求9的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，局部地或整個(gè)地彼此不同并為了不同的目的設(shè)計(jì)的不同的上部結(jié)構(gòu)，都可以耦合至同一底部上。
11.如權(quán)利要求1的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，三維疊層體的各部分的模制按這樣一種方式來進(jìn)行，即將玻璃纖維層(25)放置在模子(24)的模制表面上，并用一柔性的對(duì)置模(26)蓋住該模子，該對(duì)置模封住該模子(24)，并密封至一定的程度，從而相對(duì)于模子的表面確定一空間，在其中，將玻璃纖維壓實(shí)并作用(27-28)一真空，從而有利于樹脂的進(jìn)入和分布，該樹脂通過設(shè)置在對(duì)置模(26)中的入口(29)供應(yīng)。
12.如權(quán)利要求11的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，所放置的玻璃纖維層(25)為包括切斷的纖維，制成墊的連續(xù)長纖維或織物的組，不管單獨(dú)采用或按其可能的組合采用。
13.如權(quán)利要求11的用于建造大型三維疊層體的工藝，其特征為，玻璃纖維層(25)放在沉積在模制表面上的有凝膠外衣的樹脂層上，在該模制表面上預(yù)先涂敷脫模劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及建造大型三維疊層體的方法。本發(fā)明的方法包括采用要生產(chǎn)的三維疊層體的比例正確的模型，上述模型包括整個(gè)體部或體部的所有各部分。在上述模型上生產(chǎn)一個(gè)或更多的負(fù)模，該負(fù)模，合起來考慮，包括三維疊層體的整個(gè)表面。接著，用上述模子模制整個(gè)三維疊層體或體部的不同組成部分，并且做有精細(xì)的光潔度。本發(fā)明適用在船、游泳池等的建造中。
文檔編號(hào)B21D39/04GK1585708SQ02822699
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2002年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月14日
發(fā)明者卡洛斯·弗雷德拉·佩利塞爾 申請(qǐng)人:卡洛斯·弗雷德拉·佩利塞爾