建筑模板的制作方法

1.本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种建筑模板。


背景技术：

2.近年来，建筑项目对于曲面造型的需求越来越大，而传统施工工艺难以满足复杂的曲面造型需求。
3.相关建造实践中，通过平板拼接形成建筑模板，该做法可以实现建筑模板的平面造型。而对于建筑模板的曲面造型，则需要降维的方式去尽可能逼近，因而难以满足愈加复杂的曲面造型。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种建筑模板，旨在实现建筑模板由3d打印的单元板拼接形成，单元板可以设置为曲面型，有利于更好地拟合建筑模板的曲率，以满足愈加复杂的曲面造型。
5.为了实现上述目的，本发明提出的一种建筑模板，所述建筑模板包括多个单元板，并通过所述多个单元板拼接形成，所述单元板通过3d打印制备。
6.可选地，所述单元板包括主体，所述主体的外表面配置为曲面。
7.可选地，所述单元板还包括拼接部，所述拼接部凸设于所述外表面，相邻两个单元板通过各自的拼接部拼接在一起。
8.可选地，所述拼接部包括两侧肋，两所述侧肋凸设于所述外表面的两侧，每一所述侧肋均开设有拼接孔，所述拼接孔用于与另一所述单元板的拼接孔进行紧固连接。
9.可选地，所述拼接孔的数量为多个，多个所述拼接孔沿所述侧肋的延伸方向间隔设置。
10.可选地，所述主体贯穿有通腔。
11.可选地，所述单元板还包括加强结构，所述加强结构设于所述通腔。
12.可选地，所述主体的内表面配置为装饰层。和/或，所述单元板还包括管线槽，所述管线槽设于所述主体。
13.可选地，所述建筑模板包括多个带状结构，所述带状结构包括若干所述单元板，并由若干所述单元板首尾对接形成，多个所述带状结构沿所述建筑模板的宽度方向依次排布且相互拼接，相邻两所述带状结构之间错位拼接。
14.可选地，所述带状结构包括第一端和第二端，沿所述第一端至所述第二端的延伸方向，所述带状结构的厚度呈渐缩状。和/或，每一所述带状结构配置为拱形，以使所述建筑模板呈桥形设置。
15.本发明的技术方案中，建筑模板包括多个单元板，并通过多个单元板拼接形成。其中，单元板通过3d打印的方式进行制备，因而可以实现曲面型的单元板制备。相比于建筑模板由平面型的单元板拼接形成，本发明方案实现建筑模板由3d打印的单元板拼接形成，单
元板根据设计要求可设置为曲面型，有利于更好地拟合建筑模板的曲率，以满足愈加复杂的曲面造型。
16.此外，值得指出的是，相关技术中大多采用fdm(fused deposition modeling，熔融沉积成型）直接打印建筑构件，该方式可以满足小到中型体量的工程项目，但对于含有大跨度曲面异形部件的大型建筑而言，fdm技术在层积材料强度、3d打印装置的最大成型尺度、部件运输、经济性等方面呈现出明显的劣势。相比之下，本发明方案通过3d打印单元板并拼接单元板形成建筑模具，通过建筑模具配合建筑材料成型为建筑构件，从而避免了直接通过fdm直接打印建筑构件，可以适用愈加复杂的异形造型项目，有利于解决大尺度和大跨度复杂曲面建筑的施工难题。
17.因此，本发明方案有利于实现复杂曲面造型的制备。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本发明墙体一实施例的结构主视图；图2为本发明3d打印模板一实施例的结构主视图；图3为图2中3d打印模板的结构正视图；图4为图2中3d打印模板的结构侧视图；图5为图2中3d打印模板的结构俯视图。
20.附图标号说明：本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
23.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
25.近年来，建筑项目对于曲面造型的需求越来越大，而传统施工工艺难以满足复杂的曲面造型需求。
26.相关建造实践中，大尺度曲面造型会被降维处理为平面四边形或三角形的单元板，以最大程度靠近设计的曲率，在最大限度保留曲面造型的同时降低构件生产难度。建筑主体构件（墙、梁、柱等）则仍然以钢筋混凝土框架结构的方式实现。
27.也就是说，通过平板拼接形成建筑模板，该做法可以实现建筑模板的平面造型。而对于建筑模板的曲面造型，则需要降维的方式去尽可能逼近，因而难以满足愈加复杂的曲面造型。
28.针对上述问题，本发明提出一种建筑模板100，旨在实现建筑模板100由3d打印的单元板10拼接形成，单元板10可以设置为曲面型，有利于更好地拟合建筑模板100的曲率，以满足愈加复杂的曲面造型。
29.参照图1，在本发明的一个实施例中，所述建筑模板100包括多个单元板10，并通过所述多个单元板10拼接形成，所述单元板10通过3d打印制备。
30.其中，建筑模板100为用于辅助建筑材料成型的模板，从而实现将建筑材料成型为墙、梁、柱等建筑构件。例如，建筑模板100围合设有型腔，将建筑材料灌入型腔内，从而控制建筑材料的成型。或者，在建筑模板100的外表面111喷涂建筑材料，从而控制建筑材料的成型。可选地，建筑材料选用混凝土或陶土等用于实现建筑成型的材料。
31.单元板10为建筑模板100本体分板而来，也就是说，在预设建筑模板100的整体曲率后，将建筑模板100进行分板成单元板10，从而实现对单元板10的制作和实现将单元板10拼接形成模板。
32.3d打印是一种快速成型技术，单元板10通过3d打印制备而来，是由于通过3d打印可以方便制得曲面型的单元板10。例如，可通过fdm的方式制备得到用于建筑的单元板10。
fdm技术成型精度高、成型速度快、普适性极高，且具有良好的经济性的施工，因而有利于实现各单元板10的打印。打印材料可选用为改性塑料。
33.本发明的技术方案中，建筑模板100包括多个单元板10，并通过多个单元板10拼接形成。其中，单元板10通过3d打印的方式进行制备，因而可以实现曲面型的单元板10制备。相比于建筑模板100由平面型的单元板10搭接形成，本发明方案实现建筑模板100由3d打印的单元板10拼接形成，单元板根据设计要求可设置为曲面型，有利于更好地拟合建筑模板100的曲率，以满足愈加复杂的曲面造型。
34.此外，值得指出的是，相关技术中大多采用fdm直接打印建筑构件，该方式可以满足小到中型体量的工程项目，但对于含有大跨度曲面异形部件的大型建筑而言，fdm技术在层积材料强度、3d打印装置的最大成型尺度、部件运输、经济性等方面呈现出明显的劣势。相比之下，本发明方案通过3d打印单元板10并拼接单元板10形成建筑模具，通过建筑模具配合建筑材料成型为建筑构件，从而避免了直接通过fdm直接打印建筑构件，可以适用愈加复杂的异形造型项目，有利于解决大尺度和大跨度复杂曲面建筑的施工难题。
35.因此，本发明方案有利于实现复杂曲面造型的制备。
36.参照图1至图5，在本发明的一个实施例中，所述单元板10包括主体11，所述主体11的外表面111配置为曲面。
37.其中，主体11为单元板10成型的基体，作为单元板10进行加工的基体。例如，现有技术中用于加工的初始坯体。
38.本实施例中，将主体11的外表面111配置为曲面，在该外表面111可以进行建筑材料的铺设，从而实现建筑材料的铺设成型。
39.在外表面111和建筑材料之间，还可以预留空间，先通过预留空间铺设保温层、隔音层等辅助材料，再铺设建筑材料，从而实现建筑构件的复合性能。
40.参照图1至图5，在本发明的一个实施例中，所述单元板10还包括拼接部113，所述拼接部113凸设于所述外表面111，相邻两个单元板10通过各自的拼接部113拼接在一起。
41.其中，拼接部113用于实现相邻单元板10的拼接。例如，可在单元板10的周壁设置拼接连接筋，通过连接筋实现各单元板10之间的拼接。
42.本实施例中，拼接部113凸设于单元板10的外表面111，相比于单元板10为曲面型，不容易在曲面凸设拼接部113，本方案的主体11和拼接部113由3d打印一体式制备，可以方便地将拼接部113凸设于曲面上，并用于实现单元板10的拼接。
43.相比于在单元板10的侧壁设置拼接部113，本方案将拼接部113设置于外表面111，在不占据单元板10侧壁空间的情况下，有利于更好地实现单元板10的拼接，继而有利于拟合建筑模板100的曲率。在实现相邻两个单元板10拼接的情况下，也满足了拼接的强度需求。
44.参照图1至图5，在本发明的一个实施例中，所述拼接部113包括两侧肋1131，两所述侧肋1131凸设于所述外表面111的两侧，每一所述侧肋1131均开设有拼接孔1133，所述拼接孔1133用于与另一所述单元板10的拼接孔1133进行紧固连接。
45.其中，侧肋1131为用于实现相邻单元板10进行拼接的肋条。
46.拼接孔1133为用于紧固连接的通孔，可以通过对拼接孔1133穿设有紧固件1135如螺栓或螺钉等方式，实现相邻单元板10的紧固连接。
47.本实施例中，在外表面111的两侧设置有两侧肋1131，通过两侧肋1131实现相邻两个单元板10的拼接。由于侧肋1131为条状，在保证连接强度的基础上，可以减少对于外表面111的空间占据，从而有利于更多建筑材料的铺设成型。
48.参照图1至图5，在本发明的一个实施例中，所述拼接孔1133的数量为多个，多个所述拼接孔1133沿所述侧肋1131的延伸方向间隔设置。
49.本实施例中，沿侧肋1131的延伸方向上间隔设置有多个拼接孔1133，可以实现单元板10的错位拼接，相比于不错位拼接，通过错位拼接的方式，可以保证建筑模板100的受力载荷和连接强度。此外，通过增加拼接孔1133的数量，也可以起到加强相邻两个单元板10连接强度的作用。
50.参照图1至图5，在本发明的一个实施例中，所述主体11贯穿有通腔113。
51.本实施例中，主体11贯穿有通腔113，从而使得主体11呈中空夹层设置。相比于实体的单元板10，本方案在保证单元板10正常成型的前提下，可以起到节省材料和预留空间的作用。
52.例如，可以在通腔113内设置管线槽15。
53.参照图1至图5，在本发明的一个实施例中，所述单元板10还包括加强结构13，所述加强结构13设于所述通腔113。
54.其中，加强结构13为用于加强成型强度的结构。例如，加强结构13可以设置为交错的加强筋，通过交错的加强筋形成网格加强结构。
55.本实施例中，由于主体11贯穿有通腔113，使得主体11呈中空夹层设置，一定程度上可能导致主体11的成型强度不足，继而影响单元板10的正常拼接。相比之下，本方案通过在通腔113内设置加强结构13，有利于保证主体11的成型强度，继而保证单元板10的正常拼接。
56.参照图1至图5，在本发明的一个实施例中，所述主体11的内表面115配置为装饰层。
57.和/或，所述单元板10还包括管线槽15，所述管线槽15设于所述主体11。
58.其中，装饰层为单元板10用于配合装饰的层体。例如，将主体11的内表面115配置为装饰螺纹面。
59.管线槽15为用于安装管线的槽体，例如安装水管或电线，从而实现建筑构件的通水或通电需求。
60.本实施例中，若建筑模板100不拆，则可以将主体11的内表面115配置为装饰层，从而使得建筑模板100具有装饰性能。此外，在主体11设置有管线槽15，管线槽15可设置于通腔113内。
61.若建筑模板100拆除，则可以不必在主体11的内表面115配置装饰层。此外，在主体11的外表面111凸设有管线槽15，继而使得在外表面111成型的建筑材料，预留有铺设管线的空间，使得后续可以继续在建筑材料的成型层内铺设管件。
62.可选地，在装饰层的外面设置防火层，从而使得建筑模板100进一步具有防火性能。
63.可选地，在主体11开设有用于安装门窗的安装孔，从而在建筑模板100上实现门窗的安装。
64.参照图1至图5，在本发明的一个实施例中，所述建筑模板100包括多个带状结构50，所述带状结构50包括若干所述单元板10，并由若干所述单元板10首尾对接形成，多个所述带状结构50沿所述建筑模板100的宽度方向依次排布且相互拼接，相邻两所述带状结构50之间错位拼接。
65.其中，带状结构50为具有一定的曲率，呈弧形设置的结构。各带状结构50的形状可以曲率形状和厚度可以不一。
66.本实施例中，带状结构50有若干单元板10首尾对接形成，通过控制若干单元板10的形状和对接方向，从而实现带状结构50的造型控制。
67.建筑模板100由多个带状结构50形成，多个带状结构50沿建筑模板100的宽度方向依次排布且相互拼接，通过控制各带状结构50的宽度和数量，可以实现建筑模板100整体成型宽度的控制，有利于实现足够宽度建筑模板100的拼接。
68.相邻两带状结构50之间的单元板10错位拼接，有利于保证建筑模板100的曲面造型连接强度。
69.参照图1至图5，在本发明的一个实施例中，所述带状结构50包括第一端51和第二端53，沿所述第一端51至所述第二端53的延伸方向，所述带状结构50的厚度呈渐缩状。
70.和/或，每一所述带状结构50配置为拱形，以使所述建筑模板100呈桥形设置。
71.本实施例中，沿带状结构50第一端51至第二端53的延伸方向，相比于带状结构50的厚度均等，本方案带状结构50的厚度呈渐缩状，有利于实现带状结构50更大曲率表面的制备。
72.带状结构50的第一端51和第二端53分别设置于地面两侧，每一带状结构50配置为拱形，拱形一般设置有弧形开口，弧形开口可以供行人穿过。建筑模板100整体呈弯月桥的形状设置，具有一定的曲率和实用性，且满足建筑的美观性。
73.综上，本发明实施例的建筑模板100，可采用如下制作工艺：步骤1：确定并冻结该建筑模板100的曲面造型方案。
74.步骤2：根据冻结后的曲面造型方案进行建筑模板100的分板，确定分板方案，继而实现将建筑模板100分板为各单元板10。
75.步骤3：针对各单元板10进行结构优化设计，确定各单元板10的最终尺寸、模板内部结构加强密度等数据。
76.步骤4：进行各单元板10的优化设计，确定打印路径、打印材料、节点连接等制作细节。
77.步骤5：进行单元板10的样板制作。使用fdm熔融层积打印技术配合改性塑料进行各单元板10的打样。打印成形方向为垂直于单元板10短轴截面方向，主体11内部加强结构13、侧肋1131等一体化打印。
78.步骤6：通过结构强度、耐火等级等必要测试环节对各单元板10的性能进行测试，在各单元板10的性能满足预期要求后，则确定各单元板10的最终生产方案。
79.步骤7：使用最终生产方案批量化生产各单元板10，为了保证各单元板10的拼接质量，还需要对各单元板10进行后期打磨。
80.步骤8：在完成各单元板10的工艺生产，将各单元板10运抵施工现场，等待工人对各单元板10施工组装成建筑模板100。
81.本发明实施例的建筑模板100，可采用如下施工过程：步骤1：在施工现场进行脚手架的安装，脚手架用于工人的施工操作。脚手架环绕建筑模板100的主体11布置，预留有工人进行施工操作的空间。
82.步骤2：为实现各单元板10的拼接，在各单元板10侧肋1131的拼接孔1133处通过螺栓连接。其中，在部门需要作临时支撑的位置，则进行支撑架的搭建。通过该拼接方式，实现将各单元板10拼接形成建筑模板100。
83.步骤3：建筑模板100预设有门窗的安装孔，可以通过该安装孔实现门窗套的安装。
84.步骤4：建筑模板100预设有安装管线的槽体结构以及预埋挂件的空间结构，在该槽体结构和空间结构内分别进行管线安装和挂件安装，以满足建筑构件的管线和挂件需求。
85.步骤5：在建筑模板100各单元板10的外表面111铺设保温层或隔音层等辅助材料，从而使得建筑构件具有保温和隔音等辅助功性能。
86.步骤6：继续在建筑模板100各单元板10的外表面111铺设防水层，从而使得建筑构件具有防水性能。
87.步骤7：接着在建筑模板100各单元板10的外表面111铺设成型材料，该成型材料可以为混凝土、瓦、转等主体11材料。铺设成型材料的方式可以通过3d打印喷头进行喷涂形成建筑构件的结构层，从而实现建筑构件结构层的平整成型。
88.步骤8：若建筑模具最终不拆，则将建筑模具的内表面115设置为装饰层。由于建筑模具采用为改性塑料，改性塑料对于防火的要求比较高，因而在该装饰层的表面涂防火材料，以保证建筑模具装饰层的防火性能，有利于避免出现火灾等意外情况。
89.综上所述，本发明实施例的建筑模板100，具有如下有益效果：将建筑3d打印的应用从直接生产建筑构件扩展到使用3d打印制作复杂形态的建筑模板100，该建筑模板100既作为辅助喷射混凝土等材料成型的施工构件，又作为整合了预留线槽、挂件的装饰构件，能够实现尺度更大、形态更复杂的建筑造型落地，改善了现有的曲面降维成平面的妥协性曲面制造工艺。此外，建筑模板100为具有复合性能的3d打印模板，可根据具体情况将自身及建筑的结构性能极大优化，在大幅度减少昂贵打印材料打印耗材的同时，实现实用最少结构构件完成大跨度空间的建造目的。
90.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种建筑模板，其特征在于，所述建筑模板包括多个单元板，并通过所述多个单元板拼接形成，所述单元板通过3d打印制备。2.如权利要求1所述的建筑模板，其特征在于，所述单元板包括主体，所述主体的外表面配置为曲面。3.如权利要求2所述的建筑模板，其特征在于，所述单元板还包括拼接部，所述拼接部凸设于所述外表面，相邻两个单元板通过各自的拼接部拼接在一起。4.如权利要求3所述的建筑模板，其特征在于，所述拼接部包括两侧肋，两所述侧肋凸设于所述外表面的两侧，每一所述侧肋均开设有拼接孔，所述拼接孔用于与另一所述单元板的拼接孔进行紧固连接。5.如权利要求4所述的建筑模板，其特征在于，所述拼接孔的数量为多个，多个所述拼接孔沿所述侧肋的延伸方向间隔设置。6.如权利要求2所述的建筑模板，其特征在于，所述主体贯穿有通腔。7.如权利要求6所述的建筑模板，其特征在于，所述单元板还包括加强结构，所述加强结构设于所述通腔。8.如权利要求2所述的建筑模板，其特征在于，所述主体的内表面配置为装饰层；和/或，所述单元板还包括管线槽，所述管线槽设于所述主体。9.如权利要求1至8任一所述的建筑模板，其特征在于，所述建筑模板包括多个带状结构，所述带状结构包括若干所述单元板，并由若干所述单元板首尾对接形成，多个所述带状结构沿所述建筑模板的宽度方向依次排布且相互拼接，相邻两所述带状结构之间错位拼接。10.如权利要求9所述的建筑模板，其特征在于，所述带状结构包括第一端和第二端，沿所述第一端至所述第二端的延伸方向，所述带状结构的厚度呈渐缩状；和/或，每一所述带状结构配置为拱形，以使所述建筑模板呈桥形设置。

技术总结
本发明公开一种建筑模板，所述建筑模板包括多个单元板，并通过所述多个单元板拼接形成，所述单元板通过3D打印制备。相比于建筑模板由平面型的单元板拼接形成，本发明方案实现建筑模板由3D打印的单元板拼接形成，单元板根据设计要求可设置为曲面型，有利于更好地拟合建筑模板的曲率，以满足愈加复杂的曲面造型。以满足愈加复杂的曲面造型。以满足愈加复杂的曲面造型。


技术研发人员：袁烽 袁梦豪 高天轶 骆稼祥 张立名 宋雅楠
受保护的技术使用者：上海一造科技有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/31