自從2000年泰諾風(fēng)公司將歐洲成熟的鋁合金隔熱技術(shù)引入國(guó)內(nèi)，隔熱鋁型材在國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)史已經(jīng)有七年多了。隨著節(jié)能政策的執(zhí)行力度加大，人民生活、工作舒適性要求提高，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)日益完善，節(jié)能指標(biāo)逐漸提高，節(jié)能技術(shù)的覆蓋面越來(lái)越廣泛，作為鋁合金門(mén)窗幕墻節(jié)能技術(shù)的主要運(yùn)用之一------穿條式隔熱鋁型材，使用量越來(lái)越大。但是從近幾年相關(guān)部門(mén)對(duì)隔熱鋁型材的抽查情況來(lái)看，在其質(zhì)量方面還是存在一定的問(wèn)題，特別是室溫縱向抗剪特征值。
在實(shí)際加工過(guò)程 的操作細(xì)節(jié)沒(méi)有一一累敘。對(duì)于在加工過(guò)程的常見(jiàn)問(wèn)題分析和型材設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)，筆者將在《穿條式隔熱鋁型材加工工藝細(xì)節(jié)分析》中詳細(xì)介紹。隔熱鋁門(mén)窗幕墻在政府強(qiáng)力推進(jìn)建筑節(jié)能的社會(huì)大背景下已成為華北、東北、華東地區(qū)的主流門(mén)窗幕墻，作為主材料供應(yīng)商的鋁材生產(chǎn)企業(yè)都在隔熱型材的設(shè)計(jì)、加工方面投入了大量的精力、財(cái)力，泰諾風(fēng)致力于提供產(chǎn)品以外的更細(xì)化、深化的技術(shù)支持與配合，無(wú)私、客觀奉獻(xiàn)在歐洲積累的40年的隔熱鋁型材設(shè)計(jì)、加工工藝方面的經(jīng)驗(yàn)與大家分享。
對(duì)于穿條式隔熱鋁型材的質(zhì)量控制問(wèn)題，筆者認(rèn)為應(yīng)該從系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段、材料選擇階段和加工階段等三個(gè)方面來(lái)全過(guò)程控制，使我們終生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品能夠滿足國(guó)標(biāo)GB 5237.6《鋁合金建筑型材 第6部分：隔熱型材》的各項(xiàng)要求。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段
在此階段重要的就是鋁型材槽口和隔熱條頭部的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)（如圖1和圖2所示）。
圖1 鋁型材標(biāo)準(zhǔn)槽口尺寸
圖2 隔熱條標(biāo)準(zhǔn)頭部尺寸
在鋁型材標(biāo)準(zhǔn)槽口尺寸控制中，槽口上部尺寸(2.9+0.20)mm與下部尺寸(4.9+0.20)mm的控制，是為了與隔熱條配合，從而穿條更順暢；內(nèi)夾頭的設(shè)計(jì)是為了隔熱條能夠垂直就位于鋁型材槽口中，在滾壓中起隔熱條的支撐作用；外夾頭的設(shè)計(jì)是為了在隔熱型材經(jīng)滾壓后，外夾頭能插進(jìn)隔熱條內(nèi)，從而保證隔熱型材的各項(xiàng)機(jī)械性能；這些在后面的關(guān)于加工工藝的論述中將詳細(xì)解釋。
另外在槽口設(shè)計(jì)中還要注意的是外夾頭處的內(nèi)倒圓弧角問(wèn)題，因?yàn)樵跐L壓過(guò)程當(dāng)中，隨著外夾頭插進(jìn)隔熱條里，外夾頭根部位置是里邊受壓變形，會(huì)造成此處材料堆積，這樣就必然要預(yù)留位置來(lái)堆積這些材料。如果在鋁型材槽口中出現(xiàn)內(nèi)倒圓弧角缺失的現(xiàn)象（如圖3），在滾壓過(guò)程中就勢(shì)必會(huì)造成外夾頭內(nèi)跟部位置受壓的鋁材沒(méi)有位置堆積，只能向槽口內(nèi)側(cè)突出，如果要使外夾頭同樣程度的插進(jìn)隔熱條，就必然要增大滾壓力。這樣增大滾壓難度不算，還有可能造成的后果會(huì)有兩種：其一是滾壓力過(guò)大，使得外夾頭在根部出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象（如圖4所示）；其二是堆積在外夾頭根部的鋁材經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，其內(nèi)應(yīng)力得到釋放，使得外夾頭不能緊緊的咬合在隔熱條內(nèi)，從而降低隔熱型材的機(jī)械性能，特別是縱向剪切特征值。
圖3 內(nèi)倒圓弧角缺失現(xiàn)象
圖4 內(nèi)倒圓弧角缺式的滾壓模擬情況
隔熱條頭部的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是為了與型材標(biāo)準(zhǔn)槽口配合，這樣在加工過(guò)程當(dāng)中就能穿條順暢并有利于滾壓。
當(dāng)然技術(shù)力量非常雄厚的公司可以自行開(kāi)發(fā)自己的型材槽口和隔熱條頭部，但這是一個(gè)系統(tǒng)工程，在這過(guò)程當(dāng)中要涉及到非常多的問(wèn)題，比如型材槽口和隔熱條頭部的配合問(wèn)題、滾壓力控制的問(wèn)題等等，因此還是要慎重的好！
材料選擇階段
隔熱型材涉及到的材料就兩種：鋁材和隔熱條。
在隔熱條原材料方面，目前國(guó)際上公認(rèn)的隔熱條的原材料配方是基材75%聚酰胺66（俗稱尼龍66，簡(jiǎn)稱PA66）和強(qiáng)化物25%玻璃纖維（簡(jiǎn)稱GF），即PA66+GF25（如圖5、6所示）。這是因?yàn)?/span>PA66具有較高的機(jī)械性能和耐高溫性能，還可以保證隔熱條的尺寸精度的穩(wěn)定性；而玻璃纖維可以進(jìn)一部提高隔熱條的機(jī)械性能，使其滿足作為一個(gè)結(jié)構(gòu)件的要求。作為基材的PA66與強(qiáng)化物玻璃纖維在經(jīng)過(guò)精密擠壓而生產(chǎn)出來(lái)的隔熱條，在強(qiáng)度方面，其橫向抗拉強(qiáng)度≥120N/mm，足夠保證隔熱條在整窗中的各種荷載要求；在外形尺寸精度方面，隔熱條的公差≤0.1mm，保證了隔熱型材的外形尺寸精度和隔熱窗的裝配精度（0.2~0.5mm）；在線膨脹系數(shù)方面，隔熱條的為2.0~3.5X10-5K-1，與鋁型材的（3.5X10-5K-1）為相近；在耐候性方面，能夠充分保障正常限溫度范圍內(nèi)（-30oC~80oC）的使用要求。如果這兩種材料的一項(xiàng)或全部出現(xiàn)了變化或者配比有重大偏差，那么以上的各種優(yōu)勢(shì)就無(wú)法保障，這是歐洲30多年的隔熱條發(fā)展史所充分證明的。
圖5 尼龍66
圖6 玻璃纖維
隔熱條的外形尺寸精度是我們選擇隔熱條的一項(xiàng)重要的注意事項(xiàng)。如圖7外形尺寸好的隔熱條的兩頭能夠緊密的貼在鋁型材槽口內(nèi)，在加工過(guò)程中也不會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題；但是如果使用外形較差的隔熱條，首先是其兩頭與型材槽口留有縫隙，其次是在滾壓后，外夾頭與隔熱條咬合處必然存在著應(yīng)力集中，此處如果受到外力影響，應(yīng)力一旦釋放，那么結(jié)果就是隔熱條開(kāi)裂，后果嚴(yán)重。如果說(shuō)內(nèi)外鋁型材槽口底部不是平行的，也會(huì)出象這種狀況。
圖7 不同外形尺寸精度的隔熱條裝配情形
所以我們?cè)谶x擇隔熱條時(shí)就應(yīng)該選擇外形尺寸較好的隔熱條。
在鋁型材方面，我僅談?wù)勪X型材的外型尺寸精度要求。在GB5237.6《鋁合金建筑型材 第6部分：隔熱型材》中對(duì)隔熱型材的外形尺寸精度要求是：符合GB 5237.1《鋁合金建筑型材 第1部分：基材》的相關(guān)規(guī)定。就是說(shuō)隔熱型材的內(nèi)、外腔型材和隔熱條這三部分材料的擠壓加上一道復(fù)合工序所積累的偏差要等于原本一次擠壓成型的基材，也就是我們常說(shuō)的“1”=“3+1”。所以鋁型材自身的精度也為重要。
圖8 鋁型材槽口精度差導(dǎo)致的結(jié)果
如圖8所示，鋁型材槽口精度太差，經(jīng)滾壓后，隔熱條已經(jīng)開(kāi)裂了。
加工階段
穿條式隔熱型材的加工工序?yàn)殚_(kāi)齒——穿條——滾壓。
我們首先來(lái)探討下開(kāi)齒這道工序。
圖9 慕勒設(shè)備開(kāi)齒情形
圖10 隔熱鋁型材滾壓后情形
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段我們提到過(guò)內(nèi)夾頭的設(shè)計(jì)是為了隔熱條能夠垂直就位于鋁型材槽口中，在滾壓中起隔熱條的支撐作用；外夾頭的設(shè)計(jì)是為了在隔熱型材經(jīng)滾壓后，外夾頭能插進(jìn)隔熱條內(nèi)，從而保證隔熱型材的各項(xiàng)機(jī)械性能；另外還有就是這樣的設(shè)計(jì)能夠使隔熱條頭部與型材槽口緊密結(jié)合，確保了隔熱條與型材之間的低限度的水滲漏、空氣滲透的問(wèn)題。從以上情況和圖10可以看出來(lái)，隔熱型材在經(jīng)過(guò)滾壓后，只有外夾頭的齒紋插進(jìn)了隔熱條內(nèi)，所以在開(kāi)齒過(guò)程中保證在外夾頭上有深而鋒利的齒紋對(duì)經(jīng)滾壓后的隔熱型材是非常重要的。這樣的話就要使得開(kāi)齒盤(pán)必須定位在夾頭槽口之間略偏外夾頭處（如圖9所示）。
圖11 佳開(kāi)齒
圖12 好的開(kāi)齒
圖13 差的開(kāi)齒
圖14 沒(méi)有開(kāi)齒
還有就是外夾頭齒紋的鋒利情況，類似圖11和圖12是好的開(kāi)齒，齒紋深而鋒利，在滾壓過(guò)程中，齒紋能夠插進(jìn)隔熱條內(nèi)，從而能確保隔熱型材的各項(xiàng)機(jī)械性能（特別是縱向剪切特征值），如圖15所示。類似圖13則反之，更不用說(shuō)圖14了。
圖15 齒紋插進(jìn)隔熱條
圖16 齒紋沒(méi)有插進(jìn)隔熱條
隔熱鋁型材不同開(kāi)齒情況在不同狀態(tài)下的抗剪性能差別，在這里我們可以看出來(lái)，不管怎樣的檢測(cè)狀態(tài)，開(kāi)齒質(zhì)量直接影響到終隔熱鋁型材的抗剪切特征值，開(kāi)齒質(zhì)量越高?？辜羟刑卣髦翟礁摺?
總結(jié):穿條式隔熱鋁型材因其美觀大方、易加工、高強(qiáng)度等特性已廣泛使用在隔熱門(mén)窗幕墻中。對(duì)于它的加工工藝，鋁型材生產(chǎn)廠家各位人士來(lái)已是很熟悉，有些還積累了一定的加工經(jīng)驗(yàn)，但是對(duì)有些剛?cè)腴T(mén)窗幕墻行業(yè)的設(shè)計(jì)人員和房產(chǎn)公司的材料選用技術(shù)人員來(lái)說(shuō)并不一定很了解。本文通過(guò)簡(jiǎn)單介紹穿條式隔熱鋁型材的組合工藝，希望能增強(qiáng)門(mén)窗幕墻的設(shè)計(jì)人員在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)型材結(jié)構(gòu)工藝性的考慮和房產(chǎn)公司的材料選用人員對(duì)影響隔熱型材質(zhì)量因素的認(rèn)識(shí)。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，穿條式隔熱鋁型材就是將兩支預(yù)先擠出的鋁材和隔熱條廠家提供的隔熱條，通過(guò)復(fù)合加工將三者組合成一體的復(fù)合型材。因此，除了材料本身的質(zhì)量外，組合加工的工藝水平是決定隔熱型材質(zhì)量的重要因素。一般來(lái)說(shuō)，組合工藝是由開(kāi)齒、穿條、滾壓和檢測(cè)四道工序通過(guò)的設(shè)備來(lái)完成。 工廠生產(chǎn)隔熱型材（穿條式）時(shí)各階段須注意的事項(xiàng)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段、材料選擇階段和加工階段等展開(kāi)，論述穿條式隔熱型材質(zhì)量控制要素。
