裝配式建筑的模具設計在整個預制構件生產(chǎn)環(huán)節(jié)中是至關重要的起始環(huán)節(jié)，文章對裝配式建筑及模具設計、模具加工工藝進行研究，分析了國內(nèi)模具設計存在的重量大、通用性差、設計標準不統(tǒng)一等問題，并從設計到工藝介紹了裝配式建筑模具將向通用性、輕量化、標準化、智能化發(fā)展的趨勢。

1、裝配式建筑現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　裝配式建筑是用預制構件裝配而成的建筑，是基于工業(yè)化生產(chǎn)驅(qū)動下建筑項目的整個生產(chǎn)過程，是“建筑 + 制造”二者跨界融合的新模式，利用現(xiàn)代工業(yè)化技術，把傳統(tǒng)建筑業(yè)與傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑預制構件的組裝工藝簡單、施工周期較短，預制構件具有統(tǒng)一性，方便現(xiàn)場管理存放，因此裝配式建筑可縮短施工周期 25% -30%，節(jié)水約 50%，木材節(jié)約 80%，減少建筑垃圾 70%，大大降低粉塵及噪音污染。

　　根據(jù)住建部統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，2016 年全國新開工裝配式建筑 1.14 億㎡，同比增長 57%，占新建建筑面積的比例為 4.9%， 全國新開工裝配式建筑 4.2 億㎡ ，同比增長45%，占新建建筑面積的比例為 13.4%，2016-2019 年，新開工建筑中，裝配式建筑年均增長率為 55%。從重點區(qū)域看，2019 年重點推進地區(qū)新開裝配式建筑占全國比例為 47%，裝配式建筑在東部發(fā)達地區(qū)繼續(xù)引領全國發(fā)展，同時其他一些地區(qū)逐漸呈規(guī)?；l(fā)展局面。在 2020 年兩會上，“裝配式建筑”依然為行業(yè)熱詞之一，在國家鼓勵的大環(huán)境大背景下，各地將繼續(xù)加緊推進裝配式建筑的落地進程，不少地方更是對建筑產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展及新建建筑的預制率提出了明確要求。

　　盡管這幾年我國裝配式建筑發(fā)展迅猛，2019 年占比達到13.4%，但是從全球范圍來看，歐美國家裝配式建筑的普及率在 80%以上，我國裝配式建筑仍然遠遠落后于發(fā)達國家水平，仍需進一步提高預制率。

2、裝配式建筑模具發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 模具發(fā)展現(xiàn)狀

　　模具設計作為生產(chǎn)環(huán)節(jié)的起始環(huán)節(jié)，在裝配式建筑整個建設過程中發(fā)揮著巨大的作用，既需要對接上游的深化設計，更對整個構件生產(chǎn)環(huán)節(jié)起到主導作用，如果設計不合理有設計缺陷，那么就會導致 PC 構件出現(xiàn)問題，混凝土構件無法裝配使用，造成直接的經(jīng)濟損失，所以模具的優(yōu)劣直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量，設計符合要求的模具可大批制造構件， 保證構件的精度及一致性，也能大大縮短制造時間、提高生產(chǎn)效率。

　　然而，由于裝配式建筑剛剛興起，各個環(huán)節(jié)都處于研究探索階段，裝配式建筑模具設計并沒有得到足夠關注及重視，導致模具設計在行業(yè)內(nèi)并沒有統(tǒng)一的設計標準，無論是模具設計、材料選用、制造工藝、脫模方式都沒有統(tǒng)一的模板模式，設計生產(chǎn)方式較為粗獷，存在較多不足。如何對傳統(tǒng)進行創(chuàng)新，走向現(xiàn)代化生產(chǎn)模式，在目前行業(yè)發(fā)展的大前提下建立符合行情的裝配式建筑模具發(fā)展思路及路線，是目前模具發(fā)展的首要問題。

2.2 模具設計準則

　　結合目前裝配式建筑構件生產(chǎn)車間生產(chǎn)情況及國內(nèi)其他成熟的模具設計行業(yè)的設計標準，在裝配式建筑構件的模具設計應遵循以下原則，才能保證設計出的模具的實用性。

　　1)便于構件脫模。PC 構件為混凝土構件，質(zhì)量大，體積大，不便于運輸，所以是否脫模方便是模具設計過程中首要考慮的問題，若是設計不當無法脫模，則將造成直接經(jīng)濟損失，設計的模具不便于脫模，也將給現(xiàn)場脫模增加工作難度，也會導致構件在脫模過程中損壞，極大降低生產(chǎn)效率，造成人工、材料成本大量浪費，在設計過程中不易于脫模的地方需要增加拔模斜度。

　　2)模具尺寸精度。尺寸精度包含兩個方面，構件的尺寸精度及模具的尺寸精度，其中模具的尺寸精度直接決定所生產(chǎn)的構件精度，設計人員必須保證模具的尺寸精度，及模具生產(chǎn)的構件的尺寸精度，由于模具中澆筑的混凝土凝固后會發(fā)生膨脹，因而模具設計之初就要將其考慮在內(nèi)，在設計過程應留有余量，這樣才能保證模具所做出的構件尺寸不會過大，在允許的公差范圍內(nèi)。模具在加工焊接過程中，采用 的材料及焊接工藝也都會影響到尺寸精度。

　　3)模具強度。模具中混凝土凝固后，尺寸會膨脹，對模具的邊模產(chǎn)生擠壓，模具強度不夠的情況下，模具將會發(fā)生變形，且每套模具用于多個構件生產(chǎn)，弱變形量較大，構件的尺寸誤差將逐漸累積超過允許公差范圍。保證模具強度 的辦法有很多，比如在邊模增加加強筋數(shù)量，增加桿件，型材做為支撐等等。

　　4)模具出筋方式的處理。模具出筋的設計主要為鋼筋開豁尺寸及開豁形式，若設計中開豁尺寸較大，則模具的密封性會出現(xiàn)問題，出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，模具漏漿會嚴重影響 PC 構件的外觀，出現(xiàn)表面粗糙現(xiàn)象，需要耗費大量人力進行修整;若開豁尺寸過小，則會影響脫模，導致構件卡死情況的發(fā)生。

　　5)安全性及實用性。由于樓梯、陽臺等構件多為大型模具，模具尺寸較大，重量重，所以在設計過程中應充分考慮實用性及可操作性，便于工人操作，留有足夠的操作空間及操作平臺，便于模具的組裝、拆卸及生產(chǎn)過程中的操作。

海天機電裝配式建筑模具

海天機電管廊模具

海天機電綜合管廊模具方涵模具

海天機電預制樓梯模具

海天機電陽臺模具空調(diào)板模具

海天機電飄窗內(nèi)隔墻模具