一種透光性可控的非幾何形狀導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種透光性可控的非幾何形狀導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法，包括以下步驟：首先選取無機(jī)膠凝材料的原材料以及導(dǎo)光材料，根據(jù)導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的外形做出模型，然后將模型放入一個方形容器內(nèi)并固定其位置使水口朝上，再在容器內(nèi)倒入膠凝材料，凝結(jié)后進(jìn)行開模。模型取出后即制得模具，模具的內(nèi)表面上留有與金屬絲相對應(yīng)的孔洞，將導(dǎo)光材料的兩端插入模具的內(nèi)表面上的孔洞中，將無機(jī)膠凝材料倒入模具，待硬化后進(jìn)行開模，將半成品取出。清除掉半成品上凸出的導(dǎo)光材料，然后使用砂紙打磨即制得透光性可控的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料。本發(fā)明所制備出的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料能夠?qū)崿F(xiàn)同向透光和異向透光，并且所制備出的產(chǎn)品的外形呈多樣化。
【專利說明】
一種透光性可控的非幾何形狀導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供了一種導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法，尤其涉及一種透光性可控的且外形任意可調(diào)的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的透光無機(jī)膠凝材料主要是透光混凝土，目前的透光混凝土就是將光纖或?qū)Ч鈽渲A(yù)埋入混凝土內(nèi)，使不透明的混凝土具有一定的透光性，這就是透明水泥概念的來源。采用上述方法所制備的產(chǎn)品雖然在一定程度上滿足透光要求和制備工藝要求，但達(dá)不到透光、采光的裝飾效果及性能。從組成和效果看，現(xiàn)有透光混凝土仍然存在以下方面問題，影響其材料和性能的應(yīng)用，沒有普及。
[0003]首先，目前的透光無機(jī)膠凝材料主要是透光混凝土，并未有使用其他膠凝材料的相關(guān)報道。其次，目前所制備的產(chǎn)品中均是同向透光，現(xiàn)有的制備工藝中無法實現(xiàn)異向透光的要求。最后，目前的產(chǎn)品的外形單調(diào)，大多為簡單的幾何形狀結(jié)構(gòu)，無法實現(xiàn)特殊外形的產(chǎn)品(如人物、動物形象、建筑物外形等)的制作。
[0004]綜上所述，目前在裝飾用透光性可控的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料還存在有諸多欠缺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種透光性可控的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法，該方法所制備出的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料能夠?qū)崿F(xiàn)同向透光和異向透光，并且所制備出的產(chǎn)品的外形呈多樣化，因此拓展了導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的使用范圍。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種透光性可控的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法，包括以下步驟:(I)、選取無機(jī)膠凝材料的原材料以及導(dǎo)光材料，導(dǎo)光材料選用石英玻璃絲和/或塑料纖維；
[0008](2)首先利用3D打印技術(shù)根據(jù)導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的外形按照1:1的比例做出模型，所述模型中在所設(shè)計的透光點的位置處對應(yīng)設(shè)置有孔洞，將模型的表面修整光滑，然后將與孔洞直徑相同的金屬絲插入孔洞中，金屬絲的一端露出模型，露出長度為0.1?I厘米;選擇導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的外形中最為平滑的一個平面作為水口，然后將模型放入一個方形容器內(nèi)并固定其位置使水口朝上，所述模型與容器壁之間的最小距離大于0.5厘米，然后在容器內(nèi)倒入質(zhì)地柔軟、有韌性且不吸水的膠凝材料，凝結(jié)后進(jìn)行開模，從水口處依照設(shè)計的造型切割，不將硅膠體切斷，在滿足將內(nèi)部模型順利取出的前提下保證硅膠的最大完整性和韌性，模型取出后即制得模具，所述模具的內(nèi)表面上留有與金屬絲相對應(yīng)的孔洞；
[0009](3)、將導(dǎo)光材料的兩端依照設(shè)計要求均插入模具的內(nèi)表面上金屬絲所留下的孔洞中；
[0010](4)、將調(diào)和好的無機(jī)膠凝材料由水口倒入模具中，無機(jī)膠凝材料填滿后應(yīng)排出其中的氣泡，然后將水口封閉，待無機(jī)膠凝材料硬化后進(jìn)行開模，將半成品取出；
[0011](5)、清除掉硬化后的半成品的表面上凸出的導(dǎo)光材料，使半成品表面齊整，然后依次使用由粗到細(xì)的砂紙進(jìn)行打磨，使表面光滑平整，即制得透光性可控的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料。
[0012]步驟(I)中所述的無機(jī)膠凝材料的原材料包括主料和輔料，其中主料選自水泥、石膏、娃膠、高嶺土，輔料選自水、固化劑、細(xì)砂、粉煤灰。
[0013]步驟(2)中所述模型的材質(zhì)為3D打印樹脂或鑄造蠟。
[0014]步驟(2)中所述的質(zhì)地柔軟、有韌性且不吸水的膠凝材料為塑料、樹脂或有機(jī)硅膠。
[0015]步驟(2)中所述孔洞的直徑比導(dǎo)光材料的直徑小20%?40%。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的透光性可控的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法具有以下優(yōu)點:1、本申請在選材方面，所述的無機(jī)膠凝材料的原材料包括主料和輔料，其中主料可以選自水泥、石膏、娃膠、高嶺土等，輔料可以選自水、固化劑、細(xì)砂、粉煤灰等，因此拓展了材料的選材范圍。2、本申請在制備過程中，將導(dǎo)光材料的兩端依照設(shè)計要求均插入模具的內(nèi)表面上金屬絲所留下的孔洞中，因此本申請制得的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料透光性可進(jìn)行調(diào)控，既可以同向透光，也可以異向透光。3、本申請中創(chuàng)造性的采用了仿真模型+外模具的制備方法，因此能夠制得各種外形的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所制得的非幾何形狀導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明所制得的非幾何形狀導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實施例中模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實施例中模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)具體的說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于以下實施例。
[0022]本實施例中所提供的透光性可控的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法如下:
[0023]一、材料選擇與材料加工
[0024]1、無機(jī)膠凝材料篩選與加工
[0025]無機(jī)膠凝材料可選用水泥(對水泥標(biāo)號無特殊要求)，石膏，高嶺土，硅膠等礦物或者人工合成可通過空氣，水發(fā)生或者化學(xué)添加劑使材料硬化反映的材料，在加工過程中依據(jù)每種材料的特性加入不同的輔料，比如水泥可加入60 %的細(xì)紗。細(xì)紗是由60到100目的篩網(wǎng)過濾所得。為了保證產(chǎn)品表面精細(xì)以及提高打磨效果。
[0026]2、導(dǎo)光性材料篩選與加工；
[0027]導(dǎo)光性材料一般選用石英玻璃絲或塑料纖維，石英玻璃絲具有耐高溫，導(dǎo)光性強(qiáng)，易于打磨。在加工過程中可依據(jù)設(shè)計需要控制絲的粗細(xì)。塑料纖維柔軟，不宜斷裂，在傳導(dǎo)光線的同時很好的起到無機(jī)膠凝材料內(nèi)部骨架支撐，拉伸的作用。
[0028]3、模具材料篩選
[0029]模具材料是依據(jù)產(chǎn)品的造型和透光要求決定的，本發(fā)明中所涉及到的產(chǎn)品有兩種，如圖1和圖2所示，分別為非幾何造型同向透光以及非幾何造型異向透光。對于外形為非幾何形狀的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料需要制作仿真模型加外置模具配合使用，仿真模型選用可塑性強(qiáng)，不吸水的材料，比如首飾專用蠟或者3D打印樹脂或者鑄造蠟作為主材。外置模具要求選用表面光滑、有韌性、易于拆解組合的材料制作，比如塑料，樹脂，有機(jī)硅膠等。在調(diào)配有機(jī)硅膠時，固化劑的比例是6%。這樣制作成的外置模具具有彈性，更易脫模。
[0030]二、模具的制備
[0031]首先利用3D打印技術(shù)根據(jù)導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的外形按照1:1的比例做出模型，所述模型中在所設(shè)計的透光點的位置處對應(yīng)設(shè)置有孔洞，所述孔洞的直徑比導(dǎo)光材料的直徑小20%?40%，將模型的表面修整光滑，然后將與孔洞直徑相同的金屬絲插入孔洞中，金屬絲的一端露出模型，露出長度為0.5厘米;選擇導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的外形中最為平滑的一個平面作為水口，然后將模型放入一個方形容器內(nèi)并固定其位置使水口朝上，所述模型與容器壁之間的最小距離大于0.5厘米，然后在容器內(nèi)倒入質(zhì)地柔軟、有韌性且不吸水的膠凝材料，凝結(jié)后進(jìn)行開模，以水口所在的平面為切除面，將模型取出，即制得模具，所述模具的內(nèi)表面上留有與金屬絲相對應(yīng)的孔洞，其結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示。開模時注意從水口處依照設(shè)計的造型切割，盡量不將硅膠體切斷，在滿足將內(nèi)部模型順利取出的前提下保證硅膠的最大完整性和韌性。
[0032]三、導(dǎo)光材料置入
[0033]將導(dǎo)光材料的兩端依照設(shè)計要求均插入模具的內(nèi)表面上金屬絲所留下的孔洞中。因為金屬絲比導(dǎo)光材料的直徑小20% — 40%，所以玻璃絲或者塑料纖維不宜從孔洞內(nèi)滑出。四、無機(jī)膠凝材料澆筑
[0034]將調(diào)和好的無機(jī)膠凝材料由水口倒入模具中，無機(jī)膠凝材料填滿后抽真空或者震動及時排出其中的氣泡，使用保鮮膜封住水口放置于陰涼處，一天后揭開保鮮膜在水口處灑水等待持續(xù)硬化，第四天用金屬針在水口表面試探硬化程度，如無明顯破損痕跡便可以開模。開模注意盡量不將模具或模具板切割斷開，在滿足將內(nèi)部模型順利取出的前提下保證模具或模具板的最大完整性和韌性。
[0035]五、打磨工藝
[0036]開模取出硬化的產(chǎn)品，可以看出玻璃絲或者塑料纖維明顯長出產(chǎn)品表面，用鋒利的剪鉗緊貼產(chǎn)品表面將玻璃絲或者塑料纖維剪斷。盡量使表面齊整。將產(chǎn)品的每一個面，特別是有導(dǎo)光材料的面在依次從800號，1000號，1500號，2000號的水砂紙沾水開始打磨，從而達(dá)到光滑平整的一體平面。
[0037]經(jīng)過上述工藝流程即可生產(chǎn)出可控透光性無機(jī)膠凝裝飾材料。
【主權(quán)項】
1.一種透光性可控的非幾何形狀導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:(1)、選取無機(jī)膠凝材料的原材料以及導(dǎo)光材料，導(dǎo)光材料選用石英玻璃絲和/或塑料纖維； (2)首先利用3D打印技術(shù)根據(jù)導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的外形按照1:1的比例做出模型，所述模型中在所設(shè)計的透光點的位置處對應(yīng)設(shè)置有孔洞，將模型的表面修整光滑，然后將與孔洞直徑相同的金屬絲插入孔洞中，金屬絲的一端露出模型，露出長度為0.1?I厘米;選擇導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的外形中最為平滑的一個平面作為水口，然后將模型放入一個方形容器內(nèi)并固定其位置使水口朝上，所述模型與容器壁之間的最小距離大于0.5厘米，然后在容器內(nèi)倒入質(zhì)地柔軟、有韌性且不吸水的膠凝材料，凝結(jié)后進(jìn)行開模，從水口處依照設(shè)計的造型切害J，不將硅膠體切斷，在滿足將內(nèi)部模型順利取出的前提下保證硅膠的最大完整性和韌性，模型取出后即制得模具，所述模具的內(nèi)表面上留有與金屬絲相對應(yīng)的孔洞； (3)、將導(dǎo)光材料的兩端依照設(shè)計要求均插入模具的內(nèi)表面上金屬絲所留下的孔洞中； (4)、將調(diào)和好的無機(jī)膠凝材料由水口倒入模具中，無機(jī)膠凝材料填滿后應(yīng)排出其中的氣泡，然后將水口封閉，待無機(jī)膠凝材料硬化后進(jìn)行開模，將半成品取出； (5)、清除掉硬化后的半成品的表面上凸出的導(dǎo)光材料，使半成品表面齊整，然后依次使用由粗到細(xì)的砂紙進(jìn)行打磨，使表面光滑平整，即制得透光性可控的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法，其特征在于:步驟(I)中所述的無機(jī)膠凝材料的原材料包括主料和輔料，其中主料選自水泥、石膏、娃膠、高嶺土，輔料選自水、固化劑、細(xì)砂、粉煤灰。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述模型的材質(zhì)為3D打印樹脂或鑄造蠟。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的質(zhì)地柔軟、有韌性且不吸水的膠凝材料為塑料、樹脂或有機(jī)硅膠。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光無機(jī)膠凝材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述孔洞的直徑比導(dǎo)光材料的直徑小20 %?40 %。
【文檔編號】C04B28/24GK105904576SQ201610284964
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月30日
【發(fā)明人】任開, 任海明
【申請人】中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）