|
一、 概况
船用新型铝板加工家具的研制工作，我们是从2004年7月开始的。
由于×××A、×××A船用铝质折叠床的研制成功，极大地调动了全公司科技人员的创新意识。在中国船舶重工集团公司第×××所和大连×××厂及驻该厂有关人员的大力支持下，我们运用优化设计和可靠性、维修性、综合保障性等专业工程技术，对国内目前船用的铝质家具进行了系统分析，并对所采用的新技术、新工艺、新材料、新设备经过充分论证，为之试制了船用新型铝板加工家具，2004年9月首件样品经过有关人员验证，提出改进意见，经二次改进后，2004年11月对样品正式确认，新样品基本定型，并满足了《GB554-81》、《GB1201-92》和《GJB3551-99》标准要求。我们重新对18种功能款式的新型铝质板式家具的施工图纸进行了修订，2005年6月，经×××厂船研所和驻该厂有关人员确认后，首件产品开始制作，同年8月首件产品经各专家鉴定通过，正式批量生产，同年10月开始在×××厂的×××船安装使用和××××厂多艘船上安装使用。
二、 新型铝板加工家具材料的选用
按照《GB554-81船用家具技术条件》、《GB1201-92船用铝质家具技术条件》的有关规定，我们在新型铝板加工家具开发、设计、研制过程中，针对家具各部件原材料进行有目的的筛选。作为船用的家具设计应该使这些家具材料，既要满足各类家具使用功能，技术特性和制作工艺的要求，又要以最有效、最经济的组合结构形式来满足船用家具的特殊要求，同时我们还对各类家具在制作过程连接的节点及组装过程中固定件的结构形式，船上安装的固定形式进行了充分的试验论证，然后优化选材、优化设计、优化组合，以保证研制出来的用家具应具备可靠性、安全性、维修性，同时还具有重量轻、拉伸强度大、承载负荷大、隔音、防震、防潮、防腐蚀、防火等特点，达到造型简洁大方也不乏美观、结构合理、质轻、强度大、外表美观、适用的目的。
为了克服以往船用铝塑家具在制作过程和成品使用过程中所存在的问题，尤其铝塑家具的主要部件，如：抽屉面、各种柜的柜门、床两侧的床屏板等部件，经多种结构形式的试制、验证，最终我们确定对铝塑家具的上述部件，采用最新的材料，即复合铝质蜂窝板。复合铝质蜂窝板是90年代来国内新兴的装饰材料。2000年以后，才成为越来越多的国内知名工程上选用的装饰材料，并逐渐推广到船舶内装工程上，正如贴面刨花板一样，70年代初期用于陆用家具生产，80年代中期才被用于船舶内装工程（围壁板、天花板、船用家具等）上。复合铝质蜂窝板的面材是采用LF5型铝板，芯材是由多层铝箔粘合而成的成品材料，其孔格边长为10mm。展开最大尺寸（长×宽）1600mm×7500mm,铝箔厚度为0.04mm—0.06mm。具有优越的抗腐性和很高的比表面（表面积与体积之比）、比强度、比刚性（强度、刚性与重量之比）的特点。经加工制成的复合铝质蜂窝板，其表面光洁平整、体轻质刚、强度大（拉伸强度＞4.2Mpa）、承载大、比强度、比刚度高（结构刚度为肋式的1.7倍）、不易变形、隔音、抗震、防火、防潮，以往船用铝塑家具的主要部位采用双层铝板，两板中间做加强筋，通过定位焊接的方法制作。在制作和使用过程中家具表面因人体、物体碰撞易出现凸凹不平的变形现象，难以修复。而我们采用复合铝质蜂窝板在设计制作过程中用于这几个关键部位，克服了以往双层铝板内部局部加强，受力不均产生变形，其表面平整度难以达到要求的缺点。
三、 复合铝质蜂窝板简要生产工艺过程
（一） 材料
1． 铝板采用LF5型板材，做为复合铝质蜂窝板的面材。
2． 铝箔蜂窝芯材，孔格边长为10mm ,做为复合铝质蜂窝板的芯材。
3． PU-203铝蜂窝芯材胶粘剂为双组份无溶剂型聚氨脂胶粘剂。两个组份混合后，发生交联反应，具有触变性好、粘合强度高、不流挂、不发泡、在室温情况下就能固化的特点。
（二）蜂窝板的加工制作
1． 铝板（LF5）下料尺寸，应严格按照家具各部件的尺寸剪裁。铝箔蜂窝芯材以最大的展开尺寸按照家具各部件的尺寸剪裁。
2． 清除铝板（LF5）粘接面的油污、灰尘、锈斑和水份，用甲苯、丙酮、乙醇等溶剂脱脂去油渍，处理后，要求表面干燥、平整，铝合金表面可用零号砂布打毛和丙酮脱脂。
3． 根据铝箔蜂窝芯材胶粘剂的理化性能要求，做好铝板与铝箔蜂窝芯材粘接准备工作，作业现场要保持清洁、无浮尘。
4．胶粘剂的配制和涂胶
根据PU-203铝蜂窝胶粘剂的理化性能要求（见下表）做好铝板（LF5）与铝箔蜂窝芯村的粘接准备工作，作业现场要保持清洁、无浮尘，防止涂胶过程中，漂浮物落到涂胶面上，而影响粘接质量。
PU-203铝蜂窝胶粘剂理化性能表
序 号 项 目 单 位 指 标
1 外 观 A组份：白色粘稠液
B组份：棕色液体
2 粘度（25ο） Pas A组份：≤2500
B组份：≤0.21
3 含 固 量 ≥95
4 比 重 g/cm3 1.20±0.11
5 常温拉伸强度（23ο±1ο） Mpa 金属对金属：≥10 金属对铝蜂窝：铝蜂窝破坏
6 低温拉伸强度（-137ο±2ο） 金属对金属：≥12
7 介质溶蚀性 对聚烯烃等介质不溶蚀
8 适用时间 min ＜15
铝板（LF5）与铝箔蜂窝芯材粘接时，采用PU-203铝蜂窝胶粘剂进行胶合，并严格按下列要求操作。
a、 将A、B组份的PU-203胶粘剂按重量比5：1的配比倒入广口槽内均匀搅拌。
b、 用齿距2mm、高2mm的锯齿型刮板，将已均匀搅拌好的胶粘剂均匀涂刮在粘接的铝板表面，涂胶量控制在180g/m2左右（涂胶的厚度约0.2mm），不得出现漏涂胶现象。
c、 将铝箔芯材复合在铝板的胶接面上，双层的铝板外缘对齐，并保证铝箔蜂窝芯材与胶粘剂充分接触后，放置冷压机上摆平加压1kg/m2左右，待胶粘剂固化12h后，即可转入下道工序。
d、 胶粘剂配制时应注意：胶粘剂自搅拌时间起，在常温下适用时间为15分钟，气温高时，适用时间会相应缩短。故在配制胶液时，应按胶合面的工作量和涂胶时间来测算应配制的胶量，以防止在施工过程中已配制好的胶粘剂固化。
（三）复合铝蜂窝板加工制作工艺流程
下料→胶接表面处理→胶粘剂配制→涂胶→粘合→加压固化→卸压→交验
（四）复合铝蜂窝板质量标准
经加工制作成形的复合铝质蜂窝板，其表面平整、无划痕。平整度≤0.2mm，目视无明显疵点。
四、 船用新型铝板加工家具研制
船用舱室家具是船上生活或工作的必备部件，是舱室功能的根本基础，又是表现舱室形式的主要角色，家具的功能造型、色彩还决定着舱室的性质、功能和意义，家具造型、结构和材料的构成，一方面受时代的约束，另一方面受舱室环境的约束，对特种船舱室家具又受到特殊功能的约束，而决定其式样和功能。特种船是船之骄子，船之精华，一方面最先进造船技术总是首先用于这样的船舶上，另一方面特钟船舶技术发展又会整体上推动船舶技术的发展。船用舱室家具的研制是为船上工作人员在海上航行中，提供一个舒适、温暖、安全的生活、工作、休息环境。因此在设计、研制上要充分考虑到船用舱室家具的固定方式、配套性和统一性、和谐性，以及特殊功能性和维修性，恰当地把握好船用舱室家具的性能，以取得理想的舒适度。
船用舱室家具主要分为三大类，即床类、写字台类和柜类，我们已开发、生产了18种功能款式的复合铝质蜂窝板式家具。在设计和制作中，我们按照国标规定的“规格统一、安全可靠、坚固耐用、简朴实用”的原则，和不断吸收和融合最新科学技术成果，不断推动船用舱室家具的更新，因此我们的新产品全部采用铝合金材料（LFS、LD31、GB3190-82）制成，在家具的造型、家具的结构形式上，结合木质板式家具制作工艺特点，即结构稳定，任何部件可适应各种结合方法，从而保证了船用舱室家具在拆、装、维修等方面更加方便，对大型家具可制成组合式和可拆式，以使能通过船上通孔尺寸为600mm×1400mm，圆角半径为150mm的门，及通孔为600mm×600mm、800mm×1200mm,圆角半径为100mm的舱口。为了保持家具的统一性、和谐性，我们对家具的主要部件：床屏板、抽屉面、各种柜的柜门采用复合铝质蜂窝板制成，床栏板、床架采用铝合金型材制成，其型材外观也体现出板式家具的风格。
复合铝质蜂窝板式家具各部件的连接，我们采用了粘接、焊接和螺钉连接的方法。
（一）床类家具
无论单人床还是双人床，为了保持家具的统一性、和谐性，床屏板及抽屉面，我们采用了复合铝质蜂窝板材料制成床栏板、床底架采用了铝合金型材制成，床栏板两侧端内部设置了钢质定位件，组装时采用M8不锈钢沉头螺栓固定。这种连接方法，使家具表面美观。拆装方法，固定后，在重压力下，降低了床栏板对固定螺栓的剪切力，以保证床体的牢固性和安全性。床屏板在制作时，铝蜂窝芯材四周用铝合金方型管材进行加强，保证了床屏板整体和牢固性。其表面光滑，且抗撞击不易变形。同时提高了床的承载量。
双层床床栏板的护栏采用φ19×1.5不锈钢管折弯制成。固定在床栏板和床屏板上，固定方法采用钻孔插入的方法，并用不锈钢螺栓紧固，使其更加牢固、安全、美观实用。该款式铝塑床、床栏板的上口线型呈圆弧线，两端加装护栏管，取代防护板，减轻了双人床的整体重量。
船用床的功能除了给人以睡觉休息之外，还要兼贮藏柜的功能。因此，床底部大量的空间应充分利用。在床箱的设计上，我们将床底部两个抽屉的侧面空间增设一个储物箱，将床铺板分为两块，抽屉上面的床铺板为固定式，储物箱上面的床铺板为掀盖式，并安装拉手，方便物品的储藏。单人床的高床屏板采用人造革软包方式制作，使其舒适美观。
（二）写字台类家具
为保证船用舱室家具款式的统一性、配套性、写字台的台面采用“富美佳”耐火板，其芯材为t=25mm的刨花板，台面的前边缘为圆弧形，两侧及后面边缘都封PVC封条。抽屉面和门板采用复合铝质蜂窝板制成，台墩架采用t=1.2mm铝板制成，并设有硬性背板进行加强。台墩装配连接采用焊接方法。抽屉滑道为自锁式滚珠滑轨，以防止船体摇晃时抽屉自动翻落出来，抽屉与抽屉之间缝隙保持在5±0.5mm之间，其产品外观大方得体、质轻耐用、美观，体现出板式家具风格。
（三）柜类家具
柜类家具综合了床类和写字台类家具的加工方式，保持了船用舱室家具的工艺特性，使全船家具形成了即统一又和谐的格调。但是，考虑到柜类家具体积较大和较高，为了方便搬运和上船现场组装和安装的问题，因此，所有柜类家具的内部底板采取活动式底板，以方便在船上施工和安装固定。船用脸盆柜的底板，我们考虑到实际的需要和舱室内的环境卫生，将该底板改为接水盆的方式制作而成。起到双重作用，即美观又实用，还防止脸盆使用时水珠飞溅到舱室地面，造成舱室出现潮湿现象。也改善了船上人员的生活条件。
上述家具在部件组装焊接前，做好焊接边缘的处理工作，架体部位全部满焊，不得出现虚焊、漏焊、飞溅、焊瘤、咬肉等现象。为保证焊肉饱满和焊接质量，焊接处加入适量的填充金属。焊后打磨清理后，使表面光洁、美观。
装配完整的家具，其外形尺寸、平整度、垂直度等主要参数完全达到《GB554-82》标准，经检验合格方可进行静电喷塑处理。其喷塑工艺按照《GB52324-2004》标准施工。凡不需喷塑处理的家具五金件，应在喷塑结束并检验合格后，再安装家具五金件，以保证家具的完整性。
五、 船用新型铝板加工家具的可靠性
船用新型铝板加工家具是采用新材料、新工艺、新技术而开发、研制的新产品，因此，我们重点对双层床进行了荷载可靠性试验，由150kg起每次加载50kg，至到300kg后，床体各部位没有发现有变形和损坏现象，抽屉开关自如，加载至400kg时，没有发现其它任何技术问题和故障，其牢固性、可靠性均达到了预定的可靠性设计目标。按照船用舱室家具设备技术要求，所有家具设备必须满足各自的使用功能的要求，双层床总重量不大于95kg，承重达到300kg，无永久性变形，且便于快速组装和折卸，根上述可靠性指标，我们对该新型铝质板式家具进行可靠性分析：
（一）在材料上采用铝合金型材、铝箔蜂窝芯材制成的新产品。其优点是：重量轻、防震、防噪声、防摇摆、承载重、强度大，克服了以往局部加强而受力不均产生变形的缺点，保证受力均匀、不变形。
（二）床的护栏板采用120mm×25mm壁厚3mm的铝合金型材，其优点是抗拉强度大，造型美观。与板式家具相配协调，组装方便、抗弯曲强度高。
（三）床屏板采用复合铝蜂窝板制成，其优点是表面平整光滑，完全是板式家具结构，防震、抗压力强。
（四）双层床上床踏步采用不锈钢板δ=2mm板压制成折叠式踏步。其优点是活动自如、承重大、安全、方便、美观。
（五）双层床底箱采用25mm×25mm×1.5mm铝合金方管焊接制成。其优点是比普通型材的承重大，稳定性能好。
（六）凡大型家具均为可拆式，并独立包装，船上安装达到运输方便、组合快捷、灵活并有足够的刚性，牢固可靠。
（七）该新型铝板加工家具在开发、研制时，完全考虑到防震、防噪声及防摇摆的要求。同时内部结构合理，可防止滋生害虫，清洁方便。所有家具全部固定在甲板上，不依赖于船体的固定，即可保持原有的形状。
信息来源：http://www.fsgtx.com.cn
|
